הקרקע היא אחת הסביבות הכי עשירות במיקרואורגניזמיםת כגון חיידקים, פטריות ווירוסים. כדי להשיג מזון הם פיתחו כל מיני דרכים להלחם אחד בשני. אחת מקבוצות ה"כימאים" הכי בולטות בקרקע היא חיידקי ה-<i>Streptomyces</i> . למה כימאים? כי הם מייצרים מגוון גדול מאד של אנטיביוטיקות כנגד המתחרים שלהם. למעשה כשני שליש מהאנטיביוטיקות הטבעיות בשימוש קליני מקורן בחיידקי <i>Streptomyces</i>.
במאמר יפה שפורסם אתמול ב-Nature גילו חוקרים אמריקאים קבוצה חדשה של כלי נשק ש-<i>Streptomyces</i> מייצרים כנגד חיידקים. אלו הם חלבונים רעילים (טוקסינים) ומה שמגניב הוא מנגנון ההחדרה שלהם: חלבונים בצורת מטריה!
החוקרים שפתרו את מבנה הקומפלקס החלבוני הגדול יחסית, 30 ננומטר, החליטו לקרוא לטוקסין umbrella toxin. הוא עובד במנגנון בו הקצוות הצדדיים של המטריה ככל הנראה נצמדים לקולטן סוכרי על חיידק המטרה. ואז קצה "הידית" מזריק רעלן שמצוי עליו. הרעלנים מאד מגוונים בהרכבם ומאפשרים חיסול חיידקים במגוון דרכים.
מי המטרה של טוקסין המטריה? החוקרים עשו סריקות נרחבות ומצאו שהם תוקפים כמעט אך ורק קרובי משפחה: חיידקי <i>Streptomyces</i> אחרים.
נראה על פניו שניתן גם להשתמש במבנה הטבעי הזה ככלי ביוטכנולוגי: אפשר להנדס את מנגנון ההיצמדות של המטריה כך שיקשר לתאים אחרים ולהחליף את הטוקסין עצמו בכל חלבון אחר. למשל חלבון Cas9 שישנה את ה-DNA של תא המטרה באופן ספציפי כדי לייצר מוטציה מסויימת או חלבון זורח דרכו אפשר לסמן באופן זרחני תאי מטרה שקשים להנדסה ביוטכנולוגית. אבל הדרך לשם עוד ארוכה. בכל מקרה ממצא מגניב שמלמד אותנו כמה עוד הפתעות חבויות בקרב הביולוגיה של חיידקים.
מכיוון שרעלני המטריה מכוונים עבור <i>Streptomyces</i>וחיידקים דומים לו, החוקרים מציעים שכדאי לבדוק את הפעילות גם כנגד פתוגן מסוכן שהוא קרוב משפחה: חיידק השחפת שהורג עד היום מעל מליון איש בשנה.
עוד מלה על <i>Streptomyces</i> ואנטיביוטיקות:
בתור הזהב של האנטיביוטיקה, שנות ה 50-70, חברות תרופות רבות אספו קרקעות מרחבי העולם ומהן בודדו חיידקי <i>Streptomyces</i> מגוונים שייצרו אנטיביוטיקות חדשות. היום כבר מיצו את הכיוון הזה כי כבר נדיר למצוא אנטיביוטיקות כך בטבע ואנו צריכים כיוונים חדשים כדי להתגבר על חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.
החסרון בכלי כמו רעלן המטריה כתחליף לאנטיביוטיקה הוא גודלו העצום ביחס לאנטיביוטיקה קלאסית, דבר שעלול לעורר את מערכת החיסון שלנו כנגדו ולגרום לתופעות לוואי עבורנו.
המאמר ב-Nature
ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית
פורסם בטוויטר (X) של המחבר - אפריל 2024
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה