חיידקים צוברי מוטציות - איתי בן-פורת

בשנה שעברה זעזע את רשויות הרפואה בשתי יבשות חיידק אלים במיוחד מזן E. coli O157:H7. ביפן תקף חיידק זה אלפי אנשים שאכלו נבטי צנון לא מבושלים, ובארצות-הברית הוא תקף עשרות אנשים ששתו מיץ תפוחים לא מפוסטר, וגרם למותו של ילד אחד. בבריטניה מתרחשת בימים אלו מתקפה דומה, והיא כבר גבתה 18 קרבנות. התפרצויות אלו, של זן שלא היה מוכר עד לעת האחרונה, הן תזכורת ליכולתם של חיידקים להגיב במהירות לתנאים משתנים, לסביבות שונות, ולתרופות אנטיביוטיות, ולהתאקלם.

חיידקי E. coli, מהזן קטלני , O157:H7. צילום: Janice Haney Carr,

CDC/ National Escherichia, Shigella, Vibrio Reference Unit at CDC

ממה נובעת יכולת התאקלמות מהירה זו של החיידקים? אצל נגיפים, למשל נגיף השפעת או נגיף האיידס, ידוע זה זמן מה כי מקורו של קצב ההשתנות וההתאקלמות המהיר הוא בצבירת מוטציות מהירה של הנגיף. מוטציות אלו מביאות לכן שנצברים שינויים קטנים במבנה הנגיף, והם מונעים מן המערכת החיסונית "להכיר" אותו. בחיידקים היה מוכר עד כה מנגנון שונה לצבירת שינויים: חיידקים יודעים "להתחבר" זה אל זה (חיבור המשול להזדווגות) ולהחליף ביניהם קטעי DNA. קטעים אלו יכולים לשאת תכונות, וצירוף מקטעים שונים יכול להביא היווצרות של תכונות חדשות, למשל עמידות בפני אנטיביוטיקה. כך, באמצעות החלפת קטעי מידע גנטי ביניהם, משתנות תכונותיהם של זני חיידקים.

החוקרים שיערו כי מנגנון זה ממלא תפקיד מסוים בהתפתחות זני חיידקים העמידים בפני תרופות אנטיביוטיות - בעיה המעסיקה היום חוקרים בכל העולם. קבוצת חוקרים בראשות תומס סבולה (Cebula) מהרשות למזון ולתרופות בארצות-הברית (FDA) זיהתה מנגנון חדש בחיידקים, מנגנון המאפשר להם להשתנות בקצב מהיר, וככל הנראה ממלא גם הוא תפקיד מרכזי בתהליך שבו חיידקים גורמי מחלות רוכשים עמידות בפני אנטיביוטיקה. החוקרים אספו זנים של חיידקים בהתפרצויות של מחלות זיהומיות בארצות-הברית, ריכזו אותם ובדקו במעבדה את קצב צבירת המוטציות שלהם. הם מצאו מספר גדול של זנים אשר קצב צבירת המוטציות שלהם היה גבוה במיוחד, עד פי 1000 ,מקצב צבירת המוטציות של חיידקים רגילים ! קצב מוטציות מהיר זה אפשר לחיידקים אלו לפתח במעבדה עמידות לאנטיביוטיקה באופן מהיר מאוד יחסית לזנים אחרים. הסיבה לכך, לדברי החוקרים, היא פגיעה במערכת מרכזית האחראית לתיקון שגיאות ב-DNA, אשר מונעת צבירה של מוטציות. החוקרים אף מצאו כי חיידקים כאלה נוטים יותר לקבל קטעי DNA מחיידקים אחרים, ולצבור תכונות חדשות גם בדרך זו.

ממצאים אלו מרמזים על כך שהחיידקים צוברי המוטציות הם העומדים ב"ראש החץ" של החיידקים האלימים בעולם - הם המשתנים במהירות הגבוהה ביותר והם המסתגלים במהירות לתגובת המערכת הרפואית. הבנת המנגנון שבו החיידקים צוברים שינויים מבהיר את הקושי שבהתמודדות עמם, אך גם פותח אפשרויות ללוחמה בהם, למשל בדרך של פיתוח חומרים אשר יפגעו באופן ייחודי בחיידקים הצוברים מוטציות במהירות.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 21,  מרץ-אפריל 1997.