נגיף זעיר מזאיר - צבי עצמון

נגיף האבולה (Ebola) מילא בזמן האחרון את תפקיד האימה הרפואית התורנית. אנשים מזאיר שבמרכז אפריקה אשר נדבקו בנגיף, חלו במחלה קשה וקטלנית, שהתבטאה בשטפי־דם מרובים ובהרס הכבד.

ב־1979 פרצה מחלה ב־55 כפרים ששכנו על גדותיו של נהר האבולה בצפון זאיר. הנגיף, גורם המחלה, זכה אז לשמו, ובאותה שנה אף נראה לראשונה במיקרוסקופ האלקטרונים וצולם. נגיף האבולה נמנה עם משפחת הנגיפים הקרויה filoviridae, ובה סוג אחד בלבד - filovirus. בסוג זה נכללים נגיפי מרבורג, על שמה של עיר בגרמניה שבה זוהו ב־1967, ושלושה גזעים של נגיפי אבולה: זאיר, סודן ו-רסטון. האחרון אינו תוקף בני-אדם אלא קופים בלבד,  ואילו שלושת הראשונים פוגעים גם באדם.

 נגיף האבולה הוא נגיף מוארך, מדמוי תולעת. במרכזו מולקולה חד־חוטית של RNA, והוא פוגע בעיקר בתאי הכבד. סימני המחלה, מופיעים 16-4 ימים לאחר ההדבקה,  והבולטים  מביניהם הם חום גכוה ושטפי דם חיצוניים ופנימיים. החולים סובלים גם מכאבי ראש ושרירים, ובדרך-כלל גם מהקאות. כ-90%-70% מן החולים מתים. נגיף האבולה אינו מתקיים כרגיל בקרב אוכלוסיית האדם. כפי הנראה הפונדקאים הקבועים שלו הן חיות אפריקניות, אולם אלו טרם זוהו. עד כה נודעו  ארבע התפרצויות באוכלוסיות אנושיות, בהתפרצות האחרונה מזאיר קיפחו את חייהם למעלה ממאה בני אדם.

תמונה במיקרוסקופ אלקטרונים של הנגיף דמוי התולעת אבולה־זאיר. זו התמונה הראשונה בהיסטוריה של נגיף זה,

שצולמה על-ידי פרדריק מרפי, חוקר שעבד במרכז האמריקני לבקרת מחלות. הגדלה פי 100,000 לערך.

נגיף האבולה הוא, אמנם, קטלני, אך אינו מידבק במיוחד. אין יודעים באילו נסיבות הוא עובר מן־ המאגר הקבוע שלו בחיות לאוכלוסיות אנושיות. ההידבקות מאדם לאדם נעשית בעיקר באמצעות מזרקים שנעשה בהם שימוש חוזר ומכשירים רפואיים שלא עוקרו כראוי. דם וקיא של חולה בשלב התפרצות המחלה עלולים גם הם להדביק את הבאים אתם במגע. אפשר למצוא נגיפים גם בתוך נוזל הזרע של גברים שחלו, והיו מקרים של נשים שנדבקו מבני-זוג שהחלימו.

למחלה נגיפית זו אין תרופה ואין כנמצא גם תרכיב חיסון. קרוב לוודאי שבעתיד הקקרוב גם לא יהיה חיסון, זאת משום שהאבולה כרגיל אינו מתפרץ כמגפה, וניתן למנוע את התפשטותו בעזרת בידוד מתאים של החולים ושימוש במזרקים וכפפות חד־פעמיים.

פורסם ב"גליליאו" 11, יולי/אוגוסט 1995. 

כולרה - וחלום טוב - צבי עצמון

בפרשה הבאה מככבים שלושה "גיבורים", שהיו יכולים לספק חומר לראיון חושפני מן הסוג הנפוץ כל-כך במקומותינו, ואפילו לדרמה בהמשכים - אם אכן היו אלה גיבורים. אלא שמדובר בחומרים, בניסויים ובניתוחים סטטיסטיים. ובכל זאת: סיפור מרתק ומלא ניגודים.

שלושת ה"גיבורים" הם: רעלן הכולרה, מערכת החיסון ומחלות אוטואימוניות. רעלן הכולרה הוא חלבון המורכב מתת-יחידות הנמנות עם שני סוגים: A ו-B. תת-היחידות A חודרות לתוך תאי המעי ופוגעות בפעולתם התקינה. תת-היחידות B אינן חודרות לתאים ואינן פוגעות בהם, אלא אחראיות לחיבור הרעלן לקולטנים מיוחדים המבצבצים מקרומיות תאי המעי.

מבנה רעלן הכולרה
מקור

מערכת החיסון מקנה לנו עמידות בפני יצורים שהיו ששים "להתנחל" בגופנו - חיידקים, נגיפים, פטריות טפילות, ועוד. ללא מערכת חיסון יעילה היו כל אלה מכריעים אותנו בתוך זמן קצר. ואולם, בהיותה אחראית להדוף כל גורם זר שחודר לגופנו, אחראית מערכת החיסון גם לדחייתם של שתלים רצויים (כמו כליה, לב); היא מעורבת בתגובות אלרגיות למיניהן, וגורמת לעתים מחלות אוטואימוניות, שבהן היא מתקיפה את מרכיבי הגוף עצמו.

זיהוי הפולשים נעשה על-פי מבנים, בעיקר חלבוניים, המבצבצים מעל שטח הפנים שלהם ומכונים אנטיגנים (ובעברית-אנגדים). תאי מערכת החיסון פוגעים רק בפולש הנושא אנטיגנים זרים ולא במרכיבי הגוף; מערכת החיסון אמורה לזהות אנטיגנים עצמיים ככאלה ולא לפגוע בהם. אולם לעתים, מסיבות בלתי ברורות, פועלת מערכת החיסון כנגד מרכיבי הגוף (ראו: גול עצמי", גליליאו 8, עמ' 23); במקרה כזה מתפתחת מחלה אוטואימונית. אחת המחלות האוטואימוניות הקשות היא הטרשת הנפוצה (Multiple Sclerosis), המתבטאת בפגיעה בתפקודם של חלקים שונים של מערכת העצבים. מחלה נוספת היא דלקת פרקים אוטואימונית. לעתים בעקבות כניסתו של אנטיגן זר למערכת העיכול, מתפתחת סובלנות כלפיו. "מה יקרה אם נחבר אנטיגן עצמי, שאותו תוקפת מערכת החיסון של חולה במחלה אוטואימונית, לשרשרת B של רעלן הכולרה? האם בעקבות כך נצליח להשרות סובלנות כלפי האנטיגן העצמי ובכך לרפא את המחלה?" כך שאלו את עצמם ססיל קזרקינסקי (Czerkinsky) ועמיתיו מאוניברסיטת גטבורג בשוודיה.

שאלו ועשו. הם האכילו חולדות החולות במחלה מקבילה למחלת הטרשת הנפוצה באדם, בתצמיד של שרשרת B של רעלן הכולרה המחוברת לחלבון המיאלין הבסיסי - זהו אותו חלבון הנתקף על-ידי מערכת החיסון בחולי טרשת נפוצה. והנה, לטענת החוקרים, די היה במנה אחת בלבד של תצמיד כזה כדי לרפא את החולדות החולות. תצמיד שרשרת B עם אנטיגן מתאים, כשניתן לעכברים הסובלים מדלקת פרקים אוטואימונית, מנע נפיחות במפרקים והרס רקמות. בניסויים מאוחרים יותר הצמידו החוקרים אנטיגנים של שתלי לב לשרשרת B והאכילו בתצמיד עכברים שבגופם הושתלו שתלי לב. שתלים כאלה נהרסים בעכברים בתהליכי דחייה בתוך 12-11 ימים מיום ההשתלה. והנה, בעכברים שבלעו את התצמיד שרדו השתלים זמן כפול. החוקרים מקווים כי מתן מתמשך של התצמיד, והתאמה רבה ככל-האפשר בין האנטיגנים של השתל לאלה של מקבלו, ימנעו אולי כליל את הדחייה, ללא צורך בתרופות המדכאות את מערכת החיסון.

השאלה הגדולה היא האם תוכיח השיטה את עצמה כיעילה גם בבני אדם. מנה חד-פעמית של תצמיד מתאים, הניתנת דרך הפה, שמצליחה לרפא כליל טרשת נפוצה או מחלה קשה אחרת, נראית לכאורה פתרון טוב מדי מכדי להיות אמיתי. אבל אולי בתוך שנה-שנתיים, כך צופים החוקרים, נדע אם חלום טוב זה עתיד להתגשם, ולו חלקית.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 11, יולי/אוגוסט 1995

על מנגנון ההתרבות של נגיף האיידס

 

לאחר הדבקה ראשונית בנגיף איידס (HIV), הוא נעלם כמעט מזרם הדם, ונשאר לכאורה רדום מספר שנים עד להופעתו עם התפרצות המחלה. בשנים האחרונות נמצא שנגיף האיידס מתרבה בבלוטות הלימפה וריכוז התאים המודבקים הולך ועולה באיטיות אך בצורה משמעותית במשך חודשים עד שנים.

שתי קבוצות חוקרים בראשות Wei ו-Ho פרסמו בתחילת השנה עבודות שהראו שטיפול בחולי איידס בתרופות, הביא לירידה מהירה בריכוז הנגיף החופשי בדם תוך מספר ימים, שלוותה בעליה בריכוז התאים מטיפוס CD₄. 

הבעיה בשימוש בתרופות אלה, היא הופעת זנים עמידים, לעתים תוך שבוע. למעשה תופעה זו אינה חדשה, אך החידוש הוא בהצבעה על הדינמיקה של יצירת הנגיף. הם קבעו שמדי יום מסולקים מזרם הדם כ-30% מהמספר הכללי של הנגיפים בדם. מאחר שהריכוז בדם נשאר כמעט קבוע במשך חודשים רבים - קצב התרבות הנגיף כנראה זהה למספר שצוטט לעיל. בצורה דומה הסיקו החוקרים, שקצב יצירת ותמותת תאי CD₄ בנגיף הינו כ-2x10² ליום. 

מה אם כן אחראי לפינוי המהיר של הנגיף מהדם ולאבדן תאי CD₄? התשובה היא המערכת החיסונית: נוגדנים, מערכת המשלים ותאים מקרופגים. תאי T הורגים מזהים תאי CD₄ מודבקים היוצרים אנטיגנים נגיפיים ומתקיפים אותם, רק חלק קטן מתאי CD₄ ״נמלטים״ מהתאים ההורגים וממשיכים ליצור נגיף.

התוצאות הצביעו, שנגיף האיידס מתנהג בדומה לנגיפים אחרים ואין מסתוריות במחזור חייו. הוא אמנם יחודי וחמקו, אך הוא נגיף בכל מקרה.

הדבקה בנגיפי HIV
איור: Victor Padilla-Sanchez, PhD - Wikimedia commons

המקור: Nature 373: 102, 1995

פורסם ב"סינתזיס" 10, ספטמבר 1995.

פיתוח חדש ־ מערכת מפרקת נפט באמצעות חיידקים

 

מערכת לפירוק נפט באמצעות חיידקים שפותחה באוניברסיטת תל אביב, הצליחה לנקות קרקע ספוגה בדלקים למיניהם בבסיס של הצי האמריקני, בעוד טיפול בתכשירים מסחריים מתוצרת ארצות הברית לא נמצא יעיל.

פרופ' יוג'ין רוזנברג ופרופ׳ אליאורה רון וקבוצות המחקר שלהם עוסקים בשנים האחרונות, במסגרת המחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה באוניברסיטת תל אביב, בפיתוח שיטות מיקרוביולוגיות למלחמה בזיהום הסביבה.

ארוע זיהום נפט בחופי ישראל 
צילום: איריס האן - החברה להגנת הטבע

במסגרת המחקרים פותחה מערכת, המתבססת על אוכלוסיית חיידקים שמפרקים נפט ביעילות, והופכים אותו למים ולדו תחמוצת הפחמן. הייחוד של המערכת הזאת הוא בכך, שהיא מתאימה גם לטיפולים בשטח פתוח, כמו ים או חוף.

המחקר של הפרופסורים רון ורוזנברג הינו חדשני ומתקדם ביותר בעולם ונוסה כבר בשדה, הלכה למעשה, במספר מקומות בארץ ומחוצה לה.

החוקרים רוזנברג ורון זכו בפרס ״מגשים ישראל יפה״ לשנת 1994 מידי נשיא המדינה על טיפול מוצלח שבוצע בזיהום דלק במפרץ חיפה באמצעות טכנולוגיה שפיתחו

תקלה שאירעה באוניה שעגנה במפרץ חיפה, גרמה בעקבותיה לזיהום הדלק החמור ביותר בשנים האחרונות של מאות טונות דלק כבד, אשר נחתו תוך מספר שעות בחופים החוליים הנקיים שבין קריית ים ובין שפך נחל הנעמן.

איזור זה מכיל גם שמורת טבע להטלת הביצים של צב הים, ולכן היתה חשיבות מרובה לסילוק מהיר של הזיהום, אשר גרם באופן מיידי לנזקים אקולוגיים חמורים שהתבטאו בתמותה של צמחים ובעלי חיים ימיים וגם של ציפורים.

באתר הופעלה השיטה החדשנית של הפרופסורים רון ורוזנברג, לאחר החלטת ראש אגף ים וחופים במשרד איכות הסביבה כי יש לטפל בשטח, מבלי לסלק את חולות החוף, שאין להם תחליף.

בשלב הראשון נערך ניסוי שטח, על מנת לוודא שהשיטה יעילה ואינה גורמת לנזקים אקולוגיים. לאחר הניסוי המוצלח בוצע טיפול בקנה מידה מלא בחוף שנפגע והוא שוקם לחלוטין.

לאחרונה נבדק התהליך בצורה יסודית בארצות הברית, בשיתוף עם החברה האמריקנית הגדולה OHM, המתמחה בטיפול סביבתי. בנסיון שבוצע לטיפול בזיהומי נפט בקרקע בבסיס של הצי האמריקני, שנועד לפינוי ולשימוש אזרחי, נבדקו שלושה תכשירים שונים. תוצאות הטיפול בשני תכשירים מסחריים מתוצרת ארצות הברית היו זהות לאלו של חלקת הביקורת, שלא קיבלה כל טיפול. לעומת זאת, הטיפול היחיד אשר היה הרבה יותר יעיל מחלקת הביקורת, ובצורה שהיתה משמעותית מבחינה סטטיסטית, היה התכשיר שפותח באוניברסיטת תל אביב. תוצאות ניסוי זה  הוצגו בכנס שיקום ביולוגי, ,Bioremediation, שנערך לאחרונה בסאן דייגו, קליפורניה, והוא זכה לתגובות נלהבות.

פורסם ב"סינתזיס" 10, ספטמבר 1995.