חדשות מרגשות מהעולם הרפואי, חוקרים גילו שניתן להשתמש במיקרוביום המעיים ככלי לאיתור מוקדם של סרטן המעי הגס, עם דיוק מרשים!
 |
| התמונה - AI |
המשמעות? שיטה לא פולשנית שיכולה לשפר את שיעורי הזיהוי המוקדם (כיום רק 30% מאדנומות מתגלות בקולונוסקופיה) ולסייע בזיהוי שינויים מיקרוביאליים כבר בשלבים הראשונים!
מה דעתכם על עתיד שבו בדיקת צואה פשוטה תציל חיים?
המאמר ב-Nature Medicine
ד"ר (Ph.D.) בתיה כהן, ביולוגית מולקולרית, חוקרת סרטן וכלי דם.
פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יוני 2025.
הפרעת שימוש באלכוהול (AUD) משפיעה על מיליוני אנשים ברחבי העולם ויכולה להוביל לתוצאות פיזיות וחברתיות מזיקות. מחקרים אחרונים מדגישים את השפעת האלכוהול לא רק על מיקרוביום המעי, אלא גם את תפקיד המיקרוביום של המעי וציר המעי-מוח בהתפתחות ובתחזוקה של הפרעת שימוש באלכוהול.
הקשר ההדדי בין צריכת אלכוהול למיקרוביום של המעי, כולל השפעות האלכוהול על הרכב המיקרוביום של המעי, שינויים במטבוליטים מיקרוביאליים של המעי בתגובה לצריכת אלכוהול, וכיצד מטבוליטים מיקרוביאליים של המעי עשויים לווסת את התנהגות השימוש באלכוהול.
היה והמיקרוביום שלכם חשוב לכם, הגבילו את צריכת האלכוהול ומנעו כניסה למעגל קסמים שמתחיל בשיבוש המיקרוביום במעיים, דלקת עצבית דרך ציר המעי-מוח, חשקים מוגברים, ומסתיים בדיכאון וחרדה.
המאמר ב-MDPI
ד"ר (Ph.D.) בתיה כהן, ביולוגית מולקולרית, חוקרת סרטן וכלי דם.
פורסם בטוויטר (X) של המחברת, יוני 2025.
בקרוב ימלאו 100 שנה לגילוי הפניצילין. כידוע העולם במשבר של פיתוח אנטיביוטיקות חדשות משלל סיבות, חלקן כלכליות. אחד התחליפים לאנטיביוטיקה קלאסית הם פפטידים אנטימיקרוביאליים. חלבונים קצרים שנוצרים כחלק ממערכת החיסון המולד של הרבה יצורים כדי לפגוע בחיידקים. בקצרה הם נקראים AMPs. בשנים האחרונות פותחו מספר אלגוריתמים לזיהוי AMPs מתוך דאטא רב של רצפי חלבון (התוצר שמקודד בגנים).
מאמר חדש מקבוצה מאוניברסיטת שנגחאי מציג התקדמות יפה. ראשית, החוקרים פיתחו אלגוריתם מסווג שיודע להבדיל בין AMPs לבין רצפים שאינם AMPs. לאחר מכן הם פיתחו מודל נוסף שיודע לחזות את עוצמת ה-AMP - הריכוז המינימלי הדרוש של החלבון כדי לעכב גידול חיידק. עכשיו הם פנו לגילוי חלבונים חדשים.
הם עשו חיפוש בקרב הפפטידים המיוצרים ע"י חיידקי הפה שלנו. הם לקחו את המועמדים הכי מבטיחים ופיתחו מודל נוסף שיסביר את התרומה של כל חומצה אמינית (אות אחת מתוך כ-50 אותיות בפפטיד) לעוצמת הפעולה של ה AMP. כך הם יכלו לערוך ניסוי חישובי שבו הם עשו אבולוציה מכוונת לרצף הפפטיד האידיאלי שאפשר לקבל מפפטיד טבעי כך שיהפוך לתרופה יותר יעילה.
 |
עכשיו צריך לבדוק את התחזיות!
הם סינתזו כימית 32 פפטידים ובדקו אותם על חיידקים הידועים בעמידותם לאנטיביוטיקה וגורמים לזיהומים רבים בבתי חולים. אלו נקראים חיידקי ESKAPE - ראשי תיבות של ששת מיני חיידקים.
כל המועמדים פעלו לפחות כנגד חיידק אחד בניסויי מבחנה.
אחד ה-AMPs החדשים עבד ביעילות גבוהה כנגד החיידק Acinetobacter baumani. הם ראו שהפפטיד הטבעי ממנו הם בנו את הפפטיד המשופר (לאחר האבולוציה המכוונת שנועדה לשפר את הפעילות ע"י שינוי חומצות אמינו ספיציפיות) חסר כל פעילות אנטיביוטית. כעת הם פנו לכימיה ושיפרו את הפפטיד כדי שיהיה פחות רעיל לתאי אדם אך ישמר את הפעילות האנטימיקרוביאלית שלו. לסיום הם פנו לניסוי בעכברים לבדוק את הפפטיד המבטיח. הם הדביקו פצע ירך של עכברים בחיידק בשם אנטרוקוקוס וראו שהפפטיד המבטיח הוריד את כמות החיידקים בלפחות 95% ולא הראה מדד של רעילות כלפי העכבר.
עבודה יפה שמראה את כל הדרך ממודל חישובי, שיפור התחזית ועד מולקולה מבטיחה לתרופה אנטיביוטית. כדי להבין את רמת הדיוק בחיזוי חשוב להבין שיש כ 10 בחזקת 65 קומבינציות של חלבונים אפשריים שאפשר לייצר מתוך עד 50 חומצות אמינו.
חולשות ידועות של קבוצת ה AMPs כתרופות פוטנציאליות: כחלבונים הם חשופים לחלבונים שיכולים לפרקם, עלות היצור והניקוי שלהם לעיתים יקרה. לכן עד כה מעטים נכנסו לטיפול קליני. רוב הפפטידים הללו עובדים דרך מנגנון של פגיעה בממברנה או בדופן התא של החיידקים.
המאמר - מ-Nature Microbiology
ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית
פורסם בטוויטר (X) של המחבר - ינואר 2025
 |
למרות שתזונה היא גורם מכריע במגוון מיקרוביום המעי האנושי, יחסי הגומלין בין מזונות ספציפיים למבנה הקהילה המיקרוביאלית עדיין לא מובנים. קפה הוא משקה נפוץ עם יתרונות מטבוליים ובריאותיים מבוססים ולכן השפעתו על מגוון חיידקי המעי חשובה. נמצא שהמין בעל הקשר החזק ביותר לצריכת קפה היה Lawsonibacter asaccharolyticus. השכיחות והשפע שלו היו גבוהים פי 4.5 עד 8 בשתייני קפה גבוהים בהשוואה לאלו שאינם שותים.
 |
בנוסף, באמצעות ניסויים במבחנה, הראו שקפה יכול לעורר צמיחה של L. asaccharolyticus. המנגנונים המיקרוביאליים העומדים בבסיס חילוף החומרים של קפה הם צעד לקראת מיפוי התפקיד של מזונות ספציפיים במיקרוביום של המעי, מה שמספק מסגרת להבנה של תגובות תזונתיות מיקרוביאליות ברמה הביוכימית.
 |
נראה לי שלא הבהרתי היטב את המחקר, קפה נצרך כמעט בכל העולם וזה מכבר הוכח כבעל השפעות מועילות על בריאות האדם, כולל הפחתת תמותה מכל סיבה ומחלות לב וכלי דם ספציפיות, סיכונים לסוכרת, מחלת כבד שומני וסרטן. ההרכב הכימי הייחודי שלו, הופך את הקפה למודל מצוין להבנה ופיתוח התהליכים המטבולומיים שבהם מגיב המיקרוביום של המעי למרכיבי התזונה. העובדה שמבודדים מצד אחד חיידק שמושפע מצריכת קפה ומצד שני מבודדים חומרים ספציפיים בקפה, שאפשר שהם אחראים לשינוי מאפשרת לבדוק השפעה של חומרים ספציפיים על המטבולום של המעי.
המאמר ב-Nature
ד"ר (Ph.D.) בתיה כהן, ביולוגית מולקולרית, חוקרת סרטן וכלי דם.
פורסם בטוויטר (X) של המחברת, דצמבר 2024.
כידוע, יש בעיה של פיתוח אנטיביוטיקות חדשות (ובייחוד חומרים כנגד פטריות פתוגניות) משלל סיבות, כולל כדאיות כלכלית לחברות התרופות. אחד הכיוונים האלטרנטיבים הם פפטידים אנטימיקרוביאליים. אלו חלבונים קצרים באורך עד 50 חומצות אמינו שמיוצרים בחלקם באופן טבעי ע"י מערכות חיסון של מגוון יצורים כנגד פתוגנים. הם לרוב תוקפים את הממברנה של חיידקי המטרה.
במאמר שיצא לפני חצי שנה קבוצה מוכשרת מאוניברסיטת פנסילבניה הלכה למקור מפתיע: הם ניגשו לאורגניזמים שנכחדו עם גנום מרוצף (ממותה למשל) בתקווה למצוא שם גנים לפפטידים אנטימיקרוביאליים מפתיעים.
הם פיתחו אלגוריתם של למידה עמוקה כדי לאתר פפטידים כאלו מתוך החלבונים המקודדים ביצורים הנכחדים וחזו 37,000 פפטידים אנטימיקרוביאליים, כאשר כשליש לא מצויים ביצורים הקיימים היום. הם בחרו 69 פפטידים כמועמדים לניסוי, סנתזו אותם באופן כימי (הם קצרים אז זה יחסית קל וזול) ובדקו אותם על קבוצת פתוגנים שידועים בעמידותם לאנטיביוטיקות (למשל MRSA). רוב הפפטידים הראו פעילות נגד הפתוגנים והם חישבו את הריכוז המינימלי הדרוש לעיכוב של פתוגנים במבחנה.
מה שמעניין שחלק ניכר מהפפטידים אינם במקור חלבונים אנטימיקרוביאליים אלא מקטעים מחלבונים שאינם בעלי פעילות כזו ובמקרה הראו פעילות אנטימיקרוביאלית. חלק מהפפטידים הראו גם פעילות אנטימיקרוביאלית מרשימה (כמו של אנטיביוטיקה קיימת, פולימיקסין B) במודל של הדבקת עכברים בפתוגן. מדובר למשל בפפטידים שמקורם בממותה ובעצלן ענק (זוכרים את ice age?).
רעיון מקורי וביצוע יפה!
המאמר:
ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית
פורסם בטוויטר (X) של המחבר - דצמבר 2024
 |
| אסתר לדרברג |
אפקט מתילדה הוא ההטיה הנפוצה בהכרה בתרומתו של מחקר הנעשה על ידי מדעניות כאשר עבודתן לרוב מיוחסת לעמיתיהן הגברים. דוגמא קלאסית היא רוזלינד פרנקלין (Franklin - בתמונה) שהקרדיט שלה נגזל בפענוח מבנה ה-DNA ע"י ווטסון, קריק ווילקינס.
 |
| רוזלינד פרנקלין |
אספר כאן על מישהי פחות מוכרת עם תרומה עצומה.
אסתר מרים זימר לדרברג (Zimmer Lederberg) נולדה ב-1922 למשפחה יהודית אורתודוקסית בברונקס. היא למדה בצעירותה עברית כדי להרשים את בני משפחתה בקריאת ההגדה בפסח. בקריירה האקדמית שלה היא התמחתה בגנטיקה של חיידקים וקיבלה דוקטורט ב-1950.
היא התחתנה עם ג'ושוע לדרברג (Lederberg) שגם היה מדען מוכשר מאד והם חקרו יחד במעבדה שלו באוניברסיטת וויסקונסין ואח"כ בסטנפורד. ג'ושוע היה מדען מבריק וזכה בפרס נובל כבר בגיל 33 על גילוי דרכים בהם חיידקים מעבירים DNA אחד לשני. ההצלחה שלו והצניעות של אסתר שהיתה גם מיקרוביולוגית מבריקה האפילו על הקרדיט שהגיע גם לה על מספר גילויים חשובים:
 |
| אסתר וג'ושוע לדרברג |
1. אסתר גילתה את אחד הנגיפים הכי חשובים במדע: בקטריופאג' למבדה (Lambda - λ) שמדביק את החיידק Escherichia coli, חודר לתוך הגנום שלו ויוצא ממנו כשהחיידק בסטרס. כשהוא יוצא מהחיידק הוא יכול לקחת אתו חתיכות DNA מהחיידק ולהעביר לחיידק אחר מטען גנטי.
 |
| דגם של בקטריופאג' λ |
2. היא גילתה את הרעיון שחיידקים מקיימים סוג של סקס שבמהלכו הם מעבירים DNA אחד לשני. היא קראה למנגנון פקטור הפוריות של החיידקים והוא נישא על גבי הפלסמיד הראשון שהתגלה אי פעם (F plasmid). היום התהליך מוכר בתור קוניוגציה.
3. הלדרברגים ביצעו ניסוי בשיטה שהם פיתחו (replica plating) ובו הראו בצורה משכנעת שמוטציות מתרחשות באקראי. זה ניסוי מאד חשוב באבולוציה שנקרא הניסוי של הלדרברגים.
 |
| זריעת שכפול - Replica Plating |
4. בסוף הקריירה שלה היא ניהלה בשנות ה-80 את מרכז הפלסמידים באוניברסיטת סטנפורד.
הלדרברגים היו נשואים 20 שנה ולאחר שהתגרשו היא נישאה מחדש בגיל 70. אסתר נפטרה בשנת 2006. במהלך הקריירה החשובה שלה מעולם לא הוצעה לה משרה עם קביעות באוניברסיטה, התייחסו אליה כאל האסיסטנטית של בעלה וכל הקרדיט הלך לג'ושוע שכבודו במקומו מונח.
 |
| הציטוט המיוחס לאסתר לדרברג |
אסתר לדרברג תרמה רבות להבנת הגנטיקה של חיידקים והיא עוד קורבן של אפקט מתילדה.
אולי מישהו בארץ ירים את הכפפה ויקרא לרחוב, מילגה, או מרכז אוניברסיטאי על שמה של אסתר לדרברג הנשכחת.
אסביר מתישהו בקרוב את הניסוי היפה של הלדרברגים.
ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית
פורסם בטוויטר של המחבר - באוגוסט 2024
מפתיע לשמוע אבל עד 1952 היה דיון אם מה שנושא את המרכיב התורשתי אלו חלבונים או DNA. כשחושבים על זה באופן פשטני הרי חלבונים אוצרים יותר אינפורמציה בתוכם כי יש להם אלפבית של 20 אותיות (חומצות אמיניות) בעוד DNA מכיל אלפבית הרבה יותר עני של ארבע אותיות בלבד (נוקלאוטידים).
באו החוקר אלפרד הרשי (Hershey) ועוזרת המחקר שלו מרתה צ'ייס (Chase) וביצעו את הניסוי היפה הבא.
הם פנו לאחת המערכות הביולוגיות הכי נחקרות: חיידקי Escherichia coli והנגיפים שמדביקים אותם (פאג'ים) ורצו לבדוק איזה חומר הנגיף יעביר לחיידק במהלך ההדבקה.
כלומר האם הנגיף יעביר חלבונים או DNA במהלך ההדבקה של החיידק. החומר המועבר אמור להכיל את כל האינפורמציה לחיידק לשכפל נגיפים חדשים בתוכו.
אבל לשם כך צריך להבדיל בין שני סוגי החומרים. הרשי וצ'ייס החליטו להשתמש בחומרים רדיואקטיביים. הם השתמשו באיזוטופים רדיואקטיביים של גופרית ושל זרחן שאותם ניתן לזהות בקלות. הגופרית מרכיבה כמה חומצות האמינו ולא נמצאת ב-DNA. הזרחן מרכיב את ה-DNA ולא נמצא בחלבונים. הם סימנו את הנגיפים פעם בגופרית ופעם בזרחן הרדיואקטיביים שנכנסו למולקולות החלבון וה-DNA בהתאמה.
כעת הם נתנו לנגיפים להדביק חיידקים. לאחר מכן הם הפרידו בין החיידקים לנגיפים עם בלנדר מהיר (הפרדה על פי משקל כי הנגיפים קטנים בהרבה מהחיידקים). כעת נותר לראות איזו חומר רדיואקטיבי נותר בחיידק לאחר שהנגיף החדיר לו את החומר התורשתי ליצירת נגיפים. התוצאה היתה ברורה: DNA הוחדר. ואילו החלבון נותר בחוץ.
וכך ב 1952 בניסוי אלגנטי פשוט הוכח לראשונה ש-DNA הוא החומר התורשתי. אלפרד הרשי זכה ב-1969 בפרס נובל לרפואה ופיזיולוגיה יחד עם לוריא ודלברוק שעל הניסוי שלהם כתבתי בעבר. צ'ייס לא זכתה לכבוד הזה ולמעשה הפסיקה לעסוק במדע בשנות ה-60.
כמובן שישנם גם יוצאים מהכלל. נגיף הקורונה למשל משתמש ב-RNA כחומר התורשתי שלו וזה מה שמוזרק לתא שלנו (לנגיף הזה אין DNA). אך לא נמצא עוד יצור שמשתמש בחלבון כאינפורמציה התורשתית הבלעדית שלו.
אפרופו זרחן ב_DNA: לפני 14 שנים עולם המדע סער כשחוקרים מ-NASA פרסמו מאמר מדהים על חיידקים מאגם רעיל בקליפורניה (אגם מונו) שבמקום זרחן בתא משתמשים במתכת הכבדה ארסן. לאחר מספר בדיקות התגלה שזו היתה טעות וה-DNA של החיידק מכיל זרחן ולא ארסן כפי שנטען.
ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית
פורסם בטוויטר של המחבר - ביולי 2024
