יום שבת, 18 בינואר 1997

כוחו של ארגון - איתי בן-פורת




לפני 3 שנים תקף זיהום חיידקי מסתורי מאות חולי קצרת (אסתמה) בארה"ב, ומאה בני אדם נפטרו מן המחלה. המכנה המשותף לחולים - כולם השתמשו במשאף מתוצרת מסוימת, שהעלה את החשד כי היה זיהום חיידקי במכל הייצור של חומר השאיפה. אך אף שמכלים אלה טופלו לפי דרישות התקן, הזיהום לא נמנע, וגם הטיפול האנטיביוטי בחולים לא נשא תוצאות. התביעות המשפטיות בעקבות המקרה הולידו בדיקה מקיפה ובה נמצא כי במכלים היה חיידק מסוג Pseudomonas aeroginosa, אשר גורם לדלקת ריאות. חיידק זה ידוע ביכולתו להופיע בצברים מוקפים בריר, המכונים קרומים (biofilms), שעמידים בפני חומרים מחטאים, בפני אנטיביוטיקה ובפני מערכת החיסון.

חיידקי Pseudomonas aeruginosa במיקרוסקופ אלקטרונים
CDC / Janice Haney Carr

מקרה זה ומקרים נוספים סימנו פער בין המחקר המיקרוביולוגי ובין המתרחש בטבע. עד לאחרונה עסקו רוב המחקרים בחיידקים אשר צפים במצע גידול נוזלי כיחידים, או גדלים כמושבות בצלחות פטרי; אולם בטבע רוב החיידקים מופיעים בקרומים, ובצורת חיים זו התנהגותם שונה: כאשר החיידק עובר ממצב ציפה חופשית להיצמדות לקרום מופעל בו מסלול שינויים צורניים (מורפולוגיים) ומטבוליים. 

קרומי חיידקים מעורבים בנזקים בתחומים רבים: הם גורמים להרס שיניים (הפלאק הידוע לשמצה), סותמים צינורות מים או קודחים בהם חורים, ויש כאלה המזהמים אבזרים רפואיים שונים, כגון עדשות מגע, לבבות מלאכותיים והתקנים תוך-רחמיים. קיומם של הקרומים על גבי מתקנים המוחדרים לגוף מסוכנת ביותר, בשל עמידותם הן בפני טיפול אנטיביוטי והן בפני מערכת החיסון. קרומי חיידקים מופיעים גם על גבי שבבי מחשב, וכיוון שהם מוליכים זרם חשמלי הם משבשים את פעולת השבב - בעיה חמורה בפסי הייצור של שבבים. 

כיצד מאורגן הקרום והחיידקים שבו? מתברר כי החיידקים נקשרים זה לזה באמצעות סיבים רב-סוכריים (פוליסכרידיים), היוצרים רשת צפופה, שבתוכה זורמים מים המספקים חומרי מזון ומסלקים פסולת. צירוף זני חיידקים שונים בתוך הקרום מאפשר ניצול תוצרי חיידק אחד כמזון לחיידק אחר ונוצרת שרשרת מזון יעילה. רשת הסיבים גם משמשת "חומת מגן" לחיידקים בפני סכנות חיצוניות. 

הקהילה המיקרוביולוגית נמצאת עתה בשלבים ראשונים של פיתוח אמצעי התמודדות עם קרומי חיידקים באמצעות חומרים אנטיביוטיים או באמצעות הלם חשמלי שיפר את הקשרים בין החיידקים.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 20, ינואר 1997.

יום שישי, 17 בינואר 1997

אריות במצוקה - נדב לוי


בכמה שמורות טבע בקניה ובטנזניה נמצאים אריות תחת איום של נגיף קטלני.  האם זו הדרך שבחר הטבע לוויסות מספר הטורפים שאין להם אויבים?

אריות בשמורת המסאי מרה
Benh LIEU SONG, Wikimedia Commons

באפריל 1995 נתקלתי לראשונה בשמורת המסאי־מארה בקניה בלביאה חולה שכמעט נדרסה בשוגג על ידי רכב הספארי שלנו. הלביאה לא שלטה על שריריה, התקשתה לעמוד על רגליה ורעדה. היא הייתה חסרת אונים לחלוטין ונראתה נפחדת. נראה היה שאיבדה כמעט לחלוטין את הקשר לסביבתה הטבעית. ניסינו לברר מה קרה לה, אך לבסוף הנחנו לה לנפשה. למחרת בבוקר מצאנו שאבדו עקבותיה. ולא היה לי צל של ספק שלא עברה את הלילה לאור מספרם הרב של הצבועים המנומרים ששוטטו בסביבה.

הייתה זו הפעם הראשונה שבה נתקלתי בעדויות ממשיות על מגפת הכלביים שפקדה בסוף ינואר 1994 את אוכלוסיית האריות בפארק הסרנגטי שבטנזניה. מדיווחים ראשונים עלה כי בתוך זמן קצר מתו בעקבות המחלה כ־80% מלהקות האריות הגדולות הנחקרות בסרנגטי ובשמורת המסאי־מארה בקניה, שהיא המשכה הטבעי של המערכת האקולוגית המפורסמת בעולם.

התפרצויות אלימות של נגיפים בקרב חיות בר הוא נושא חדש יחסית במחקרים העוסקים בביולוגיה של שמירת־הטבע (Biology Conservation). נגיפים כאלה, כמו נגיפים התוקפים את משפחת הכלביים ידועים בקרב חיות בית ובקרב טורפים בני משפחה זו, אך פגיעתם באריות, הנמנים עם משפחת החתוליים, היא תופעה חדשה יחסית.

בראשית 1994 החלו לזרום ידיעות על מחלת עצבים קטלנית, שמאפייניה העיקריים היו דלקת המוח, דלדול בכמות הלימפוציטים בטחול ובעור ודלקת־ריאות, שפגעה באריות הסרנגטי. במהרה זיהו את גורם המגפה כנגיף התוקף את משפחת הכלביים. בתחילה עדיין סברו כי הנגיף פוגע רק בכלבים וזאבים, ולא במשפחת החתוליים, אך עד מהרה התברר כי המחלה התגלתה בעת ובעונה אחת בקרב אוכלוסיות אריות באפריקה המרוחקות זו מזו כאלף ק׳׳מ, ופגעה גם בצבועים מנומרים, בשועלים אזננים ובנמרים. למרבית המזל, לא כל האריות החולים מתו מהמחלה, ורבים מהם התגברו עליה באופן טבעי.

אחת ההשערות לאופן התפרצות המחלה הייתה הרעלה מכוונת, שכמוה התרחשה בפארק אמבוסלי שבקניה וגרמה שם להכחדת האריות. חשד זה ירד מהפרק משום שאוכלוסיית האריות בסרנגטי מרוחקת מבני שבט המסאי, שהיו יכולים להזיק להם. תסמיני המחלה דמו לתסמיניה של מחלה נגיפית שתקפה את הטורפים הנדירים בוויומינג בארצות הברית לפני כ־12 שנים, וגם למגפה שבעקבותיה מתו במפתיע לפני כארבע שנים בגני חיות בארצות הברית נמרים, אריות וטיגריסים. 

בתחילה חשבו כי מדובר באותו נגיף שעבר מוטציה והפך אלים, ובעקבות כך החל לתקוף את אוכלוסיית האריות בפארקים. החשש העיקרי הוא שהנגיף המסתורי עלול לחסל את אריות הסרנגטי, לעבור גם לאוכלוסייה המנותקת והחשובה של האריות במכתש הנגורונגורו, ובהמשך לעוות את שרשרת המזון במערכת האקולוגית השופעת חיות בר במזרח־אפריקה כולה.

מכתש הנגורונגורו בטנזניה הוא סוואנה מנותקת מסביבתה, המשתרעת על פני 300 קמ״ר בערך. מגלי המכתש הלבנים תיארוהו כ׳׳רוחש אריות נהדרים״, תיאור שגרר אחריו את טבח ״האריות הדשנים״, כפי שהם כונו. היום כל האריות במכתש מוגנים מציד בני שבט המסאי. לאחרונה נספרו בו כמאה אריות, מקצתם נוודים, והשאר חברים בשבע להקות. לכל אחת מהן טריטוריה משלה, אך בשל שטחו המוגבל של המכתש, יש בו צפיפות גבוהה, המולידה לעתים עימותים בקרב הלהקות עצמן ובין להקה לרעותה. להקות האריות במכתש ניזונות מחיות המכתש, כמו גנו וזברות. הלביאות, האמונות על הציד, מכירות היטב את השטח, ו״יודעות״ כי קשה לטרפם לברוח מתוך ״קערת הבשר״ הזו.

בשנת 1962 התקיפה את מכתש הנגורונגורו עננת זבובי שוקיים מוצצי דם, לאחר חודשים אחדים שהיו גשומים במיוחד. בעקבות התקפת הזבובים, סבלו האריות מזיהומי עור קשים, מקצתם מתו ומקצתם נדדו מהמכתש. בתוך כשישה חודשים בלבד נעלמו מפארק הנגורונגורו כשישים אריות ואז פסקה המגפה בפתאומיות, כשם שהחלה, והותירה אחריה אריות בודדים בלבד. בשל האוכלוסייה המדולדלת שנותרה במכתש, נמשכו במשך שנים זיווגי קרובים בין האריות שחיו שם בבידוד רב. "נישואי קרובים״ אלה היו בעוכרי אוכלוסיית המכתש. הבעיה העיקרית היא שרוב האריות היום הם צאצאי 15 אריות שנותרו במכתש לאחר ששככה המגפה, ומאז פוחתת פוריותם. עתידם לאורך זמן מוטל בספק, אלא אם כן יגיעו עוד אריות מהסרנגטי הסמוך לאחר שיגלו את "קערת הבשר״, או אם יוחלט לנסות להשיב למכתש אריות בעלי מוצא גנטי שונה.

אריות פארק הסרנגטי ומכתש הנגורונגורו בטנזניה נחקרים מאז שנות ה־60. מתוך כ־25,000 קמ״ר של מישורי עשב, רמות, חורש וגבעות, מתמקדים המחקרים בכ־200 קמ״ר, ובהם כמאתיים אריות.

עד אוגוסט 1994 חוסנו כ־85% מאריות הסרנגטי בתרכיב נגד הנגיף. במהלך 1995 התברר כי חלק מהאריות ששרדו פיתחו חיסון טבעי לנגיף, ומאז לא התגלו מקרים חדשים. בעקבות המלצותיה של קבוצת המחקר, החליטו בטנזניה ובקניה לחסן את כל אוכלוסיית הכלבים המבויתים כנגד הנגיף בתקווה לעצור את גל המגפה הנוכחי בטרם יתחדש. המסקנות מהמצב החדש תמכו בהפניית משאבים למחקרים בגנטיקה ובלימוד מערכת החיסון של אריות הסרנגטי. 

ויסות מספרם של בעלי החיים בטבע נעשה. בדרך כלל בידי אויביהם הטבעיים, וכאשר יורד מספרם של אלה, מתרבים הטורפים בקצב מהיר. החוקרים מניחים כי אוכלוסיית האריות בסרנגטי הגיעה לקצה גבול יכולת הישרדותה בהיעדר אויבים. זו בעיה אקולוגית ידועה של בעלי־חיים חזקים כמו טורפי־על. אף שמקצת להקות האריות פיתחו עמידות גנטית כנגד המגפה, עדיין שוררת דאגה שמגפות מעין אלו תתקופנה בעתיד אוכלוסיות טורפים נדירים אחרים באפריקה, המצויים בסכנת הכחדה או בתפוצה מוגבלת. דויד מקדונאלד (Macdonald), מחוקרי הטורפים הידועים בעולם, סבור, כי מגפת כלביים דומה היא זו שסתמה את הגולל על אוכלוסיית הבר של הזאבים הטלואים בפארק הסרנגטי בשנת 1992. ובאשר לאריות, העוסקים בשטח מודאגים שהמגפה תצליח לחסל כליל את ארבעים האריות הנדירים שנותרו במכתש הנגורונגורו הסמוך לסרנגטי, ועשויה אף לתקוף את שרידי האריות האסייאתיים שנותרו ביערות גיר שבהודו.

השאלות העיקריות הן מה ניתן לעשות והאם צריך. החוקרים סבורים כי ראשית יש לצמצם ככל האפשר את מספר היונקים המבויתים העשויים להידבק במחלה, באמצעות חיסון יונקי־בר ואוכלוסיות מבויתות של יונקים ממשפחת הפריים, שעלולים להיחשף למחלות שפגעו בהם בעבר. בימים אלה מתנהל מסע הסברה לחיסון אוכלוסיות הכלביים באזור הסרנגטי, הנגורונגורו והמסאי־מארה כנגד כלבת וכנגד הנגיף החדש. אך מספר הכלבים סביב הסרנגטי לבדו נאמד בכ־30,000 ורובם טרם חוסנו כנגד גורמי המחלה, לכן משערים כי התפרצות מחלה כזו צפויה בעתיד.


מי מעורב במחקר?

הראשונים במעלה בין חוקרי האריות בעולם, שתרמו לשימורם בסביבתם הטבעית, הם ללא ספק בני הזוג ג׳ורג וג׳וי אדמסון (Adamson). ג׳ורג' הגיע לקניה בשנות ה־30 כצייד, אך עד מהרה הצטרף למחלקת שמירת הטבע והיה הראשון שהגדיר את גבולותיה של שמורת סמבורו. החל משנות ה־70 הוא התמסר להשבת אריות לטבע בשמורת קורה. הוא תיעד לראשונה את אורח חייהם של אריות בפארק הסרנגטי. התפרסם בחיסולם של אריות שהתמחו בהרג בני־אדם, וכך מצא את שלושת הגורים שאחת מהן התפרסמה כלביאה אלזה. אדמסון נרצח בידי ציידים בלתי חוקיים בשנת 1989. אשתו ג׳וי, גידלה חתוליים עוד בשנות ה־50, ביניהם נמרה (פאני) וברדלסית (פיפה), והראתה כי ניתן לאלף גם חתוליים טורפים. ג׳וי נרצחה ב־1983 בהיותה בת 37. סיפוריה שהנציחו את הלביאה אלזה, ״לחופש נולדה״ (Born Free), ו״לחיות חופשיה לעולם" (For Ever Free), הוסרטו.

ג׳ורג שאלר (Schaller) היה המדען הראשון שחקר אריות בפארק הסרנגטי בשנים 1969-1966 במכתש הנגורונגורו, במקביל למחקריו של הנס קרוק (H. Kruck), על אקולוגיה וסוציוביולוגיה של האריות והצבועים המנומרים באפריקה. שאלר היה זה שגילה ותיעד לראשונה את אורח החיים החברתי יוצא הדופן של האריות, ומחקרו החלוצי באזור הסרנגטי נמשך מאז ללא הפסקה. בעקבותיו באו חוקרים נוספים לשמורת הסרנגטי, המסאי מארה, שמורת הנגורונגורו ושמורות טבע בדרום אפריקה.



אן פוסי וקרייג פאקר, הם זוג נשוי שחוקר שנים רבות את אוכלוסיית האריות בסרנגטי, הם למעשה, חוקרי האריות המובילים כיום בעולם.

לקריאה נוספת:
Morell, V. 1994 Serengeti's big cats going to the dogs, Canin distemper virus. Science 264: 1664. (June 17)
Macdonald, D.W. 1996 Dangerous Liaisons and disease.Conservation Biology Section Nature 379: 400-401. (Feb 1)


נדב לוי הוא זואולוג, מרצה ומדריך טיולים בעיקר באפריקה.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 20, ינואר/פברואר 1997.

יום שישי, 10 בינואר 1997

נגיף לוחם בסרטן - איתי בן-פורת


אחד המאוויים של העוסקים בחיפוש אמצעי לוחמה בגידולים סרטניים הוא כי יימצא נגיף המסוגל להדביק תאים סרטניים ולהרוג אותם, מבלי לפגוע או לסכן את שאר תאי הגוף. עד לאחרונה נראה היה כי אפשרות כזו תישאר בגדר חלום בלבד, אולם באוקטובר השנה התפרסם מחקר המציג פריצת דרך בכיוון זה. קבוצת חוקרים בראשות פרנק מקורמיק (McCormick), העובדת בחברת התרופות אוניקס בקליפורניה הצליחה לפתח זן של נגיף ממשפחת האדנווירוסים (adenovirus), אשר ניחן ביכולת לתקוף אך ורק תאים ממאירים. נגיפים ממשפחה זו מדביקים תאים שנמצאים במצב מנוחה ומאלצים אותם להתחלק. כאשר התאים מתחלקים משעבד הנגיף את מערכות החלוקה של התא לצרכיו, הוא מתרבה, מחסל את התא ועובר להדביק תאים נוספים.

File:Adenovirus 4.jpg
נגיפי אדנווירוס במיקרוסקופ אלקטרונים
GrahamColm, wikimedia commons
כיצד גורם הנגיף לתא להתחלק? מתברר כי הנגיף מנטרל כמה חלבונים בתא אשר מפקחים על תהליך החלוקה. בעקבות זאת מאבד התא את ה״בלמים״ ומתחיל להתחלק. אחד החלבונים שאותם מנטרל הנגיף מכונה p53, שהוא אחד החלבונים החשובים בתא - הוא מונע מתא שניזוק להמשיך להתחלק, ובכך מונע את מעבר הנזק לדורות הבאים. נזק כזה יכול להיגרם, למשל, אם נפגע ה־DNA בתא, או DNA זר, של נגיף למשל, חדר לתא. האדנווירוס שחודר לתא זקוק למערכת הרבייה התאית כדי להתקיים, ולכן מנטרל את p53. אם לא ינטרל אותו יורה p53 לתא להפסיק להתחלק. יופייה של השיטה שפיתחו מקורמיק ושותפיו היא בפשטותה: הם יצרו נגיף אשר אינו מסוגל לקשור את p53. נגיף שכזה לא יוכל לפגוע בתאים נורמליים שבהם p53 פועל, שכן תאים אלה לא יתחלקו והנגיף לא יוכל להתרבות. רק אם יפגוש תאים שבהם מסיבה כלשהי p53 איננו מתפקד יוכל הנגיף להתרבות. ל־p53 תפקיד חשוב במניעת התפתחות גידולים סרטניים - ב־60% מן הגידולים באדם p53 אינו קיים, לכן תאים אלה הם יעד מצויין עבור הנגיף. רק בתאי הגידולים האלה הנגיף יוכל להתרבות ללא יכולת התפשטות לתאים הבריאים שבסביבתם.

בניסויים הראשונים שערך מקורמיק התגשמו תחזיות אלו במדויק: כאשר מגדלים בתרבית תאים אשר מקורם בגידולים סרטניים, מתקיף הנגיף את התאים שבהם החלבון p53 אינו פעיל, ואינו פוגע בתאים בהם הוא קיים. מכאן עשה מקורמיק צעד נוסף: הוא בדק אם הנגיף מסוגל לפעול בגוף חי ולא רק בתרבית תאים. לשם כך הזריק לעכברי מעבדה תאים שמקורם בגידולים סרטניים באדם שבהם החלבון p53 אינו פעיל - תאים המתפתחים לגידול סרטני בעכבר לאחר שהתפתחו הגידולים בעכברים הזריקו החוקרים את הנגיף ישירות לתוך כל גידול. התוצאה: הגידולים קטנו בגודלם בשיעור של כ־85%, ומקצתם אף נעלמו לחלוטין. אלה הן תוצאות משמעותיות ביותר, אולם יש עדיין כמה סוגיות הדורשות פתרון לפני שניתן יהיה ליישמן באדם: האם אין הנגיף מהווה סכנה לרקמות הגוף? האם וכיצד תגיב מערכת החיסון בעקבות פלישת הנגיף? האם יש דרך לגרום לנגיף להגיע לגרורות הגידול? ושאלת השאלות — האם הסיפור אכן פשוט כפי שהוא נראה? 

בארה׳׳ב החלו ניסויים קליניים בחולים, וקבוצת חולים הסובלים מגידולים בצוואר ובראש קיבלו זריקות של הנגיף לתוך הגידולים. שלב ראשון של ניסויים אלה יסתיים בשנת 97׳ ותקוות רבות נתלות בהם.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 20,  ינואר 1997.