יום שבת, 31 באוקטובר 2015

תופעות לוואי אחרי חיסון - אן מוס


למה אחרי חיסון יש תופעות לואי? למה יש תינוקות שעולה להם החום? למה לפעמים איזור החיסון הופך אדום וחם? האם התינוק נהיה חולה בעקבות החיסון? אם אנחנו אומרים שחיסון שפעת לא יכול להדביק בשפעת, אז למה אחרי החיסון לפעמים מרגישים "חולים"? כאן ריכזתי תשובות לכל השאלות. 

המערכת החיסונית שלנו היא מערכת מורכבת, מאד מורכבת. כדי לפשט את העניינים, נציין שלמערכת החיסונית יש שתי זרועות: הזרוע המולדת (שאיתה כל אחד נולד) והזרוע הנרכשת או הנלמדת (זרוע שמתבססת על נוגדנים ומחייבת את המערכת החיסונית ללמוד ולהתפתח).

איך המערכת הזאת פועלת עם שתי הזרועות?
קודם כל, קצת "דע את האויב". לחיידקים ולנגיפים שנכנסים לנו לתוך הגוף ויכולים לחולל מחלה קוראים בשם המשותף: פתוגנים. פתוגן (מחולל מחלה - ביוונית), זה פשוט חיידק, נגיף, או יצור מיקרוסקופי אחר, שיכול לחולל מחלה בגוף.

נניח שפתוגן כזה נכנס לנו לרקמה בגוף, איפה שהוא לא צריך להיות. התאים באותה רקמה מזהים שיש בעיה ומפעילים "אזעקה". הם מתחילים לשדר אותות מצוקה למערכת החיסונית ולהתריע שמשהו כאן לא בסדר. למקום האירוע מגיעים תאי דם לבנים מסוימים שמוצאים את הפולש ולוקחים ממנו דוגמית. את הדוגמית הם מסיעים למפקדה המרכזית של המערכת החיסונית שנמצאת במערכת הלימפה. שם ילמדו את החשודים וייצרו נגדם נוגדנים מתאימים.

מה זה נוגדן? נוגדן הוא חלבון שיודע למצוא את הפתוגן אליו הוא מותאם ולנטרל אותו. הוא custom made לפתוגן ספציפי. נוגדן שיודע לעבוד נגד נגיף החצבת, לא יעזור לנו נגד נגיף שפעת, וההיפך. אבל אם יש לנו את הנוגדנים המתאימים, שיחקנו אותה. הנוגדנים תופסים את הפתוגנים, ורק אותם, מנטרלים אותם די מהר, ומחסלים את האיום, עוד לפני שהפתוגן הצליח לחולל נזק במערכת.

תרשים של נוגדן שמגיב לאנטיגן - Fvasconcellos, Wikimedia commoms

כמו שאתם מבינים, העסק הזה של לקחת דוגמית, ללמוד לייצר נוגדנים מתאימים ולהפעיל אותם, זה האחריות של הזרוע הנרכשת/נלמדת של המערכת החיסונית. אחרי שהיא למדה פתוגן מסוים, נוצר זיכרון חיסוני. כל עוד הזיכרון הזה קיים, אנחנו מוגנים מפני אותו פתוגן בצורה האידיאלית. דמיינו לכם את המערכת הנרכשת כמו חבורה של "גיקים" חכמים מאד, שיכולים לתת לנו פתרון היי-טק איכותי ומתקדם לבעיה: נשק מדויק שיפגע אך ורק בפתוגן, בלי לייצר נזק סביבתי.

הבעיה היא שהמפגש הראשוני עם פתוגן חדש, כולל לקיחת הדוגמית, ההובלה למערכת הלימפה, ותהליך הלימוד וייצור הנוגדנים, כל הסיפור הזה לוקח הרבה זמן. משהו כמו שבועיים-שלושה. בינתיים, יש לנו פתוגן בגוף, נכון? אם זה נגיף, הוא יכול בינתיים לחגוג לו על התאים שלנו, לשכפל את עצמו בתוכם ותוך כדי להרוס אותם. חיידקים גם הם יתרבו, יפרישו רעלנים ויגרמו לנו לנזקים קשים לרקמות. בעיה. בשבועיים-שלושה, פתוגן יכול לחסל בנאדם. עד שנחכה ל"גיקים" שלנו במערכת הנרכשת, כבר לא יהיה במי לטפל.

לכן יש לנו גם את המערכת המולדת. היא קו ההגנה הראשון. המערכת המולדת פועלת מיד, תוך שעות מרגע השמע ה"אזעקה". היא לא מאד חכמה או מתוחכמת, כמו ה"גיקים" שיושבים שם במערכת הלימפה, אבל היא יודעת לעבוד מיד. מה היא עושה? המערכת המולדת יורה לכל הכיוונים: מעלה חום, יוצרת נפיחות ואודם שלפעמים כואבים בגרון, או בראש, או בשריר ועוד. היא משתמשת במולקולות שנקראות ציטוקינים, כדי לעשות את כל הדברים האלו. גם אם האזעקה נשמעת בדרכי הנשימה, הציטוקינים האלו, לא ממש חכמים, יסתובבו בזרם הדם בכל הגוף ויגרמו לנו לתחושת מחלה בכל הגוף. הסינוסים יכאבו, אולי כאבי שרירים, בטוח עייפות ואי-שקט ותחושת "איכסה". כולם מכירים אילך זה ש"אני מרגיש חולה" או "אני מרגיש שאני מתחיל משהו"? אז מעתה, אימרו, "אוף עם הציטוקינים האלו"...

עכשיו, באסה ולא כיף בכלל, אבל כיוון שאין לגוף נוגדנים נגד המחלה, אז יורים בכל הכיוונים ומקווים לטוב. בדרך כלל זה גם עובד. העלייה בטמפרטורת הגוף, ההנעה של תאי דם לבנים מסוימים לאיזורי המצוקה, מה שיוצר את הנפיחות ברקמות, וכתוצאה מהם כאבי גרון וראש, כל הדברים האלו מפריעים לפתוגן הממוצע (אלו של הצינונים, למשל) ולרוב מצליחים לעצור אותם. הסימפטומים האלו לא נעימים, אבל כמעט תמיד, לכשעצמם לא מסוכנים. "אוף עם הציטוקינים האלו, אבל מזל שהם שם כדי להגן עלינו".

הסכנה האמיתית היא כשהמערכת המולדת לא מצליחה להשתלט על הזיהום ואז יש פגיעה אמיתית ברקמות. הפתוגנים מתרבים למרות הכל, הפלישה שלהם לא נהדפת בזמן, והם יכולים לגרום לצרות צרורות היות והם הורסים רקמות בגוף. למשל, חיידק השעלת מפריש רעלנים שגורמים לנזקים משמעותיים לדרכי הנשימה. נזקים שלוקח חודשים לגוף להשתקם מהם, אם בכלל. נגיפי ההפטיטיס גורמים לנזקים לרקמות הכבד, לפעמים חמורים.
זה ההבדל בין "סימפטומים" (תסמינים בעברית)  שנגרמים מהמערכת המולדת שלנו, לבין "סימפטומים" שנגרמים ממחלה. אלו שנגרמים מהמחלה, פוגעים בנו באמת, לפעמים בצורה בלתי הפיכה. אלו שנגרמים על ידי הציטוקינים שלנו, יחלפו להם ולא יגרמו לפגיעה אמיתית בגוף שלנו.

אז הבנו מה קורה בזמן מחלה, אבל מה קורה בזמן חיסון?

כל הרעיון של החיסון הוא שאנחנו נותנים לגוף דוגמית של הנגיף או החיידק בצורה בטיחותית. או שהוא מומת או שהוא מוחלש בצורה שמונעת ממנו לגרום נזק אמיתי לרקמות. במקרה של חיסון שפעת למשל, בכלל לוקחים רק דוגמית של חלבונים מסוימים מנגיפי השפעת. ברור שאין לדוגמית הזאת אפשרות להתרבות וכך אין את הנזק של מחלת שפעת אמיתית.

החיסון כן יוצר התראת פלישה בגוף, וזה טוב. כדי שהגוף יפעיל את המערכת הנרכשת וישלח את הנציגים הרלוונטיים לאסוף את הדוגמית ולקחת אותה ל"מעבדה" של מערכת הלימפה, אנחנו באמת צריכים התראת פלישה מסוימת. אצל חלק מהאנשים, התראת הפלישה הזו מפעילה את המערכת המולדת לכמה שעות או ימים, בדרגות שונות של עוצמה.

זה אומר שאחרי חיסון, יכולים להיות חום, כאבי ראש, כאבים במקום ההזרקה, קצת אודם ונפיחות ועוד שלל סימפטומים (תלוי בחיסון ואיזה "סוג אזעקה" הוא מייצר). כל אלו הם כלים של המערכת המולדת שנראה לה שכנראה יש לנו פולש בגוף. אחרי כמה שעות עד ימים, כשהמערכת מבינה שאין באמת באמת פגיעה מפתוגן, היא נרגעת והכל עובר.

בינתיים, החשודים הועברו לחקירה והגיקים של המערכת הנרכשת ישבו ולמדו אותם ובנו זיכרון חיסוני. אם וכאשר נפגוש בנגיף האמיתי במהלך השנה, הנוגדנים יהיו מוכנים לפעולה. אם נחשף לפתוגן אחרי שאנחנו כבר מחוסנים, השאיפה היא שהמערכת המולדת אפילו לא תספיק להכנס לפעולה. למשל, נגיף החצבת יזוהה עם פלישתו למערכת הנשימה והנוגדנים יחסלו אותו בצורה ממוקדת, יעילה ומהירה. לכן אדם מחוסן שיחשף לחצבת, רוב הסיכויים שאפילו לא יחווה מחלה קלה.
לסיכום, תופעות לואי הן לא "מחלה" שנגרמת מהחיסון, אלא פעילות של המערכת החיסונית המולדת, שאמורה להיות קצרת מועד ולא מזיקה. תמיד צריך להתייחס לתופעות לוואי אצל תינוק ברצינות, כדי לא לפספס מצב בו אולי אותם סימפטומים משקפים משהו אחר, אבל אני מקווה שההסבר יעזור להורים אחרים להבין למה תופעות לוואי (אם הן קורות) לכשעצמן אינן משהו מפחיד כמו המחלה מפניה החיסון מגן.

חיסון ילד נגד חצבת - CDC

אני לא אשת מקצוע, אלא אמא שמאד מתעניינת בנושא וחושבת שכשמבינים מה קורה בגוף של הילדים שלנו אחרי חיסון, הרבה יותר קל לקבל את ההחלטה והרבה יותר קל לעבור את תופעות הלוואי (אם הן מתרחשות). למדתי בשנתיים האחרונות המון על חיסונים, בעקבות התנסות אישית עם מחלה שאפשר היה למנוע. ישבתי וצפיתי בקורסים אקדמיים בנושאים, שמעתי הרצאות והרחבתי דעת בקבוצת הפייסבוק "מדברים על חיסונים" תודות לאנשי המקצוע, הרופאים והמדענים שכאן. יש לי את היתרון שאני לא רופאה ולא מדענית, אז יכולה לחלוק איתכם "בגובה העיניים" את מה שלמדתי.

למידע נוסף

יום חמישי, 13 באוגוסט 2015

אשה מדענית מורדת - אריק אורלב


לין מרגוליס היא אחת המדעניות הבולטות בתחומי הביולוגיה במחצית השנייה של המאה ה־20. בתקופה שבה נשים סבלו מחוסר שוויון, הייתה מרגולין חלוצה אמיתית, שסללה את הדרך לנשים רבות

לין מרגוליס. בכנס 150 שנה לדרווין, מדריד. 2009.
צילום: SINC - Wikimedia commons

ב־14.3.2000 התקיים טקס חגיגי במיוחד בבית הלבן. נשיא ארצות הברית דאז, ביל קלינטון, העניק את "המדליה הלאומית למדעים" - אות הכבוד החשוב ביותר בתחום המדעים בארצות הברית - ל־12 מדענים (בהם רק שתי נשים). בין המדענים בלטה אישה ממוצעת קומה, מאפירת שיער, חייכנית, נמרצת ומלאת אנרגיות. כשהגיעה תורה לקבל את המדליה, קרא יו"ר ועדת הפרס את הסיבות שבגינן זכתה לקבלו: "על תרומותיה היוצאות מן הכלל להבנת ההתפתחות, המבנה והאבולוציה של יצורים חיים, על קידום מחקרים חדשים בתחומי הביולוגיה, הקלימטולוגיה, הגיאולוגיה ומדעי כדור הארץ, ועל כישוריה יוצאי הדופן בתחומי ההוראה וההסברה של המדע לציבור הרחב".

הייתה זו לין מרגוליס (Margulis), פרופ' למדעי הסביבה באוניברסיטת מסצ'וסטס באמהרסט, ואחת המדעניות הבולטות בתחומי הביולוגיה במחצית השנייה של המאה ה־20. הענקת המדליה היה אחד מרגעי השיא בקריירה של החוקרת, שבתחילת דרכה המדעית נדחו רעיונותיה המקוריים על ידי כל הממסד המדעי של התקופה. בכתבה זו אציג את סיפור חייה, הכולל את מאבקה להכרה על ידי הממסד, את ההתמודדות המתמשכת שלה עם הצורך לשלב קריירה מדעית עם חיי משפחה, את כישרון הכתיבה שלה, את יכולותיה כחוקרת, כסופרת וכמרצה מבוקשת, ואת הישגיה המדעיים המרשימים.

השנים הראשונות
לין פטרה אלכסנדר נולדה ב־5 במרץ 1938 בשכונה דרומית של שיקגו, לאב עורך דין ואם עקרת בית, בת בכורה מבין ארבעה אחים ואחיות. כבר מילדותה הייתה עצמאית, דעתנית, סקרנית, חצופה והיפראקטיבית. היא לא הייתה מוכנה לקבל שום דבר כמובן מאליו, ללא בדיקה והסבר שיניח את דעתה.

בספרה החצי אוטוביוגרפי, "כוכב הלכת הסימביוטי: מבט חדש על האבולוציה" (וראו: להרחבה), שיצא לאור ב־1998, היא מתארת כיצד בגיל 13 החליטו הוריה להוציא אותה מבית הספר הציבורי שבו למדה, ולרשום אותה לבית ספר יוקרתי, שפעל במסגרת האוניברסיטה של שיקגו. לין לא רצתה להיפרד מחבריה ללימודים ולא אהבה את לימודי האלגברה בבית הספר החדש. בבוקר חורפי אחד נסעה ללא ידיעת הוריה לבית הספר התיכון שאליו עברו חבריה, סיפרה שעברה עם משפחתה לשיקגו, ולכן איחרה להירשם והתקבלה ללימודים. מאותו יום הפסיקה להגיע לבית הספר האוניברסיטאי ונסעה ללמוד בתיכון, עם חבריה הוותיקים. הוריה לא חשדו בדבר. רק לקראת סוף האביב התגלתה הפרשה במקרה, הדבר גרם לשערורייה גדולה, עם בכי ודמעות. הוריה אפשרו לה אמנם להשלים את שנת הלימודים בבית הספר התיכון, אבל מייד לאחר מכן, בגיל 14, נשלחה על ידם והתקבלה לתוכנית ההרשמה המוקדמת ללימודי תואר ראשון של אוניברסיטת שיקגו. שם, חשבו הוריה המודאגים, יהיה לה סיכוי טוב בהרבה לפגוש ולהכיר את הגברים הצעירים והמשכילים, הראויים כבני זוג לבתם.
בסיפור הקצר הזה יש ביטוי מובהק לתכונות שאפיינו את לין מגיל צעיר: מרדנות, אי קבלת סמכות, דעתנות, עצמאות, יוזמה ופעלתנות. אך לפחות בעניין אחד התברר שהוריה צדקו - ארבע שנים מאוחר יותר היא סיימה את לימודיה, קיבלה תואר ראשון במדעי הרוח ונישאה לקרל סייגן (Sagan), סטודנט מבריק לתואר שני בפיזיקה, בוגר ממנה בחמש שנים, שאותו פגשה והכירה באוניברסיטה. סייגן, שהפך בהמשך לאסטרונום מפורסם וסופר מדע פופולרי מפורסם לא פחות, היה זה שעורר את העניין שלה במדעים - תחום שלא עורר בה עניין עד אז. ב־6 ביוני 1957, בגיל 19, שבוע אחד בלבד לאחר שקיבלה את התואר, הם נישאו ומאותו רגע ואילך היא נסעה בעקבותיו לכל מקום שבו בחר להיות.

קרל סייגן, בעלה הראשון של מרגוליס, ליד דגם של החללית "ויקינג", הראשונה שנחתה על המאדים


בספרה מציינת מרגוליס (שמה מנישואיה השניים) שתי תרומות חשובות שתרמו ללימודיה באוניברסיטת שיקגו: סקפטיות ביקורתית שטופחה היטב, וקורס בשם Natural Science 2, שבו במקום ספרי הלימוד המקובלים, הסטודנטים נדרשו לקרוא את כתביהם המקוריים של חוקרים מהשורה הראשונה: צ'רלס דרווין, גרגור מנדל, הביולוג הגרמני אוגוסט וייסמן והגנטיקאים והמתמטיקאים הבריטיים הולדיין ופישר, שפיתחו את תיאוריית הגנטיקה של אוכלוסיות. בקורס זה עסקו בשאלות מדעיות ופילוסופיות, שלין מצאה בהן עניין רב: מהי תורשה? מה מקשר בין הדורות השונים? כיצד השילוב של ביצית וזרעון מסוגל לייצר אורגניזם חדש, בדיוק מדהים, מתחילתו ועד סופו? ממה אנחנו והעולם עשויים? מהיכן ואיך הגענו למקום שבו אנחנו נמצאים? כיצד פועלת האבולוציה?

למרות העובדה שללין לא היו תואר ורקע בתחום המדעים, היא רצתה לבחור בנושאים של אבולוציה וגנטיקה כתחומי הלימוד העתידיים שלה, אבל היא לא הייתה חופשייה לקבל החלטות עצמאיות בנושא. בעלה הטרי, קרל סייגן, שהתעניין מאוד בתחום האסטרונומיה ורצה להתמחות בו, קיבל ב־1958 משרת מחקר במצפה הכוכבים בעיירה ירקס (Yerkes) שבמדינת ויסקונסין, במקביל ללימודי הדוקטורט שלו באוניברסיטת שיקגו - מה שאילץ גם את לין, שעכשיו נקראה לין סייגן, ללכת בעקבותיו. בעקבות המעבר היא החליטה להירשם ללימודי זואולוגיה וגנטיקה באוניברסיטת ויסקונסין, כיוון שהגיעה למסקנה שלימודי הגנטיקה הם הדרך הנכונה והטובה ביותר לפענוח סודות האבולוציה. וכך, בשנת 1958, בגיל 20, עשתה לין סייגן את צעדיה הראשונים בבניית הקריירה המדעית שלה.

גנטיקה ואבולוציה באמצע המאה ה־20
מדע הגנטיקה בסוף שנות ה־50 של המאה הקודמת ידע פריחה מפוארת. פענוח המבנה המרחבי של מולקולת ה-DNA על ידי ג'יימס ווטסון (Watson) ופרנסיס קריק (Crick) בשנת 1953 חיזק וביסס את התיאוריה שהייתה מקובלת כבר קודם לכן - המידע התורשתי נמצא בכרומוזומים שבגרעין התא. ה"גנים" (שגרגור מנדל כינה "פקטורים") - מסודרים בצורה ליניארית בכרומוזומים. בתאי המין של כל אורגניזם - זרעון וביצית - יש רק מחצית ממספר הכרומוזומים שיש בתא גוף רגיל. בתהליך ההפריה, כאשר יש מיזוג בין תאי המין של הזכר והנקבה, התא הנוצר במיזוג זה מכיל בתוכו את כל המידע הדרוש ליצירת אורגניזם חדש.

תיאוריית האבולוציה של דרווין התפרסמה לראשונה ב־1859 וזכתה לתהודה רבה. דרווין הצביע על השונות ועל התורשה כגורמים המרכזיים שעליהם פועלת הברירה הטבעית, אבל דרווין לא ידע להסביר באופן תיאורטי אף אחד מבין שני המנגנונים הללו - לא מהו אותו גורם שיוצר שונות בין הפרטים של אותו מין ביולוגי, וגם לא כיצד פועל מנגנון ההורשה שמעביר תכונות מההורים לצאצאים.

דרווין הצביע על השונות ועל התורשה כגורמים המרכזיים שעליהם פועלת הברירה הטבעית, אבל דרווין
לא ידע להסביר באופן תיאורטי אף אחד מבין שני המנגנונים הללו

במחצית הראשונה של המאה ה־20 חלו התפתחויות משמעותיות מאוד בתחום של הבנת שני המנגנונים הללו. הגילוי מחדש של מחקריו של הנזיר הצ'כי גרגור מנדל בתחילת המאה הוליד את מדע הגנטיקה. מחקריו פורצי הדרך של הביולוג האמריקאי תומס הַנט מורגן (T. H. Morgan) על זבוב התסיסנית (דרוזופילה), היקנו הבנה של מושג המוטציה של המנגנונים היוצרים שונות באוכלוסיה, ושל מנגנוני ההורשה של שונות זו לצאצאים. הגנטיקה של אוכלוסיות, שפותחה על ידי רונלד פישר (Fisher) וג'ון הלדיין (Haldane; כונה גם JBS) בשנות ה־30 של המאה הקודמת, האירה את הדרך שבה פועלת האבולוציה על אוכלוסיות של פרטים של אותו מין ביולוגי.


כל אלה הביאו להתפתחות "הסינתזה המודרנית" של האבולוציה, או "הניאודרוויניזם". "הסינתזה המודרנית" ניסתה לשלב בין תיאוריית האבולוציה המקורית של דרווין לבין הידע שהצטבר במחצית הראשונה של המאה ה־20 בציטולוגיה, אמבריולוגיה וגנטיקה. מי שנחשב לאבי "הסינתזה המודרנית" הוא הביולוג תיאודוסיוס דובז'נסקי (Dobzhansky), שספרו "גנטיקה ומוצא המינים" (Genetics and the Origin of Species), שיצא לאור בשנת 1937, הניח את היסודות של הניאודרוויניזם.

לין סייגן הכירה את עבודותיו של דובז'נסקי והיא כותבת עליו בהערצה רבה בספרה "כוכב הלכת הסימביוטי". השילוב בין המחקר הגנטי למחקר של האבולוציה קסם לה מאוד, ונראה לה כבסיס שממנו אפשר ללמוד הרבה על סודות היקום. בתחילת לימודיה הוא היה עדיין מדען פעיל באוניברסיטת קולומביה.

בתקופה שבה החלה לין את עבודת המחקר שלה, התפישה המקובלת בקרב הממסד המדעי הייתה שהמידע התורשתי כולו נמצא בגנים שבגרעין התא. אמנם מספר קטן של מחקרים הראו שיש כנראה מידע תורשתי גם מחוץ לגרעין, באברונים (organelles) שונים של התא, אבל מרבית החוקרים הנחשבים בתחום הגנטיקה דחו ממצאים אלה. הביולוג ההנודע תומס הנט מורגן, מאוניברסיטת קולומביה, כתב ב־1926: "מנקודת המבט של התורשה, ניתן להתעלם בבטחה מקיום הציטופלסמה". כשלין סייגן קראה דברים אלה, בתחילת לימודיה, הם נראו לה כהפשטת יתר והיא החליטה להקדיש את המחקר שלה למידע הגנטי שנמצא בציטופלסמה, נושא שהממסד המדעי של התקופה, רובו ככולו, התעלם ממנו.

צעדים ראשונים במחקר מדעי
לין התחילה את עבודת המחקר שלה בסקירת ספרות, במסגרתה קראה עבודות של שני גנטיקאים אמריקאיים – רות סייגר (Sager) ופרנסיס רייאן (Ryan) – על "גנים ציטופלסמיים", ושל הגנטיקאי היהודי ממוצא איטלקי גואידו פונטקורבו (Pontecorvo) על ממצאים גנטיים מוזרים בעובש. ממחקרים אלה עלתה טענה שבתאים של בעלי חיים וצמחים יש מספר אברונים הנמצאים מחוץ לגרעין, שממלאים תפקיד בתורשה. הכוונה הייתה למיטוכונדריונים, ספקי האנרגיה של התא, ולכלורופלסטים (הקיימים בתאים צמחיים בלבד), האחראים לתהליך הפוטוסינתזה בצמחים. ההפניות במחקרים שקראה הוליכו את לין לספר נוסף שנכתב בשנת 1928 על ידי החוקר האמריקאי אדמונד וילסון (E.B.Wilson) בשם: The Cell in Development and Inheritance. בספרו עב הכרס סקר וילסון מחקרים שהצביעו על הדמיון הרב בין המיטוכונדריונים והכלורופלסטים, שנמצאים בתאים של אורגניזמים רב תאיים, לבין חיידקים עצמאיים. מחקרים אלה, שנעשו בתחילת המאה ה־20 על ידי כמה חוקרים, בהם הביולוג הרוסי קונסטנטין מרז'קובסקי (Mereschcowsky), העלו השערה שלפיה המיטוכונדריונים והכלורופלסטים הם שרידים של חיידקים שהיו בעבר עצמאיים, ולכן יש להם מנגנוני שכפול והורשה משלהם, בנפרד מאלו של התא עצמו. השערות אלו נדחו בבוז על ידי הקהיליה המדעית והחוקרים הללו נשכחו בתהום הנשיה, אבל כשלין קראה את העבודות שלהם, היא השתכנעה בצדקתם. אם לצטט אותה: "נראה לי מובן מאליו שישנן שתי מערכות הורשה שונות בתאים. מאוחר יותר התברר לי שהרעיון היה מובן מאליו גם למרז'קובסקי."

בשלוש השנים שבהן שהו בני הזוג סייגן בוויסקונסין ילדה לין שני בנים, השלימה את הדרישות לתואר שני בזואולוגיה וגנטיקה באוניברסיטת ויסקונסין וקיבלה את התואר בשנת 1960. אבל אז נאלצה שוב לשנות תוכניות: בעלה קרל סייגן השלים ב־1960 דוקטורט באסטרונומיה ואסטרופיזיקה באוניברסיטת שיקגו וקיבל משרת פוסט דוקטורט כחוקר באוניברסיטת קליפורניה; המשפחה עברה לקליפורניה.

למרות היותה אמא לשני ילדים צעירים, לין החליטה לא לוותר על המשך לימודיה האקדמיים. היא נרשמה ללימודי דוקטורט בגנטיקה בברקלי, וקיוותה להמשיך בתוכנית המחקר שגיבשה לעצמה באוניברסיטת ויסקונסין, בנושא "הגנים הציטופלסמיים" ומנגנוני ההורשה שלהם.

בברקלי גילתה נתק מוחלט בין המחלקה לפליאונתולוגיה, שבה חקרו את האבולוציה, לבין המחלקה לגנטיקה, שבה עסקו בחקר מנגנוני השונות והתורשה. מרבית החוקרים שעסקו בגנטיקה של חיידקים הגיעו מתחום הכימיה, בלי שום רקע בגנטיקה של צמחים או של בעלי חיים. מרביתם לא ידעו דבר על אברונים בתאים איקריוטיים (eukaryote) – תאים בעלי גרעין, וודאי שלא על מנגנוני הורשה ציטופלסמיים. אבל הדבר לא הסיט את לין מדרכה. היא התמקדה באיסוף מחקרים ודוגמאות של הורשה ציטופלסמית בצמחים, אצות ושמרים. היא המשיכה לחפש ולקרוא מחקרים ישנים ועקבה אחר הצילומים הראשונים של אברונים שנעשו באמצעות מיקרוסקופ האלקטרונים, על ידי המרצה שלה מאוניברסיטת ויסקונסין, פרופ' האנס ריס (Ris). כל מקורות המידע הללו הובילו אותה למסקנה אחת: חלק מהאברונים הקיימים בתאים איקריוטים, כולל שמרים, צמחים ובעלי חיים, מקורם בחיידקים שהיו בעבר יצורים עצמאיים. היא זיהתה שלושה אברונים כאלה - המיטוכונדריונים, הכלורופלסטים והשוטונים (cilia) – האחרונים הם אברונים המאפשרים לתאים תנועה. לכל אלה היו מקבילים בטבע, חיידקים עצמאיים, בעלי מאפיינים ומטבוליזם דומים מאוד לאלה של האברונים הללו. למעשה, לעתים קשה מאוד להבחין בין השניים. לדוגמה, החיידקים הכחוליים העצמאיים, (Cyanobacteria), נראים זהים לחלוטין ובעלי מטבוליזם דומה, מבוסס פוטוסינתזה, לכלורופלסטים שבתאים צמחיים.

מממצאים אלה הגיעה לין למסקנה שלאברונים הללו חייב להיות מנגנון הורשה משל עצמם, בדומה לזה שקיים אצל החיידקים העצמאיים. השערה זו הייתה מהפכנית מאוד באותה תקופה, ולא היה לה עדיין שום בסיס מחקרי עובדתי.
אם אכן האברונים הללו היו בעבר חיידקים עצמאיים, כיצד הם מצאו את עצמם חיים בתוך תאים איקריוטיים, וממלאים תפקידים חיוניים במטבוליזם של התאים המארחים? שאלה זו חיברה את לין עם שאלת האבולוציה של התאים בעלי הגרעין - תאים איקריוטיים - במהלך התפתחות החיים על פני כדור הארץ.

אחת השאלות שנותרו פתוחות, גם במסגרת תיאוריית הניאודרוויניזם, הייתה השאלה כיצד נוצר התא האיקריוטי הראשון? הממצאים הפליאונתולוגיים הצביעו על כך שהאורגניזמים הראשונים על פני כדור הארץ היו תאים פרוקריוטיים (prokaryotes) - חד תאיים, חסרי גרעין, שהם קטנים בהרבה מהתאים האיקריוטיים והרבה פחות מורכבים מהם. אורגניזמים חד תאיים מסוג זה (למשל, החיידקים) קיימים עד היום בשפע רב על פני כדור הארץ. כיצד ומתי, במהלך האבולוציה, התרחש המעבר מתאים פרוקריוטיים עצמאיים, לתאים איקריוטיים? העיסוק בשאלה זו הוליך את לין לשלב בין הממצאים והמסקנות שלה מהמחקר של האברונים לסיפור האבולוציוני, ולנסח השערה מהפכנית, "תיאוריית האנדוסימביוזה הסידרתית" (SET - Serial Endosymbiotic Theory).

מעט לפני שהצליחה לין להשלים את עבודת הדוקטורט שלה ולנסות לפרסם את מסקנותיה, היא נאלצה שוב לשנות את תוכניותיה. קרל, בעלה, סיים את עבודת הפוסט דוקטורט שלו באוניברסיטת קליפורניה ובתחילת 1963 קיבל משרת פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת הארוורד שבבוסטון. לין הצטרפה אליו גם הפעם. אבל בשלב הזה עלו כבר חיי הנישואים על שירטון. כמה חודשים לאחר המעבר הם התגרשו.

תיאוריית האנדוסימביוזה הסידרתית
המעבר לבוסטון לא אפשר ללין להשלים את הגשת התיזה שלה וזו התעכבה עד לשנת 1965, אז זכתה בתואר דוקטור לגנטיקה. היא קיבלה משרת מחקר והוראה באוניברסיטת ברנדייס שבבוסטון והמשיכה לחקור את הנושא שהעסיק אותה. בשנת 1967 פרסמה, לאחר שחוותה מספר רב של דחיות כמעט מכל כתב עת נחשב בתחום, את המאמר הראשון שלה (On the Origin of Mitosing Cells), שבו הציגה את ההשערה שלה לגבי מנגנון הופעת התא האיקריוטי, כתהליך סידרתי של כמה סימביוזות בין תא פרוקריוטי קדום לבין תאי חיידקים עצמאיים מסוגים שונים. המאמר פורסם בכתב העת Journal of Theoretical Biology (וראו: להרחבה). כל המחקרים הקודמים שנעשו בתחום של ביולוגיה אבולוציונית התבססו בעיקר על ממצאים זואולוגיים או פליאונתולוגיים. המאמר של לין היה הראשון בתחום שהתבסס על ממצאים מתחום המיקרוביולוגיה.

המאמר שהתפרסם זכה לביקורות קטלניות ונדחה כ"השערה ספקולטיבית" וחסרת ביסוס מדעי על ידי כל הממסד המדעי של התקופה. הטיעון שהאבולוציה יכולה להתקדם על ידי תהליך של שיתוף פעולה, של סימביוזה בין אורגניזמים, עמד בניגוד לעיקרון בסיסי של הדרוויניזם - שהאבולוציה מבוססת על מלחמת קיום, על מאבק הישרדות מתמשך. התיאוריה החדשה פגעה גם בבסיס המקובל של "עץ החיים", שבו התפתחויות נעשות תמיד על ידי הסתעפות של ענפים חדשים ולא על ידי שילוב של ענפים קיימים. אם נוסיף לכך את העובדה שהתיאוריה מתבססת על ניתוח תיאורטי של ממצאים ומחקרים קודמים, ללא כל אישוש מדעי או ניסויי נוסף, וכן את העובדה שמדובר היה במאמר ראשון של חוקרת צעירה, חסרת ניסיון, בת 28 בסך הכל, שזה עתה סיימה את עבודת הדוקטורט שלה - נבין את הסיבות לדחייה של המאמר ושל התיאוריה המהפכנית המוצגת בו. אבל לין לא התייאשה מהביקורת הקטלנית שליוותה את פרסום המאמר שלה. היא המשיכה לחקור ולפרסם והופיעה בכל פורום אפשרי כדי להרצות על התיאוריה החדשנית שלה.

באוניברסיטת ברנדייס הכירה את מי שהפך להיות בעלה השני – תומס מרגוליס (Margulis), מרצה וחוקר בתחום הקריסטלוגרפיה, ונישאה לו בשנת 1967. באותה שנה היא גם עברה מאוניברסיטת ברנדייס לאוניברסיטת בוסטון, שם המשיכה לעבוד כחוקרת וכמרצה במשך למעלה מ־20 שנה. בעקבות נישואיה שינתה את שמה ללין מרגוליס, ומאז היא המשיכה לכתוב ולפרסם רק תחת שמה החדש. לזוג נולדו שני ילדים, בהפרשים קטנים זה מזה, מה שלא הפריע למרגוליס הנמרצת והאנרגטית להמשיך בעבודת המחקר שלה.

בשנת 1969 קיבלה מרגוליס חוזה לכתיבת ספר על התיאוריה שלה מ־Academic Press והיא ניצלה את תקופת ההיריון שלה לכתיבת הספר. עם סיום ההדפסה שלחה את המסמך עב הכרס בדואר להוצאה לאור, בתחושה של סיפוק וגאווה. אחרי חמישה חודשים של המתנה, ללא כל תגובה מההוצאה לאור, נחתה לפתע בתיבת הדואר שלה העבודה המקורית, ללא שום מכתב מלווה או הסבר כלשהו. וכך היא מתארת זאת: "רק הרבה יותר מאוחר נודע לי, לא באמצעות העורך, שביקורת עמיתים שלילית ביותר גרמה להוצאה לאור להחזיק בכתב היד במשך חודשים. בסופו של דבר קיבלתי מההוצאה לאור מכתב דחייה רשמי. שום הסבר, אפילו לא מכתב אישי חתום על ידי העורך של ההוצאה לאור, לא צורף למכתב הדחייה."

אבל גם הדחייה הזו לא הרתיעה את מרגוליס. שנה לאחר מכן, ב־1970, יצא הספר לאור בהוצאת Yale University Press. הספר, שנקרא Origin of Eukaryotic Cells , פרשׂ בהרחבה את תיאוריית ה־ SET שלה. על פי תיאוריה זו, התא האיקריוטי הראשון נוצר על ידי סידרה של שלושה תהליכי סימביוזה נפרדים בין תא פרוקריוטי קדום לבין שלושה סוגים שונים של חיידקים עצמאיים, תהליך שהתפרשׂ על תקופה של מאות מיליוני שנים. התרשים הבא מדגים היטב את מרכיביה העיקריים של התיאוריה.




תיאוריית ה־SET הופכת מקובלת
גם ספרה של לין מרגוליס על התיאוריה המהפכנית שלה לגבי הדרך שבה נוצר התא האיקריוטי הראשון נדחה כ"השערה ספקולטיבית ולא מבוססת" על ידי הקהילייה המדעית. אבל מרגוליס הנמרצת והבטוחה בעצמה לא נרתעה גם כאשר הבינה שפעילותה פוגעת בה ומונעת ממנה אפשרויות קידום, שהיו נפתחות לפניה אם הייתה מוכנה ל"התיישר" עם התיאוריות המקובלות.

העשור שבין 1970 עד 1980 היה תקופת פריחה של המחקר המיקרוביולוגי, הגנטי והביוכימי. החלו להצטבר יותר ויותר עדויות וראיות, מבוססות מחקרית, שמראות כי למיטוכונדריונים יש DNA משלהם ומערכת שכפול והורשה עצמאית. התברר שלמיטוכונדריונים יש כרומוזום יחיד, מעגלי, דומה לזה הקיים בחיידקים. במקביל למחקרים על המיטוכונדריונים והכלורופלסטים של אורגניזמים רב תאיים, הצטבר גם מידע רב על המבנה והתפקוד של מולקולות ה-DNA בחיידקים. הטבלה הבאה מרכזת את עיקר הממצאים.

חיידקים מיטוכונדריונים/כלורופלסטים
גודל 1־10 מיקרון 1־10 מיקרון
קרומית (ממברנה) יחידה כפולה
גרעין מובדל לא קיים לא קיים
ריבוזומים 70S 70S
כרומוזום כרומוזום אחד, מעגלי כרומוזום אחד, מעגלי
שיטת חלוקה חלוקה לשניים (בינארית) חלוקה לשניים, עצמאית מזו של התא

העדויות החותכות הללו שכנעו גם את אחרוני הספקנים בנכונותה של תיאוריית ה-SET, לפחות בכל מה שנוגע לשני המרכיבים הראשונים שלה - המיטוכונדריונים והכלורופלסטים. לגבי המרכיב השלישי - אברוני התנועה של התאים - הספקות נותרו בעינם, שכן בהם לא התגלתה מערכת של DNA והורשה עצמאית. ב־1980, עשור אחד בלבד לאחר שפורסמה לראשונה בספר, הפכה תיאוריית ה־SET לתיאוריה המקובלת על הממסד המדעי ונכללה כ"אמת מדעית" בספרי הלימוד באוניברסיטאות. לין מרגוליס הפכה לאישיות מפורסמת וזכתה לתהילה רבה, הן בקרב הקהיליה המדעית והן בקרב הציבור הרחב, שקרא בעניין רב את סיפורה של "הסינדרלה המדעית".

קריירה מפוארת
מרגוליס פרסמה ספרים על התיאוריה שלה ועל נושאי מחקר נוספים בתחומים של הביולוגיה והאבולוציה בקצב גובר והולך. חלקם כתבה עם בנה מנישואיה הראשונים, דוריון סייגן. היא פרסמה עשרות ספרים ומאות מאמרים. היא זכתה לכבוד ופרסים רבים, שרק מדענים מעטים (ומדעניות מעטות עוד יותר) זכו להם.

ב־1983 צורפה כחברה לאקדמיה הלאומית למדעים בארצות הברית; ב־1995 צורפה כחברה לאקדמיה העולמית לאמנויות ומדעים; ב־1997 צורפה כחברה לאקדמיה הרוסית למדעי הטבע; בשנת 2000 קיבלה את המדליה הלאומית למדעים מידיו של הנשיא ביל קלינטון, וב־2008 את מדליית דרווין־ואלאס היוקרתית, שהוענקה עד אז רק אחת ל־50 שנה על ידי האגודה הלינאית (Linnean Society) מלונדון. היא הייתה מרצה פופולרית ומבוקשת, הן בכנסים מדעיים והן בהרצאות לציבור הרחב. היא פיתחה את תיאוריית הסימביוגנזה (Symbiogenesis), תיאוריה שהקנתה משקל מרכזי לתופעת הסימביוזה - שיתוף פעולה בין אורגניזמים שונים - באבולוציה של המינים השונים על פני כדור הארץ. היא תמכה בתיאוריית ה־Gaia של המדען הבריטי ג'יימס לבלוק (Lovelock), שרואה את כדור הארץ כולו כ"סופר־אורגניזם" ענק, ועסקה בתחומי מחקר שונים ומגוונים נוספים. ב־1988 היא הצטרפה לסגל האקדמי של אוניברסיטת בוסטון באמהרסט, קיבלה שם מעמד של Distinguished Professor, ושם עבדה כחוקרת, כמרצה וכמנחת סטודנטים לתארים מתקדמים ממש עד מותה הפתאומי, ב־22 לנובמבר, 2011.

קריירה מדעית וחיי משפחה
עד תחילת המאה ה־20 נשים כמעט שלא עסקו במדע ובמחקר מדעי. האוניברסיטאות באירופה ובארצות הברית לא קיבלו נשים ללימודי מדעים וגם הנשים המעטות שהצליחו להתקבל ולסיים את לימודיהן לא זכו לקידום אקדמי ויכלו לעסוק רק במשרות הוראה או בעבודות סיוע לחוקרים גברים. גישה זו השתנתה בהדרגה במחצית הראשונה של המאה ה־20, במקביל להתפתחותה של התנועה הפמיניסטית שנלחמה להשגת שוויון זכויות לנשים בכל התחומים, כולל גם בתחום המדעי. יותר ויותר נשים החלו לבחור במדע כתחום שבו הן רוצות להתמחות ולפתח בו קריירה, אך לעתים קרובות הן עשו זאת בניגוד לרצון הוריהן, שחששו שהדבר יקשה עליהן למצוא בן זוג ולהקים משפחה.

העיסוק במחקר מדעי הוא עיסוק תובעני מאוד, והבעיה שעמדה בפני נשים שבחרו לעסוק במחקר מדעי הייתה ההתנגשות בין הרצון להקים משפחה ולגדל ילדים לבין העיסוק במחקר. יתר על כן, הציפייה מהנשים הייתה אז (ובמקרים רבים, קיימת גם כיום) לתמוך בקריירה של הבעל, גם אם הדבר בא על חשבון השאיפות האישיות שלהן או על חשבון האפשרות שלהן לממש את עצמן ואת יכולותיהן.

במקרים רבים נאלצו נשים שרצו לעסוק במדע לוותר במודע על חיי משפחה. כך, לדוגמה, ברברה מקלינטוק, המדענית המפורסמת שעסקה במחקר ציטולוגי וגנטי של צמח התירס וזכתה בסופו של דבר בפרס נובל לפיזיולוגיה ב־1983, ויתרה מראש על האפשרות של חיי משפחה. היא לא נישאה מעולם והקדישה את כל חייה למחקר המדעי.

מעניין לבחון את דמותה של לין מרגוליס בהקשר הזה ולראות כיצד התמודדה עם הצורך לבחור בין חיי משפחה, מצד אחד, לקריירה מדעית מרשימה, מצד שני. אין ספק שבתחילת דרכה היא הלכה בתלם שהכתיבה לה התקופה. היא למדה באוניברסיטה מדעי הרוח (Liberal Arts), נישאה בגיל 19 למדען צעיר ומבטיח - קרל סייגן, ילדה לו שני ילדים ונדדה איתו שלוש פעמים תוך פחות משבע שנים - משיקגו לוויסקונסין, משם לקליפורניה ומשם לבוסטון - רק כדי לתמוך בו ובקריירה המתפתחת שלו בתחום האסטרונומיה. ואולם היא עשתה מאמץ עילאי לשלב בין המשימות להיות אשת איש ואם לילדים קטנים, לבין לימוד ומחקר בתחומי המדע. אבל, בסופו של דבר, הנישואין שלה לקרל לא החזיקו מעמד, וקצת לאחר המעבר שלהם לבוסטון ב־1964 הם התגרשו. לין הפכה להיות אם חד הורית שצריכה לדאוג ולטפל בשני זאטוטים, במקביל למשרה של חוקרת ומרצה באוניברסיטת ברנדייס.

ואולם לין הנחושה והאנרגטית לא הרימה ידיים גם בתחום המשפחתי. בשנת 1967 נישאה שנית, לתומס מרגוליס, וילדה לו בן ובת תוך שלוש שנים, בלי לוותר על המשך עבודתה המחקרית ופיתוח הקריירה המדעית שלה. נישואיה השניים החזיקו מעמד 13 שנים, אבל גם הם הסתיימו, לדאבון לבה, בגירושין בשנת 1980. נראה שאפילו לין הנמרצת, הפעלתנית, המוכנה לאתגרים, הרימה ידיים. גם היא הגיעה למסקנה שלמעט בנסיבות חריגות, אין אפשרות מעשית לאישה לשלב בין קריירה אקדמית תובענית לבין חיי משפחה. אם לצטט את דבריה בנושא: "התפטרתי מעבודתי כאשת איש פעמיים... אין זה אפשרי לבת אנוש להיות אישה טובה, אמא טובה ומדענית מהשורה הראשונה. אין אף אחת שיכולה לעשות זאת."

אך היא כתבה גם כך: "עם זאת, אני מאמינה בכל לבי שיש צורך לעודד אותן נשים מעטות שמרגישות את הדחף הזה, לחתור לקריירות מדעיות ולתחזק אותן. נשים אלה זקוקות לסיוע שלנו."

שנה לאחר מותה של לין מרגוליס הוציא בנה הבכור, דוריון סייגן, ספר לזיכרה (וראו: להרחבה). הספר כולל אסופה של מאמרים של כותבים שונים, המתארים את לין מרגוליס כאישיות רבגונית ומרתקת, וכן את מחקריה החשובים. בחרתי לסיים מאמר זה בציטוט מדברים שכתב ריצ'רד דוקינס (Dawkins) - מדען מפורסם וסופר מוכשר בזכות עצמו, מחברם של ספרים מפורסמים כמו "הגן האנוכיי" ו"השען העיוור" – המופיעים במבוא לספר: "אני מעריץ גדול של האומץ והנחישות של לין מרגוליס בדבקותה בתיאוריית האנדוסימביוזה שלה, וביכולתה להביא אותה ממצב של תיאוריה לא מקובלת לתיאוריה מקובלת. כוונתי לתיאוריה שלה שהתאים האיקריוטיים הם תוצר של איחוד סימביוטי בין תאים פרוקריוטיים קדומים. זהו אחד מההישגים הגדולים ביותר של הביולוגיה האבולוציונית במאה ה־20 ואני מעריץ אותה מאוד על הישג זה."

להרחבה:

Margulis, Lynn, 1998, Symbiotic Planet : A New Look at Evolution, Basic Books

Sagan, Lynn, (1967). "On the origin of mitosing cells". J Theor Biol 14 (3): 255–274.
  
Dorion Sagan (ed.) (2012), Lynn Margulis: The Life and Legacy of a Scientific Rebel. Chelsea Green Publications


אריק אורלב הוא בעל תואר ראשון ושני בכימיה מהטכניון ותואר שני במינהל עסקים (מימון) מאוניברסיטת בר־-אילן. בעל ניסיון רב שנים במחשוב ובמערכות מידע, בתחום הצבאי ובתחום האזרחי. כיום לומד לתואר שלישי בתחום  ״מדע, טכנולוגיה וחברה״ באוניברסיטת בר־-אילן. 

פורסם בגליליאו 203, אוגוסט 2015

יום ראשון, 12 באפריל 2015

הצד החיובי שבנגיפים - מוניר מוואסי, סברינה חביב, לודמילה מסלנין ומיטל שעשוע


נגיפים הם, כידוע, טפילים שמתרבים בתוך התא ומנצלים אותו לצורכיהם. עיקרו של המחקר המדעי המושקע בנגיפים של צמחים, מכוון להתמודדות עם הנגיפים האלימים. אולם, בשנים האחרונות החלו לחקור דווקא את הנגיפים שאינם אלימים, ולפתח כלים ביוטכנולוגיים המבוססים על השימוש בהם


נגיפים (וירוסים) הם גופיפים תת-מיקרוסקופיים, הנחשבים טפילים מוחלטים, המתרבים רק בתוך תא חי ומנצלים את המערכות הביולוגיות שלו כדי להתקיים, להתרבות ולנוע בתוך הפונדקאי. נגיפים יכולים לנגע מגוון רחב של יצורים, ובכללם בעלי חיים וצמחים. בכתבה זו נתייחס בעיקר לנגיפים המנגעים צמחים.

למרבית נגיפי הצמחים יש מבנה פשוט, הכולל חומצת גרעין עטופה בחלבון מעטפת. חומצת הגרעין של הנגיפים המנגעים צמחים היא לרוב מהסוג RNA חד-גדילי חיובי, כלומר – המסוגל לעבור בתוך התא המאכסן תרגום ליצירת חלבונים בעלי תפקידים ביולוגיים שונים, חשובים להתרבותו ולהישרדותו של הנגיף בצמח הפונדקאי.

נגיפים עלולים לגרום מגוון רחב של מחלות בצמחים, ולהפסדים כלכליים אדירים בחקלאות. אולם ישנם נגיפים, או גזעי נגיפים, אשר יכולים להתקיים ולהתרבות בצמח בלי לגרום לתסמיני מחלה אלימים; אלה הם נגיפים בלתי אלימים. יש גם כאלה שכלל אינם גורמים לתסמיני מחלה (נגיפים סמויים – לָטֶנטיים). עיקרו של המחקר המדעי המושקע בנגיפים של צמחים מכוון בעיקרו לצורכי מלחמה או להתמודדות עם הנגיפים האלימים וטיפוח צמחים עמידים. אולם, בשנים האחרונות אנו עדים להתפתחות כיוון מחקר חדש בתחום הווירולוגיה, העוסק בפיתוח כלים ביוטכנולוגיים, המבוססים על השימוש בנגיפים בלתי אלימים, או סמויים, למטרות חיוביות, כמו פיתוח עמידות נגד פתוגנים שונים (בין אם חרקים המהווים נשאים של מחלות, או נגיפים אחרים המחוללים מחלות קשות), החדרה וביטוי של תרכובות ביולוגיות או חלבונים שונים לצמחים, וכאמצעי לחקר תפקידם של גנים שונים בצמח הנבחן.

התכונות הייחודיות של הנגיפים, כמו היכולת לנצל את המערכות הביולוגיות של התא המאכסן, קצב ההתרבות המהיר והמבנה הפשוט שלהם, אפשרו פיתוח מערכות ביטוי (וֶקטוֹרים) המבוססות על נגיפים; מערכת זו נקראת וירוס-וקטור. הווירוס-וקטור הוא וירוס אשר הגנום שלו עבר שינוי גנטי והוחדר לתוכו גן זר. הוא מתרבה בתוך תאי הצמח הפונדקאי ותוך כדי כך הוא מבטא בין היתר גם את הגן הזר אשר הוחדר לגנום שלו.

התמרת צמחים
לנגיפים צמחיים יש בדרך כלל גנום קטן, המקנה יכולת תמרון קלה והליך הדבקה פשוט יחסית. מסיבה זו וֶקטורים של נגיפים צמחיים משמשים חלופה טובה לשיטה המקובלת - התמרת צמחים (טרנספורמציה), לביטוי גנים זרים בצמחים. בהתמרת צמחים הגן הזר מוחדר באופן קבוע לתוך הכרומוזום של הצמח ומתבטא בכמות נמוכה יחסית, ואילו במערכת הווירוס-וקטור לא חל שינוי גנטי בכרומוזומים של הצמח.

נגיפי המוזאיקה של הכרובית במיקרוסקופ אלקטרונים סורק
מקור


מבחינה טכנית, ניתן להחדיר גן זר, בצורת DNA, לתוך הגנום של הווירוס-וקטור, כאשר גם הוא בצורת DNA. לכן, השימוש הראשוני בנגיפים של צמחים בתור כלי להחדרה ולביטוי של גנים זרים בצמחים החל בשנות השמונים המוקדמות, במערכת המבוססת על גנום נגיף המוזאיקה של הכרובית CaMV, שלו גנום DNA דו גדילי. אבל, במערכת זו הגנום הרֶקוֹמבּיננטי של הנגיף לא תמיד יכול היה להיעטף בחלבון המעטפת, ולכן לא תמיד נוצרו חלקיקי נגיף שלמים. עם התפתחותם של טכנולוגיות חדישות בתחום הביולוגיה המולקולרית, אשר אפשרו תעתוק מולקולות RNA לDNA, אפשר היה לפתח מערכות וירוס-וקטור אחרות, המבוססות על נגיפי RNA, המהווים את מרבית הנגיפים המנגעים צמחים.

אפשר לחלק את מערכות וירוס-וקטור לשלוש קטגוריות: בראשונה, הגן הזר מוחדר לתוך גנום הנגיף כתוספת לגנים הוויראליים (gene insertion). בשנייה, אחד הגנים של הנגיף מוחלף בגן הזר (gene substitution); במקרה זה הגן המוחלף של הנגיף אינו חיוני להתרבות ולהתפשטות הנגיף בצמח. בקטגוריה השלישית, multicomponent system, הגנום של הנגיף מחולק לשני מקטעים (לפעמים יותר): מקטע אחד מכיל את הגנים החיוניים לשכפול הנגיף, והמקטע השני מכיל, בין היתר, את הגן הזר. היתרון בווקטורים כאלה הוא המבנה הפשוט, המאפשר שינויים גנטיים ויכולת תמרון קלה יותר בהחדרת הגן הזר לתוך גנום הנגיף.

מערכות הווירוס-ווקטור הפופולריות ביותר, ושאף והיו מבין הראשונות אשר פותחו בהתחלה, הן אלו המבוססות על נגיף תפוחי האדמה (PVX)  ונגיף המוזאיקה של הטבק (TMV). שני הנגיפים האלה הם בעלי גנום RNA חד-גדילי, ומבטאים את החלבונים שלהם באמצעות פְּרוֹמוֹטוֹרים ספציפיים, כאשר כל פרומוטור אחראי על יצירת RNA שונה המתורגם בהמשך לחלבון נגיפי אחר תוך כדי יצירת RNA המתבטא ליצירת חלק מהחלבונים הנגיפיים. הגנום של הנגיפים האלה הונדס גנטית בצורה שיכיל פרומוטור נגיפי נוסף, אשר באמצעותו אפשר לבטא את הגן הזר המוחדר לגנום הנגיף. 

בדומה לשתי מערכות אלו, פותחו בהמשך מגוון רב של מערכות וירוס-ווקטור, כאלו המבוססות על נגיפים אשר מנגעים בעיקר צמחים עשבוניים ועונתיים. לאחרונה פותחו גם כמה נגיפים המתאימים לגידולים מעוצים ורב שנתיים. נגיף הטריסטזה של ההדר, Citrus tristeza virus, CTV, הוא הנגיף הארוך ביותר מבין הנגיפים הצמחיים, ואורכו מגיע ל-2,000 ננומטר (דומה לגודלו של חיידק קטן) עם גנום של RNA, בגודל כ-20 אלף נוקליאוטידים. קבוצת המחקר בפלורידה של החוקר המוביל בתחום ויליאם דווסון (W.O. Dawson), הצליחה לערוך שינויים גנטיים בגנום נגיף הטריסטזה של ההדר ולפתחו כווקטור שיאפשר ביטוי גנים זרים. נמצא כי הגן הזר היה יציב ונשמר בגנום וקטור ה-CTV לתקופה ארוכה, העולה על תשע  שנים. וקטור ה-CTV משמש לאחרונה גם ככלי ביוטכנולוגי לחקר תוצרי חלבון בעלי פעילות אנטי חיידקית, היכולים לנטרל חיידקים פתוגניים, כמו אלו הגורמים למחלת ההדרים הקשה הידועה בשם גריינינג.


השתקת RNA כהתגוננות בפני נגיפים
באיקריוטים שונים, לרבות צמחים, קיים מנגנון להתגוננות בפני פולשים, כמו RNA זר, נגיפים וטרנספוזונים. המנגנון, הידוע בשם RNA silencing (השתקת RNA) מבוסס על פירוק והרס ספציפי של ה-RNA (הגנום הוויראלי) של הפולש הזר טרם ביטויו בתא הפונדקאי. הגורם העיקרי המשרה את הפעלת המנגנון הוא נוכחות RNA דו גדילי (double-stranded RNA; dsRNA) בתא הפונדקאי.

תחילת תהליך ההשתקה מתרחש בעקבות זיהוי מולקולות RNA דו-גדילי בציטופלזמה של התא על ידי אנזים מַפתח הקרוי DCL (Dicer-like). אנזים זה הוא נוקלאז, אשר חותך את מולקולות ה-RNA הדו-גדילי למולקולות קצרות הנקראות siRNAs (small interfering RNAs). מולקולות ה-siRNA נקשרות לקומפלקס חלבוני המכונֶה RISC (RNA-induced silencing complex) ומובילות אותו להתקשר לRNA הפולש ולבסוף לחתוך אותו למקטעים קטנים חסרי פעילות ביולוגית.

במהלך מחזור החיים של נגיפים צמחיים נוצר RNA דו-גדילי. באופן טבעי, צמחים אינם מכילים RNA דו-גדילי ארוך. נוכחות RNA דו-גדילי ארוך בצמח היא מעין סמן לנוכחות פולש זר, וכאשר מזהה הצמח בתוכו את הRNA הדו-גדילי הוא מפעיל נגדו מערכת השתקת RNA, אשר גורמת לבסוף להרס הגנום של הפולש.

המאפיין את מנגנון ההתגוננות השתקת RNA, הוא שאיננו מוגבל רק לתאים הצמחיים אשר לתוכם פלש הנגיף, אלא שאות ההשתקה מתפשט לתאים אחרים ונע לחלקיו השונים של הצמח. חשוב לציין כי תהליך זה בבסיסו הוא תלוי רצף, כלומר הפירוק של מולקולות ה-RNA איננו אקראי, אלא מכוון ספציפית רק לנגיף הפולש אשר הפעיל את מנגנון השתקת RNA. כדי להתגבר על מנגנון השתקת ה-RNA שהופעל בעקבות הדבקת הצמח בנגיף, מייצר הנגיף חלבון אשר יכול לנטרל את מנגנון השתקת ה-RNA. תהליך זה מכונה דיכוי השתקת RNA (Suppression of RNA silencing). חלבוני הנגיף המדכאים השתקת RNA בדרך כלל מעורבים גם בתפקידים ביולוגיים נוספים, כמו תנועת הנגיף ברקמות הצמח ורבייתו. חשוב לציין כי חלבונים כאלה אינם ייחודיים לנגיפים של צמחים – הם מיוצרים גם על ידי נגיפים המנגעים בעלי חיים.

שימוש בנגיף ככלי ביוטכנולוגי
מאחר שהדבקת הצמח בנגיף גורמת להפעלת מנגנון השתקת RNA, ניצלו חוקרים את היכולת הזו כדי לנצל נגיפים כדי לחקור תפקידים של גנים שונים בצמח, בשיטה הנקראת Virus-induced gene silencing  (VIGS). לפי שיטה זו, מחדירים רצף של  גן צמחי כלשהו, שאותו רוצים לבדוק, או מקטע של הגן,  לתוך גנום של נגיף צמחי. לאחר כך, מדביקים את הנגיף הרֶקומביננטי הנושא את הגן הזר לצמחים. הנגיף מתרבה בתוך הצמח ויוצר תוך כדי ההתרבות RNA דו-גדילי אשר גורם לשפעול המנגנון השתקת RNA הן כנגד הנגיף והן כנגד הגן הצמחי. התוצאה תהיה נטרול הביטוי של הגן הצמחי, וכך אפשר ללמוד על תפקידו הביולוגי בצמח.

שיטת ה-VIGS פותחה לראשונה במין של טבק ולאחר מכן במגוון של מיני צמחים נוספים. השיטה נחשבת היום לאחד הכלים השימושיים ביותר בחקר תפקודי הגנום בצמחים. במעבדה שלנו, במִנהל המחקר החקלאי בבית דגן, הנמנית עם המחלקה לפתולוגיה של צמחים, פותח ווקטור על בסיס הגנום של נגיף הגפן GVA, נגיף המתקיים ברקמת השיפה בצמח, כמו בעורקים. דוגמה לשימוש בווקטור הגפן לחקר תפקוד גנים היא אפיון הגנים ממשפחת DELLA בגפן. חלבוני DELLA מעכבים תגובות בצמח המופעלות על ידי ההורמון הצמחי ג'יברלין (Gibberellin). ההורמון הצמחי ג'יברלין מבקר תהליכים רבים בהתפתחות הצמח, כגון התרחבות עלים והתארכות הגבעול. ביטוי או דיכוי של הגנים ממשפחת ה-DELLA יוצר פנוטיפ שבו אפשר לראות בצמח התרחבות עלים והתארכות הגבעול. מקטעים קצרים של גנים ממשפחת ה-DELLA בגפן הוחדרו לתוך גנום ווקטור הגפן GVA. ואכן, בצמחי גפן אשר הודבקו בווקטור הרקומביננטי נתגלתה התארכות גבעולים אופיינית.

השימוש בנגיפי צמחים למטרת השתקת גנים, VIGS, מתרחב ומיושם ביצורים נוספים. לאחרונה דיווחו חוקרים כי באמצעות הווקטור הנגיפי המבוסס על גנום וירוס המוזאיקה של הטבק אפשר להדביק באופן ישיר פטרייה טפילית ולהשתיק בה את הגנים של הפטרייה. ממצא זה מעיד על הפוטנציאל הטמון בשיטת VIGS ועל אפשרות השימוש בה כשיטה ביוטכנולוגית להתמודדות בפני מחלות פטרייתיות, ע"י השתקת גנים החיוניים להתפתחות הפטרייה.

בעשור האחרון נגיפים רבים הונדסו גנטית ופותחו לווקטורים היכולים לבטא חלבונים בצמחים. בין החלבונים אשר בוטאו בצמחים באמצעות המערכות וירוס-וקטור היו חלבונים בעלי חשיבות רפואיות, כמו נוגדנים חד-שבטיים (מונוקלוניים) ותרכובות חיסון. נוגדנים חד-שבטיים (מונוקלוניים) הם חלבוני מַפתח במערכת החיסון של בעלי חיים. חלבונים אלה מזהים ונקשרים לאנטיגנים באופן ספציפי. נוגדנים חד-שבטיים מזהים וקושרים אתר אחד באנטיגן ולפיכך נחשבים ליותר ספציפיים. הם משמשים למטרות שונות כמו דיאגנוסטיקה, מניעה וטיפול בפני מגוון רב של מחלות. באופן טבעי, ייצור הנוגדנים נעשה בבעלי חיים. אף על פי כן, בשנים האחרונות אנחנו עדים להתפתחות גישה של ייצור נוגדנים באמצעות צמחים, כגון פיתוח צמחים טרנסגניים, אשר בגנום שלהם מושתלים גנים המבטאים נוגדנים חד-שבטיים ספציפיים לפתוגנים של בעלי חיים. בעקבות פיתוח מערכות הווירוס-ווקטור אפשר היום לבטא נוגדנים חד-שבטיים בכמויות יותר גדולות, אפילו מסחריות, ובפרקי זמן קצרים. הכנת נוגדנים מונוקלוניים נגד פתוגן כלשהו בכמויות גדולות בבעלי חיים היא הליך יקר; המערכת הביולוגית, צמח-וירוס-ווקטור, נחשבת לגישה חלופית ואטרקטיבית לייצור מהיר, זול ופשוט של מוצרים בעלי חשיבות תרופתית.

אחת הדוגמאות היא השימוש בווקטור המבוסס על וירוס המוזאיקה של הטבק (TMV) לצורך ביטוי בצמחי טבק של נוגדנים חד-שבטיים, נגד נגיף ה-HIV. בצמחי הטבק, החוקרים הצליחו לקבל נוגדנים נגד נגיף ה-HIV בכמויות של 150 מ"ג לכל ק"ג רקמה צמחית טרייה, וזאת בתוך 5-7 ימים לאחר הדבקת הצמחים בווקטור מוזאיקת הטבק, הנושא בגנום שלו את רצף הגן של הנוגדן. דוגמאות נוספות לשימוש בווקטור מוזאיקת הטבק הן ביטוי נוגדנים חד-שבטיים נגד גורמים מעורבים במחלות סרטן דם (non-Hodgkin's lymphoma) ונוגדנים נגד הקורונו-וירוס TGEV, הפוגע בקיבה ובמעי. מערכות וירוס-וקטור נוספות שימשו בין היתר לייצור נוגדנים נגד נגיפים פתוגניים ומחלות מידבקות קשות ונפוצות, בעיקר במדינות מתפתחות, כמו נגיף הצהבת (Hepatitis B), נגיף האיידס (HIV),  נגיף הפפילומה, הפרוטוזואון גורם המלריה, וחיידקי טטנוס, כולרה, ו-E.coli.   

תרכיבי חיסון
תרכיבי חיסון מכילים אנטיגנים אשר בעת כניסתם לגוף האדם, או בעל החיים, הם גורמים להפעלת מערכת החיסון וליצירת נוגדנים ספציפיים נגדם. לכן, תרכיבי החיסון חיוניים ונחשבים אמצעי יעיל להתמודדות בפני מחלות זיהומיות. התרכיבים מכילים לרוב חיידקים ו/או נגיפים "מתים" או "חיים" אך בלתי אלימים, אם כי לפעמים די בחלבון ספציפי או מקטע של חלבון כדי להשרות יצירת נוגדנים בגוף. על אף חשיבותם הרפואית, ייצור תרכיבי חיסון הוא יקר לאוכלוסיות רבות בעולם, במיוחד במדינות מתפתחות. ייצור תרכיבי חיסון בצמחים מהווה פתרון לייצור בכמויות גדולות ותוך פרקי זמן קצרים. 

כדוגמה, נזכיר יצירת תרכיב החיסון בפני נגיף השפעת. מדי שנה יש ביקוש אדיר לתרכיב החיסון בפני שפעת, ויש צורך בהכנה ובאספקה של כמויות גדולות של התרכיבים על ידי החברות המייצרות אותם. לאחרונה הצליחו חוקרים, תוך שימוש בווקטור נגיף מוזאיקת הטבק לייצר בצמחים חלקיקי נגיף אשר ממעטפת החלבון שלהם בולטת תוספת של פפטיד קצר (אֶפיטוֹפּ) ספציפי לנגיף השפעת. חלקיקי הנגיף הרקומביננטי הופקו בכמויות גדולות מהצמחים המודבקים ושימשו בהמשך להכנת כמויות גדולות של נוגדנים ספציפיים לנגיף. דוגמה נוספת היא ייצור בצמחי טבק, של החלבון האנטיגני VP1 של נגיף הפה והטלפיים, וזאת באמצעות ווקטור ה-TMV. העכברים אשר קיבלו את האנטיגן המיוצר בצמח היו חסינים בפני מחלת הפה והטלפיים. בעקבות זה, גדל השימוש בצמחים ובמערכות וירוס-ווקטור למטרת ייצור תרכובות חיסון למחלות בבני אדם ובחיות, לשימוש, בין היתר, נגד מחלות זיהומיות, אלרגיה וסרטן. 

נוסף על ביטוי מוצרים בעלי אופי תרופתי, נעשו לאחרונה מחקרים שבהם שימש נגיף צמחי כווקטור לביטוי פפטידים, מסומנים בתרכובת זוהרת (פלואורסצנטית), המסוגלים להיצמד לתאים סרטניים; באמצעות הפפטיד הפלואורסצנטי אפשר היה לגלות ולעקוב אחר התפרצות תאים סרטניים.

לסיכום
ביטוי וייצור תרכובות תרופתיות באמצעות מערכות וירוס-וקטור היא אסטרטגיה מעניינת, היכולה לתת פתרון לאספקת תרכובות תרופתיות במדינות מתפתחות. בשל טבעם של צמחים בעלי קצב צימוח מוגבר ושל הנגיפים המתרבים ונעים בצמח ומאכלסים אותו בכמויות גדולות, אפשר לייצר בפרק זמן קצרים, ובעלויות נמוכות יחסית, כמויות מסחריות של תרכובות תרופתיות חשובות. 

ד"ר מוניר מוואסי הוא חוקר ומנהל המחלקה לפתולוגיה של צמחים במכון וולקני. עוסק במחלות וירוסים של גפן, הדרים ועצי פרי. המעבדה של דר' מוואסי מבצעת מגוון מחקרים מדעיים למטרות פיתוח כלים לדיאגנוסטיקה של מחלות וירוסים בצמחים, כלים להחדרת וביטוי גנים בצמחים, לפיתוח צמחים עמידים בפני מחלות נגיפיות, וחקר תפקוד גנים נגיפיים ומעורבותם במחלות.
ד"ר סברינה חביב ולודמילה מסלנין הן עוזרות מחקר, האחראיות על ביצוע הניסויים במעבדה.
מיטל שעשוע היא סטודנטית לתואר מוסמך, בהנחיית ד"ר מוואסי; חלק ניכר מעבודת המחקר שלה, הקשור לנגיף ה-GVA, נכלל בכתבה זו.


להרחבה:
Dawson WO., Folimonova SY. 2013. Virus-based transient expression vectors for woody crops: a new frontier for vector design and use. Annual Review of Phytopathology 51,321-337.
Hefferon K. 2013. Plant-derived pharmaceuticals for the developing world. Biotechnology Journal 8,1193-1202.
Hefferon K. 2014. Plant virus expression vector development: new perspectives. BioMed Research International Article ID 785382, 6 pages.

פורסם ב"גליליאו" 199 (אפריל 2015)

יום שישי, 13 במרץ 2015

חוקרים גילו שחלבון AAT יכול להרוג חיידקים בחולים שלהם בעיות חיסוניות - אמיר רוזנבליט


חוקרים מאוניברסיטת בן־גוריון בנגב, שחקרו את התרופה אלפא1־אנטיטריפסין (AAT) במסגרת מחקר בסוכרת נעורים, הופתעו מיכולתה לצמצם משמעותית זיהומי  חיידקים. ממצאי המחקר של קבוצת המחקר של ד"ר אלי לואיס מאוניברסיטת בן־גוריון בנגב, הפקולטה למדעי הבריאות, פורסמו בכתב העת Journal of Infectious Diseases.


במחקר נבחן הטיפול המוכּר עד כה כטיפול אנטי דלקתי, במטרה לשלול את האפשרות כי בנוכחותו תהיה נטייה אצל המטופל להתפרצויות של זיהומים. אף ששימוש נרחב בטיפול באלפא1 צפוי להתרחב בעתיד ולכלול מקרים כגון נפחת ריאות וסוכרת נעורים, השאלה שנותרה היא: מה תהיה התוצאה של טיפול בפרטים עם בעיות חיסוניות באמצעות אלפא1 בכל הנוגע לרגישותם לזיהומים?

החוקרים זיו קנר וגלית שחף ממעבדתו של לואיס, הדביקו עכברים בזנים שונים של חיידקים שונים באיברי גופם, כולל ריאות וחלל הבטן. המטרה הראשית הייתה לשלול את האפשרות של זיהום חמוּר בעכברי אלפא1, אולם, הקבוצה נתקלה בממצאים מאוד בלתי צפויים: לא רק שהעכברים שהודבקו נלחמו טוב יותר בזיהומים, החיידקים שהוכנסו לאיברים השונים חוסלו באמצעות הטיפול באלפא1 בתוך פחות מ־24 שעות.

ההשלכות הקליניות עצומות
"דמיינו לעצמכם שניתן אלפא1 לחולים חלשים העומדים להתאשפז לפרקי זמן ארוכים במחלקות עתירות חיידקים בבתי החולים", אומר לואיס, ראש המעבדה הקלינית באוניברסיטת בן־גוריון בנגב. "אנו כבר יודעים שהיתרונות של אלפא1 בתנאים הללו מכסים מספר עצום של זני חיידקים, ללא כל ראיות להתנגדות חיידקית מסוג כלשהו. אם ניקח בחשבון את התסכול לגבי קצב הפיתוח של חומרים אנטיביוטיים, בהשוואה לשיעורי ההתנגדות של החיידקים, יהיה אפשר להעריך טוב יותר את זמינותה ובטיחותה של הגישה המוצעת".

המולקולה מיוצרת על ידי הגוף האנושי במיוחד במהלך התקפי זיהום וידועה כמפחיתה תגובה דלקתית מוגזמת. מחקרים קליניים מהתקופה האחרונה כללו את השימוש באלפא1 לסוכרת נעורים ולהשתלות מח עצם, בהם המערכת החיסונית מבצעת פעולות בלתי רצויות. נוסף על כך, המולקולה בטוחה לשימוש כפי שהתברר מניסויים ארוכי שנים שנערכו בבני אדם, החל בשנות ה־80 המוקדמות.

מהו מנגנון הפעולה? כאן עמדה הקבוצה מול אתגר לא קטן: המולקולה ידועה כחומר המצמצם דלקת באופן משמעותי. אם נשווה פעילות זו, למשל, לסטרואידים, נצַפה להתפשטות חמורה של זיהומים. אולם, הקבוצה הראתה כי במקרה של זיהום חיידקי, התופעות הדלקתיות של אלפא1 מוגבלות רק לשעות הראשונות שלאחר ההדבקה.

נמצא כי תאי דם לבנים פולשים לאזור המזוהם והורגים את החיידקים באופן אפקטיבי יותר מאשר ללא אלפא1. כיצד זה ייתכן? ידוע שבשעות הראשונות לאחר ההדבקה הרקמה גדושה ברדיקלים חופשיים של חמצן, המרוססים באופן מקומי על-ידי תאי הדם הלבנים שהוזעקו לאתר ההדבקה. רדיקלים אלו מתחברים לאלפא1 ומנטרלים את פעולתו האנטי דלקתית. נוסף על כך, כמה מאפיינים של אלפא1 כוללים הגנה מפני מוות של תאי גוף, כולל תאים של מערכת החיסון. מכאן, שנוכחותו מאריכה את חייהם של תאי הדם הלבנים, שפולשים מיידית.

ולבסוף, אלפא1 מונע את התופעה הבלתי רצויה של התפשטות פגיעה בתאים. במצב רגיל, תא שניזוק משדר אותות דלקתיים לסביבתו ועוזר בכך להפיץ דלקת ברקמה; התאים השכנים לתא זה יהיו במהירות דלקתיים, וכך מתפשטת הדלקת כמו דליקה. עבור החיידקים, עידוד הדלקת הוא יתרון, בשל היחלשותם של המחסומים המקומיים ברקמות. בני האדם רתמו אותות דלקתיים בשלב מוקדם באבולוציה המשותפת שלהם עם חיידקים, כדי להתריע מפני פלישה ובכך לעודד גיוס של תאי דם לבנים. במצב זה, הקורבנות המיידיים של המלחמה בחיידק הם תאי הרקמה התמימים, אשר מאבדים מיכולותם לתפקד והופכים למתווכי דלקת. ועם זאת, החיידקים משתמשים בדלקת כדי לחצות את המחסומים הפגועים.

כאשר חלה עלייה ברמות של אלפא1, תאי הרקמה נותרים תקינים בעוד שהחיידקים מחוסלים, מה שמגביל את תכניתם העתידית לחדור אל עומק הרקמה.

פורסם ב"גליליאו" 198, מרץ 2015