יום שישי, 29 בינואר 1999

זן חדש של נגיף האיידס - איתן ישראלי


צוותי חוקרים מצרפת, קמרון וגבון, זיהו זן נוסף של HIV. הזן בודד מאישה בקמרון שנפטרה מאיידס ב־ 1995, והוא שונה דיו מזנים מוכרים, עד כדי שיחמוק ממבחני האיידס שבשימוש. הזן, שהינו נדיר ומקומי כנראה, עשוי לספק מידע על מקור הנגיף כולל הצבעה על המקום והזמן בו ״קפצו׳׳ זנים שונים מקוף לאדם.

תאור סכימתי של נגיף האיידס (HIV)
Los Alamos National Laboratory

1־HIV מסווג לשתי קבוצות ראשיות, הנחלקות לתת קבוצות על בסיס פיזורן הגיאוגרפי. הזן החדש שנקרא YBF30 כנראה משתייך לקבוצה נוספת שלישית. הזן זוהה ע״י קבוצה בראשות פרנסואה סימון מבית החולים בפריס.

בשנים 95־1994 החוקרים בצעו מחקר על שונות הנגיף בקמרון, הם זיהו זן שלא הגיב במבחנים לקבוצה N ולקבוצה O. לעומת זאת הגיב הזן במבחן לזן איידס מקופים שבודד משימפנזה בגבון. כשפוענח הרצף הגנטי של הזן, הוכח אכן שאינו משתייך לקבוצות הידועות והוצע לסווגו לקבוצה חדשה N. מקטעים מסוימים בגנום הצביעו על קרבה לנגיף השימפנזים, ואחרים הציבו אותו בין נגיפי השימפנזים לקבוצה M.

החוקרים מציעים שהדמיון בין SIV לזן החדש מצביע על העברת הנגיף מקופים לבני אדם.

חוקרים נוספים מזהירים שהזן החדש עלול להציב סיכון לבריאות הציבור, ואחרים סבורים שהוא לא יתפשט מחוץ לקמרון. מתוך 700 נבדקים בקמרון, רק בשלשה זוהה זן זה, ו-9% היו חיוביים לנגיף מקבוצה O (קבוצה זו זוהתה בקמרון בתחילת שנות ה־90 ונשארה נפוצה כמעט רק בקמרון). מאידך מציעים החוקרים לכלול בבדיקות הדם גם את הזן החדש כדי להבטיח את בטיחות עירויי הדם.

תקציר המאמר (1425: 281 ,1998 ,Science)

פורסם בתצפית 4, ינואר 1999

יום חמישי, 28 בינואר 1999

שיקום ביולוגי - אמיר עדן


אלה מאתנו שהם בעלי מודעות גבוהה לסביבה נמנעים מלהשליך סוללות משומשות לאשפה. במקומות העבודה, במרכולים, במשרדי-הממשלה ובמקומות ציבוריים פזורות נקודות איסוף לסוללות משומשות. הצורך בטיפול מיוחד נובע מהכמות הגדולה של מתכות כבדות המצויה בסוללות. מתכות כבדות, דוגמת עופרת, כספית, אבץ, כרום וקדמיום הם חומרים רעילים ויציבים מאוד. בנוסף לייצור סוללות (כולל מצברים לרכב וסוללות לטלפונים, מצלמות וידאו וכד') נעשה שימוש נרחב במתכות הכבדות בתעשיית הצבע, הצילום וחומרי ההדברה. מאז התבררה מידת הרעילות של המתכות הכבדות צומצם מאוד השימוש בהן, אך עדיין נותרו אזורי תעשיה רבים בהם מצוי זיהום מסוכן.

כיום מקובל לפנות פסולת המכילה מתכות כבדות לאתרים מיוחדים שם היא נקברת באופן שימנע את דליפתה לסביבה ובמיוחד למי-התהום. אזורים שזוהמו במתכות כבדות בשל תאונה, רשלנות או הזנחה, נותרים חשופים מצמחיה ומבעלי-חיים במשך שנים רבות, מצב שגורם לסחיפת הקרקע מהם ולהתפשטות הזיהום. האמצעים הקיימים היום לטיהור השטח יקרים מאוד וברוב המקרים הפתרון הוא לסגור את השטח ולהמתין. עתה מציעים חוקרים מאוניברסיטת ג'ורג'יה בארה"ב לנצל את הטבע לשיקום אזורים אלה.

אחת המתכות הרעילות הנפוצות היא הכספית. לכספית כמה צורות כימיות - הרעילה ביותר היא הצורה היונית (Hg2+). לפני מספר שנים נמצאו חיידקים עמידים לכספית, והתברר כי הם מייצרים אנזים ההופך את הכספית היונית לצורת היסוד (Hg0) הפחות רעילה ומאוד נדיפה. אך כדי לנצל אנזים זה לשם טיהור אזורים מזוהמים צריך למצוא דרך יעילה להחדירו אל הקרקע. החוקרים בחרו לצורך המשימה בעצי הצפצפה.

נבטי צפצפה הגדלים על מצע מזוהם בכספית במבחנה סגורה
המחוברת למערכת המודדת את פליטת הכספית המנוטרלת.

נבטי צפצפה מהונדסים גנטית הגדלים על מצע מזוהם בכספית.
משמאל נבטי צפצפה רגילים שמתים בתנאים אלה.


בשלב ראשון השתמשו החוקרים בצמח הארבידופסיס (המקובל במחקר הגנטי כצמח מודל), והראו שניתן לקבל בצמח עמידות לכספית על-ידי העברת גן יחיד מן החיידק לצמח. עתה, במאמר שפרסמו בכתב העת נייצ'ר-ביו-טכנולוג'י, מדווחים החוקרים כי הצליחו לגדל עצי צפצפה עמידים לכספית, המצליחים לנטרל אותה באופן יעיל. גישה זו של שיקום-ריפוי ביולוגי (Bioremediation) הולכת ותופסת תאוצה בשנים האחרונות ויש לשער שבעתיד הקרוב נתחיל לראות את יישומה בפועל.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 32, עמ' 5-4, ינואר/פברואר 1999.

יום שלישי, 26 בינואר 1999

"סופר-חיידק" - אמיר עדן

הממיסים האורגניים (בכללם פנול, כלורופורם, טולואן, פורמאלדהיד ועוד) הם קבוצה של חומרים מסוכנים המקובלים בתעשייה - שימוש נרחב בהם קיים בתעשיית הפלסטיק, הצבעים, הדבקים והרהיטים. לאחרונה עלו לכותרות חיידקים המפרקים אחדים מן הממיסים האורגניים. המקום המתבקש לשימוש בחיידקים אלה הם אתרי הפסולת הרעילה, דוגמת רמת-חובב. בסקר שנערך לאחרונה ב-91 אתרי פסולת בארה"ב נמצא שבכשליש מהם הזיהום הרעיל מחלחל לקרקע או למי-התהום. החיידקים החדשים שנמצאו עשויים לצמצם את הזיהום.

אולם, מסתבר כי דווקא באתרי הפסולת לא ניתן להשתמש בחיידקים. הסיבה לכך נעוצה בעובדה שבדרך-כלל באתרי הפסולת מרוכזת פסולת כימית וגם פסולת רדיואקטיבית, והקרינה הרדיואקטיבית מחסלת את החיידקים הרבה לפני שהספיקו לפעול. הפתרון לבעיה נמצא בקופסת שימורים. בשנות החמישים, במהלך ניסיונות לחיטוי קופסאות שימורים באמצעות קרינה, התגלה חיידק עמיד לקרינה רדיואקטיבית. אולם, חיידק זה התברר כרגיש לממיסים אורגניים. לכן, על מנת להקנות לו את היכולת לפרק חומרים רעילים, נדרש מחקר ממושך של תכונותיו הגנטיות. כך ניתן יהיה להחדיר גנים זרים לתוכו על מנת לקבל את הפעילות הרצויה.

קבוצת חוקרים אמריקאים בראשות דאלי (Dally) הצליחה לאחרונה להעביר את הגן האחראי לפירוק הממיסים האורגניים מהחיידקים מפרקי הממיסים אל החיידקים העמידים לקרינה רדיואקטיבית. החיידק המהונדס ענה על הציפיות והצליח לגדול בסביבה רדיו-אקטיבית ומזוהמת בממיסים אורגניים, תוך פירוק החומרים המזיקים. אך גם בחיידק זה לא ניתן להשתמש באתרי הפסולת, כיוון שאתרים אלה מזוהמים בדרך כלל ברעלים נוספים, כמו למשל מתכות כבדות. עתה מתכוונים החוקרים להמשיך ולהנדס את החיידק ולהקנות לו עמידויות נוספות. שאיפתם היא ליצור מעין "סופר-חיידק" שיצליח להתקיים בסביבה העוינת ביותר על כדור-הארץ ובו בזמן ינטרל המרכיבים המזיקים שבה. במקרה כזה יהיה עליהם לוודא שבשעת הצורך ניתן יהיה להשמיד או לרסן חיידק זה ולמנוע את התפשטותו. אחת הדרכים לעשות זאת היא לשתול בתוכו מנגנון השמדה עצמית המופעל על-פי בחירת המשתמש.


חיידקי Deinococcus radiodurans העמידים לקרינה רדיואקטיבית
Prof. Michael Daly, Department of Pathology, Uniformed Services University of the Health Sciences,  Bethesda, Maryland


פורסם ב"גליליאו" גיליון 32, עמ' 5-4, ינואר/פברואר 1999.


יום שני, 18 בינואר 1999

ציידי החיידקים מחפשים מוקשים - אמיר עדן


חומרי-נפץ הם חומרים עתירי אנרגיה, המשתחררת בעת הפיצוץ. אולי אך טבעי הוא שבין חיידקי הקרקע נמצאו גם כאלה המסוגלים לנצל אנרגיה זו לצרכיהם. לא על-ידי פיצוץ אלא על-ידי פירוק אנזימטי מבוקר. מגלי החיידקים הללו מבקשים להשתמש בהם לאיתור מוקשים בשדות מוקשים ישנים.

באזורים שונים בעולם טמונים עדיין מוקשים רבים ממלחמות ישנות ועד היום נעשה איתורם באופן ידני. החוקרים הראו בעבר שמעט חומר-נפץ דולף מן המוקש אל הקרקע סביבו וכמות זו מספיקה כדי לאפשר גדילה והתרבות טובה של החיידקים.

אילו הייתה נמצאת דרך פשוטה לאתר ולזהות את מוקדי הגדילה של החיידקים, ניתן היה לחפש אותם בשדות המוקשים ולאתר בדרך זו את מיקום חומרי הנפץ. מסתבר כי דרך כזו קיימת: יש בטבע קבוצות חיידקים המייצרות אור זוהר כאשר התנאים להתרבותם טובים. כל שעל החוקרים לעשות הוא להעביר תכונה זו ל"חיידקי הנפץ", לפזר אותם על-פני שדה המוקשים, ולהמתין לחשכה. במקומות בהם טמון מוקש והקרקע מכילה מעט חומר נפץ, יתאפשר ריבוי של החיידקים ומוקדי האור שיתקבלו יסמנו את מיקום המוקשים. הפרויקט קרוב לסיומו ובקרוב יחל שימוש ניסיוני בשיטה.


צילום: דרור בר-ניר

פורסם ב"גליליאו" גיליון 32, עמ' 5-4, ינואר/פברואר 1999.

יום חמישי, 14 בינואר 1999

צמחים מהונדסים גנטית כביוראקטורים - ידידיה גפני


משחר ההיסטוריה האנושית משתמש האדם בצמחים להקלת מכאובים, לריפוי דלקות, לשחרור בני המעיים, להרחבת כלי דם ועוד כהנה וכהנה שימושים. בעידן המודרני למד האדם להכיר חלק מהחומרים המצויים בצמחים והמשמשים אותו, ולייצרם בעצמו באופן סינתטי. לעתים אף השכיל האדם לשכלל את פעילותם של החומרים הטבעיים המופקים מהצמח באמצעות שינויים כימיים שהכניס בהם, כגון שינויים שהגבירו את פעילותם, האריכו את משך הפעילות, הקלו על החדרתם לרקמות, הגבירו את בררנותם וכו'. עתה, עומדים אנו בפני עידן חדש שבו הצמחים ייצרו חומרים עבורנו: תרופות חדשות, אנזימים לתעשייה, חלבונים לתחליפי דם, חלבונים אנטיגניים לחיסון ואפילו נוגדנים. הסיכויים להגיע להצלחות חשובות וחדשניות גלויים לעין, אך האם טמונות בצדם גם סכנות? מכל מקום, ברור שבשנים שיבואו נימצא בעידן הצמחים המהונדסים גנטית והמשמשים כבתי חרושת ביולוגיים - הביוראקטורים.

חיסון מלוא החופן: צמח תפוח אדמה המייצר חלבון אנטיגני של נגיף הצהבת מטיפוס B


חיסון באמצעות אכילת צמחים מותמרים
כאחד ממאות היושבים באולם בנייני האומה בירושלים ביוני 1998, בעת הרצאתו של פרופ' צ'רלי ארנטסן (Charles Arntzen) במסגרת הכנס התשיעי הבינלאומי לתרביות רקמה וביוטכנולוגיה של צמחים, לא יכולתי שלא להיזכר במשפט המוכר לבני הארץ משנות העבר: "דני'לה תאכל את הבננה'לה" - אחרת אקרא לשוטר". לדעתו של ארנטסן, בעתיד הלא רחוק יבקשו הורים מילדיהם לאכול בננות לא מפחד השוטר כי אם מפחד אמיתי וקטלני - צהבת נגיפית מטיפוס B. פרופ' ארנטסן סיכם בהרצאתו עבודה בת שבע שנים, בה יצרו הוא ועמיתיו באוניברסיטת קורנל צמחי בננה טרנסגניים, המבטאים בפרי את החלבון האנטיגני של נגיף הצהבת. במהלך המחקר התמודדו החוקרים בראש ובראשונה עם סוגיית ההחדרה של הגן הזר וביטויו בצמחי הבננה, ולאחר מכן עם יצירת צמחים שלמים נושאי פרי - הישגים מדעיים מרשימים בפני עצמם. אולם, המטרה הסופית הייתה ועודנה לקבל צמחים המבטאים את הגן המקודד לחלבון האנטיגני של הווירוס ברקמות אכילות של צמח הנפוץ ונאכל בעולם השלישי. צמח הבננה נמצא מתאים ביותר לדרישות האלה. שלא כבעולמנו המתועש, שבו יכול כל אדם לקבל חיסון במרפאת קופת החולים הסמוכה לביתו, נגישות החיסון לתושבי העולם השלישי זעומה ביותר, אם בכלל, ומחיר החיסון אינו מאפשר לבצע באותן מדינות פעולת חיסון רחבת היקף. אבל אם צמח בננה טרנסגני ייצר בפריו את החלבון האנטיגני של הווירוס - אפשר יהיה לחסן אוכלוסיות שלמות בעולם השלישי. העובדה שניתן להתחסן נגד הווירוס באמצעות חשיפה לאנטיגן בדרכי העיכול היא כמובן נקודת המוצא לחיסון מסוג זה. לא נותר לנו אלא להמתין לניסויים בחיות מעבדה, ואחר כך באדם, כדי לבחון את הצלחת הגישה.

גישתו של פרופ' ארנטסן לנושא החיסון נמצאה נכונה במחקר מקביל שערך, ובמסגרתו כבר נעשו ניסויים בבני אדם. המחקר הנוסף עסק בחיסון נגד זן של חיידק המעיים Escherichia coli הגורם שלשולים חמורים ביותר ואת "מחלת המטיילים". גורם המחלה הוא רעלן חלבוני שהחיידק מייצר, הנקשר לתאים ברקמת המעי ןמביא להפרשת מים מהגוף בכמויות העלולות לגרום אפילו מוות. לרעלן שתי תת-יחידות, A ו-B. ארנטסן ועמיתיו יצרו צמחי תפוח אדמה טרנסגניים המבטאים בפקעות את הגן לתת-יחידה B. תת-יחידה זו ידועה כאנטיגנית, כלומר, גוף המייצר נוגדנים אליה בלבד מתחסן למעשה נגד הרעלן כולו. עם זאת, יש לזכור, שלחיידק יש השפעות נוספות המצריכות התייחסות טיפולית או הרחבת מספר הגנים שיהונדסו בעתיד בצמחים.

בניסויים שתוארו לראשונה ב-Science בשנת 1995 (1), הואכלו עכברים בפרוסות של תפוח אדמה טרנסגני המייצר את התת-יחידה B של הרעלן. בעכברים הללו גירה החלבון את מערכת החיסון לייצר נוגדנים נגדו כפי שקורה בעת חשיפת הגוף לחיידקים עצמם. גם כאן, יש לזכור מדובר באנטיגן שהחיסון נגדו נרכש במערכת העיכול, ולכן חיסון אוראלי אפשרי.

ואולם, לא לעכברים נתונה דאגתנו, ובהמשך, שלוש שנים לאחר הפרסום הראשון, פרסמה קבוצת מחקר זו בירחון Nature Medicine (2) ממצאים על ניסויים שנערכו באדם. מתנדבים חולקו לשתי קבוצות: קבוצה אחת אכלה תפוח אדמה מהונדס גנטית עם הגן לתת-יחידה B של הרעלן, והקבוצה האחרת אכלה תפוח אדמה מאותו זן, אך לא מהונדס גנטית. לאחר מכן נבדקה רמת הנוגדנים בדמם של המתנדבים ונמצאה גבוהה אצל אלה שאכלו מן הצמח המהונדס גנטית (הטרנסגני) לעומת קבוצת הביקורת.

רעלן ידוע אחר הגורם שלשולים קשים ולמקרי מוות רבים הוא הרעלן של חיידק הכולרה. גם נגדו יכול הגוף להתחסן דרך מערכת העיכול ולכן משמש אף הוא נושא למחקר בקרב מהנדסי הצמחים, העתידים להפוך צמחי מזון לגורמי חיסון. כבר עתה הצליחו חוקרים מקליפורניה ליצור צמחי תפוח אדמה המייצרים את התת-יחידה B של רעלן הכולרה (3). עכברים שאכלו תערובות מזון שכללו פרוסות של תפוח אדמה מהונדס גנטית, יצרו נוגדנים שמנעו מהם תמותה כאשר נחשפו לרעלן עצמו. ולעומתן חיות הביקורת איבדו נוזלים רבים ומתו. בקרוב יפורסמו גם העבודות המתבצעות עתה על יצירת חיסונים נגד כלבת, מחלת הפה והטלפיים, ועוד.

לא רק פפטידים בודדים ממקורות זרים ניתן לייצר בצמח - אפשר לייצר בו גם נוגדן העשוי מכמה חלבונים זרים שהתחברו יחד. קבוצת חוקרים בבית חולים בלונדון, בראשותו של פרופ' ג'וליאן מה (Julian Ma) ובשיתוף עם חברה ביו-טכנולוגית בארה"ב, יצרו צמחים טרנסגניים המייצרים נוגדנים מופרשים ופעילים (4). יש להדגיש כי יצירת הנוגדנים הללו והפרשתם מבוססת על ביטויים של ארבעה גנים שונים שתוצרי התבטאותם יצרו בתא הצמחי אימונוגלובולין פעיל בעל משקל מולקולרי גבוה המופרש מן התא ומזהה מרכיב אנטיגני בשטח הפנים של חיידק סטרפטוקוקוס אלים הגורם נזק לשיניים. ראשית יצרו החוקרים ארבעה צמחים שכל אחד מהם יצר חלבון אחד מהמערכת - אחד יצר את השרשרת הקלה של הנוגדן החד שבטי, אחד את השרשרת הכבדה, אחד את פפטיד הקישור של שתי תת היחידות הנ"ל וצמח אחד יצר את חלבון ההפרשה של הנוגדן כולו אל מחוץ לתא. לאחר הכלאות בין הצמחים השונים הם הצליחו לקבל צמחים שכאמור יצרו נוגדנים פעילים שהופרשו אל מחוץ לתא. במאמר מראים החוקרים שהם עכבו באמצעות הנוגדנים שיוצרו בצמחים הטרנסגניים את התבייתות חיידקי סטרפטוקוקוס בשיניים של בני אדם בלפחות ארבעה חודשים לאחר הטיפול. יש לציין שהטיפול כלל שטיפה במי פה שהכילו את הנוגדן פעמיים ביום, בעוד קבוצת הביקורת שוטפת במי פה ללא הנוגדן. האם נתחיל בעתיד ללעוס גאת טרנסגנית, או שמא ניצמד לפרקטיקה המערבית ונשטוף במי פה. כך או כך, נוגדנים מצמחים הם לא מדע בדיוני יותר, הם כבר כאן.

צמחים כיצרני חלבונים זרים לצורכי הרפואה
צמחים הינם יצורים איקריוטיים זולים יחסית בעלי יכולת קיבוע פחמן עצמאית, ולכן הפוטנציאל הגלום בהם ליצירת חלבונים זרים באמצעות הינדוסם הגנטי היה מובן לרבים כבר באמצע שנות השמונים. גם לנו נראה היה הפוטנציאל הזה כמבטיח ביותר. ואכן, במעבדתי שבמכון וולקני, ביחד עם קבוצתו של פרופ' אילן סלע מהפקולטה לחקלאות, ובסיועו של פרופ' מנחם רובינשטיין ממכון וייצמן, יצרנו צמחים טרנסגניים שמייצרים אינטרפרון בטא של אדם שאף הופק מהם ונבדק במבחן ביולוגי ונמצא כפעיל (5). התוצאות מלמדות שיש להוסיף ולחזק את עוצמת ההתבטאות, לגרום להפרשה של החלבון אל מחוץ לתא, ועוד. אך לשאלה האם ניתן לייצר בצמחים אינטרפרון פעיל ביולוגית, ניתנה תשובה ברורה וחיובית.

ניתן למנות לפחות ארבע סיבות טובות מדוע בכלל לטרוח להעביר גנים זרים, בעלי חשיבות טראפויטית, אל הצומח:
א. יצירת צמחים טרנסגניים היא דבר קל ושגרתי בהשוואה ליצירה של חיות טרנסגניות.
ב. בצמחים אין חשש מזיהומים בנגיפים, בפריונים או בגורמים פתוגניים אחרים הפוגעים באדם.
ג. המערכת התאית הצמחית היא איקריוטית באופייה ומסוגלת לכן לבצע גם תהליכים חשובים שלאחר תרגום החלבון שנוצר, בניגוד למשל לתאי החיידקים.
ד. מחיר הצמחים שנוצרים הוא זול, וקל לקבל מסה רבה של תאים מהונדסים גנטית בעלות נמוכה יחסית.
לכן, ניסו ומנסים מדענים רבים לרתום את הצמחים לשמש כביוראקטורים ליצירת חלבונים זרים בתאיהם. אביא למשל כמה דוגמאות:
קבוצת חוקרים מקליפורניה ביטאה את הגן לחלבון בטא-קזאין מאדם בצמחי תפוח אדמה (6). הגן התבטא ברקמות הצמח השונות ובין השאר גם בפקעות ותוצר הגן, החלבון המצוי בטבע בחלב האם, נמצא ברקמות הצמח השונות. האם ילדי העתיד יאכלו מחית תפוחי אדמה עם חלבון עשיר מחלב אם? לא מן הנמנע שגם כך ניתן יהיה בעתיד הלא רחוק להעשיר את מזון ילדינו. זאת ועוד, קבוצה יפנית הינדסה צמחי טבק לייצר את החלבון אלפא-לאקטאלבומין בתאיהם. חלבון זה, אף הוא מצוי בטבע בחלב האם, והוא חלק ממערך סינטיזת הלקטוז. החלבון שמוצה מהצמחים הטרנסגניים נמצא פעיל ביולוגית ביחד עם האנזים גאלאקטוזילטראנספראז ביצירת לקטוז. ואילו מדעני חברת CropTech שבווירג'יניה שבארצות הברית יצרו בצמחי טבק את האנזים הליזוזומלי גלוקוצרברוזידאז שהוא בעל פוטנציאל כלכלי רב לשימוש בטיפולים בחולי המחלה הגנטית על שם גושה. הוכח כבר שגליקופרוטאין זה שמופק עתה משליה של נשים או מתאי אוגרים הוא בעל השפעה רבה בהפחתת סימני המחלה. מאידך מחירו הרב מקשה על השימוש הנרחב בו לחולים, הוא נחשב לאחת התרופות היקרות ביותר המשמשות כיום לטיפול באדם. בצמחי הטבק שיצרו מדעני החברה הוכח שהחלבון שמייצרים הצמחים המהונדסים עובר תהליך גליקוזילציה זהה לזה שעובר האנזים בשליה, הוא מגיב לנוגדנים שנעשו כנגד החלבון משליה וחשוב מכל, הוא בעל פעילות אנזימטית כמו זה שמופק משליית אישה. יש כמובן עוד ללמוד על רמת הניקיון שלו מחומרים שבצמח, על רמת הביטוי שלו בצמח וכו' אך ללא ספק מספקים מדעני חברת CropTech תמיכה משמעותית לשימוש בצמחים לייצור חלבוני אדם.

צמחי טבק יצרני נוגדנים


בתחילת שנות התשעים יצרו מדעני החברה ההולנדית Mogen צמחים שיצרו את אלבומין הסרום של האדם (7) ועתה התבשרנו שגם את המוגלובין האדם יכול הצמח לייצר (8). האדם משול כידוע לעץ השדה, האם עץ השדה יהפוך אדם? התשובה מן הסתם היא שלילית, אך צמח השדה או החממה או בתרבית המייצר עבורנו נוגדנים, חלבונים לשוק התרופות וכדומה, סבורני שכן והרבה ואפילו בקרוב.

בוודאי שואל הקורא את עצמו, איך נמצה את החלבון או החלבונים שיוצר הצמח באותם המקרים שאין השימוש בו נעשה מעצם אכילת הצמח? האם אין מיצוי החלבון כרוך בשלבי ניקוי מסובכים?

לכך מנסים כיום לתת כמה פתרונות שברובם מתבססים על חיבור חומצות אמיניות לחלבון המטרה שיוליכו אותו אל מחוץ לתא הצמחי. חומצות אלו מהוות אם כן סיגנל להפרשת החלבון. יש שמנסים זאת בתרביות רקמה של צמחים וניתן בדרך זו לגדל את התאים המהונדסים גנטית כתרחיפי תאים המפרישים למצעי הגידול את החלבון ממש כפי שהדבר נעשה עם חיידקים או תאים אנימליים. ויש שמנצלים את הביולוגיה של השורש לשם כך. קבוצתו של איליה רסקין (Ilya Raskin) מאוניברסיטת רטגרס בניו ג'רסי שבארצות הברית יצרה צמחים טרנסגניים המפרישים את החלבון הזר מן השורשים ישירות למצע הגידול הנוזלי בו שרוי הצמח. עתה עלינו לדמיין חממה ענקית ובה צמחים שנראים ככל צמח אחר אלא שהללו שרויים במצעים נוזליים (גידול הידרופוני) אליהם הם מפרישים חלבונים שערכם הכלכלי הוא רב והנאספים למיכלים לשם המשך ניקוי והפקה. את הוצאות האנרגיה הגלומות במקור הפחמן משלמת גברת שמש.


ומה באשר לסכנות?

שאלה מתבקשת היא כמובן זו המעלה את האפשרות של גרימת נזק, שלא בכוונה, על ידי המוצרים של ההנדסה הגנטית בכלל ואלה של הצמחים הטרנסגנים בפרט. האם הגנים שהוחדרו לצמח ומשמשים לסלקציה (כמו עמידות לאנטיביוטיקה) יכולים לעבור במערכת העיכול של הניזון מצמחים אלו לחיידקי המעיים שלו? אם התשובה לכך היא חיובית, קיימת סכנה תאורטית של החדרה בלתי רצויה של עמידות לאנטיביוטיקה לחיידקי המעיים ומהם לאחר צאתם מהגוף גם לחיידקים אלימים. בדיקות מאוד מקיפות שנעשו הוכיחו בצורה בלתי מעורערת שאין שום גן מכל הגנים השונים (כולל אלו המקנים עמידות לאנטיביוטיקה) שאליהם נחשפים חיידקי המעיים, בעת פירוק המזון, שנקלט בהם (9). חשש כזה אם כן איננו סביר כלל וחשוב היה לאמת זאת.

חשש אחר שמועלה מתייחס לגן המטרה עצמו, האם תוצרו איננו מסוכן לאדם. כאן יש לדון בכל מקרה ומקרה לגופו של גן. גנים כמו אלו המוזכרים במאמר זה מתחלקים לשתי קבוצות. כאלה שתוצריהם יאכלו במזון - כדוגמת האנטיגנים האמורים לעורר חיסון אקטיבי, וכאלה שיופקו מן הצמח וישמשו כחומר תרופתי מנוקה. לגבי הראשונים, מעלים אימונולוגים את החשש שחשיפה מתמדת של בני אדם לאנטיגן שיגיע לגופם במזון עלולה להוות בעיה לגוף ולכן יש לשקול ויסות באכילה מחסנת שכזו. האם אכן כך הדבר או שמא החשש הוא מוגזם. יתברר בקרוב כשתוצאות הניסויים הנעשים עתה בפיקוח ה-FDA האמריקאי בבני אדם יגיעו לכלל סיום וסיכום.

באשר לרמת ניקיונם של מוצרים מצמחים שיינתנו בטיפול תרופתי כגון נוגדנים, כאן אין הדבר שונה מהדרישה הקיימת לגבי ניקיונם של חלבונים המיוצרים בהנדסה גנטית בשמרים או חיידקים ואפילו בטוח כיום הדבר יותר מיצירתם של חלבונים אלו בתאים אנימליים העלולים להיות מודבקים בפתוגנים לאדם. ובכלל, נכון לבחון את החדשנות שמוצעת בדוגמאות שהבאתי במאמר זה כנגד המצב הקיים. חיסון בעולם השלישי במדינות אפריקה, הודו, בנגלדש ואחרות איננו דבר שגרתי ותמותה ממחלות לכן היא דבר נפוץ מאוד. הפוטנציאל הגלום ביצירת חיסון באכילה הוא לכן גדול מאוד וחשוב. באשר ליצירה של חלבונים בעלי חשיבות לרפואה או לתעשייה בצמחים, כאן השיקול העיקרי הוא כלכלי, אם אכן יוכח שניתן לייצר את החלבונים הזרים ולנקותם היטב ועדיין לשמור על מחיר נמוך של המוצר. בל נתפלא אם חממות העגבניות שבעתיד יגדלו צמחי אינסולין, הורמון גדילה אנושי או נוגדנים נגד שפעת.

לסיכום
מזה כחמש עשרה שנים עוסקים אלפי מדענים בעולם כולו בשיבוטם של גנים זרים לצמחים ויצירה וגידול של צמחים במעבדה. בחממה ובשדה הנושאים ומבטאים תכונות חדשות. עיקר המאמץ הופנה ברוב המחקרים שנעשו ונעשים לשיפור תכונות חקלאיות של גידולים חשובים למאכל ליצירת לבוש ולנוי. עתה פתחו בפנינו מדענים אחדים את צוהר הדמיון הבלתי נלאה לאפשרויות חדשות של הנדסה גנטית בצמחים. הפיכתם של צמחים ליצרני תרופות, נוגדנים ואנטיגנים, אנזימים והורמונים, חלבוני מבנה וקולטנים, יוצרת שימוש חדש ומרתק בהנדסה הגנטית של הצמחים.

מקורות
  1. Haq, T., H.S. Mason, J.D. Clements, and C.J. Arntzen. 1995. Oral immunization with a recombinant bacterial antigen produced in transgenic plants. Science 268: 714-716.
  2. Tacket, C.O., H.S. Mason, G. Losonsky, J.D. Clements, M.M. Levine, and C.J. Arntzen. 1998. Immunogenicity of a recombinant bacterial antigen delivered in a transgenic potato. Nature Medicine 4: 607-609.
  3. Arakawa, T., D.K. Chong, and W.H. Langridge. 1998. Efficacy of a food plantbased oral cholera toxin B subunit vaccine. Nature Biotechnology 16: 292-297.
  4. Ma, J.K.-C., B.Y. Hikmat, K. Wycoff, N.D. Vine, D. Chargelegue, L. Yu, M.B. Heinand T. Lehner. 1998. Characterization of a recombinant plant monoclonal secretory antibody and preventive immunotherapy in humans. Nature Medicine 4: 601-606.
  5. Edelbaum, O., D. Stein, N. Holland, Y. Gafni, O. Livneh, D. Novick, M. Rubinstein, and I. Sela. 1992. Expression of active human interferon-beta in transgenic plants. Journal of Interferon Research 12: 449-453.
  6. Chong, D.K., Roberts, W., Arkawa, T., Illes, K. Bagi, G. Slattery, C.W. Langridge, W.H. 1997. Expression of the human milk protein beta-casein in transgenic potato plants. Transgenic Research 6: 289-296.
  7. Sijmons, P.C., B.M. Dekker, B. Schrammeijer, T.C. Verwoerd, P.J. van den Elzen and A. Hoekema. 1990. Production of correctly processed human serum albumin in transgenic plants. Biotechnology 8: 217-221.
  8. Dieryck, W., J. Pagnier, C. Poyart, M.C. Marden, V. Gruber, P. Bournat, S. Baudino and B. Merot. 1998. Human haemoglobin from trnasgenic tobacco. Nature 386: 29-30.
  9. Martineau, B. 1997. From lab bench to marketplace: the Calgene FlaverSaver TM tomato. In: Technology Transfer of Plant Biotechnology. Gresshoff, P.M. (ed.) CRC Press, Inc. pp. 13-23.
ד"ר ידידיה גפני - מינהל המחקר החקלאי, מרכז וולקני

פורסם ב"תצפית" 4, ינואר  1999

האם ריקציות קרובות גנטית למיטוכונדריה? - איתן ישראלי


לאחרונה תואר הרצף המלא של Rickettsia prowazekii, המועברת ע""י כינים וגורמת לטיפוס. העבודה שפורסמה בעיתון Nature וצוטטה בעיתון Science ע"י צ'רלס קורקלנד וחבריו מאוניברסיטת אופסלה בשבדיה, חשפה את הגנום של החיידק בן 1.1 מליון זוגות בסיסים ותעדה 834 גנים. רצף זה הינו אחד משמונה עשר הרצפים המיקרוביאלים שתוארו עד כה. השוואה בין רצפים של ה-RNA הריבוזומי של הריקציה, אשר כמו כל חברותיה מסוגלת להתרבות רק בתוך תאיים חיים, לרצפי DNA של המיטוכונדריה הראתה דמיון רב, דבר המרמז שאולי יש קשר אבולוציוני בין הפתוגן למיטוכונדריה. הדמיון היה רב ביותר בגנים הקשורים לייצור אנרגיה. כמו כן מצאו החוקרים דמיון בין גנים של הריקציה לאלה שנמצאים במיטוכונדריות של שמרים אך נמצאים בגרעין תא השמר. קורקלנד סובר, שמנגנון אבולוציוני פרק את הגנים מהמיטוכונדריה לגרעין וכך נעשתה המיטוכונדריה תלויה לחלוטין בתא המאכסן, עד שלא יכלה לשרוד אלא בתוך תא חי.


חיידקי Rickettsia rickettsii
Shomy774, Wikimedia commons

הריקציה הינה עדות לתהליך אבולוציוני בו טפיל מאבד חלק מהגנים שלו ונעשה תלוי במאכסן. בריקציה נמצא שחסרים גנים הדרושים לבניית אבני הבנין של ה-DNA. יותר מכך, סוברים החוקרים, הטפיל נמצא עדיין בתהליך של איבוד גנים. למשל, הגן metK היוצר אנזים המוסיף מתיונין לאבני בנין מסוימות, מצוי בכל המיקרואורגניזמים שמופו עד כה, הוא פגום ואינו מתבטא בריקציה והוא חסר לחלוטין בכלמידיה, שהוא טפיל תוך תאי ממשפחה אחרת. כמו כן גנים נוספים עברו מוטציה בריקציה ואינם מתבטאים, רק 75% מכלל הגנום של הריקציה מתבטא, שעור נמוך יחסית לערך המקביל בחיידקים אחרים. גילויים אלה ישפכו אור על האבולוציה של המיקרואורגניזמים והתאים ויעזרו בפיתוח תרכיבים כנגד פתוגנים אלה.

(Science, 1998, 282:1243) 

 פורסם ב"תצפית" 4, עמ' 16, ינואר 1999


יום שלישי, 12 בינואר 1999

איידס - סיכון תעסוקתי, תנגודת, טיפול וחיסון - איתן ישראלי וינינה גיטלמן


מבוא
למרות אמצעי הזהירות הננקטים. עדיין הולך ועולה מספר עובדי הבריאות והמעבדות שנדבקים תוך תעסוקתם בנגיף H1V. 

בדווח האחרון של המרכז למחלות מדבקות בארה׳׳ב מדצמבר 1997, רוכזו 186 מקרים כאלה. ב־54 מהמקרים היתה הוכחה חד משמעית שההיפוך הסרולוגי נגרם עקב חשיפה תעסוקתית. (רוב המקרים בעקבות דקירות מחטים). מתוך ה־54 היו 16 עובדי מעבדות קליניות, 22 אחיות, 6 רופאים ו-10 אנשי שרות וטכנאים לא קליניים. ב־321 המקרים הנותרים הוגדר ההיפוך הסרולוגי כ׳׳הדבקה תעסוקתית אפשרית״. הם לא שויכו לקבוצת סיכון התנהגותית, הם דווחו על חשיפה דרך עור או ריריות, אך לא הוכח קשר ישיר בין החשיפה להפוך הסרולוגי. בעלי המקצוע המרכיבים קבוצה זו הינם מכל הקשת הקלינית, אך גם כאן תפשו את המקום הראשון האחיות (32 מקרים) ועובדי המעבדות (18מקרים). 


חתך של הנגיף HIV

הערכת הסיכון להדבקה מתבססת על מחקרים ועיבוד סטטיסטי. העבודות קובעות שהסיכון להדבקה ב־HIV בעיקבות דקירת העור הינו כ־ 0.38% (2), בעוד שהסיכון להדבקה בנגיף צהבת B בנסיבות דומות הוא כ־ 30%. הערך המקביל לגבי צהבת C הינו כ־ 3%. 

ניתן להניח שככל שריכוז הנגיף בדם עולה, עולה גם הסיכון להדבקה לעובדים שנחשפים לדם. מאחר שדקירות במחטים עומדות במקום הראשון בגרימת הדבקות תעסוקתיות, למעלה מ־ 25% מכלל המקרים, ובמקרי האיידס המדווחים הדקירות מהוות למעלה מ־ 90% ־ יש לחזור ולהדגיש את אמצעי הזהירות שיש לנקוט בשימוש במחטים אצל עובדי בריאות ובמעבדות. 

במקרים של חשיפה לנוזלי גוף, או כל חומר אחר מכיל נגיף HIV, חשוב מאד לדווח לממונים ולבקש יעוץ. במקרים רבים נוסה טיפול בזידובודין בעיקבות חשיפה כזאת. ב־4 מקרים כאלה שהאחרון בהם דווח ב־1996, לא היתה הצלחה, והנחשפים נדבקו בנגיף.

נמצא שנגיף זה היה עמיד לזידובוזין הרבה יותר מנגיפים שבודדו מחולים שלא טופלו בחומר. ההשערה שעולה מהדיווחים הינה שחשיפה לדם חולה, שטופל זמן מסוים בזידובודין, גוררת הדבקה בזנים עמידים לחומר, ומכאן אי הצלחת הטיפול. מכאן. שהטיפול בעובדי בריאות צריך להיות משולב ולכלול חומרים בהם לא טופל נושא המחלה המדביק.

פקטורי סיכון להדבקה תעסוקתית באיידס וטיפול תרופתי לאחר חשיפה
ב־1988 התפרסמה אחת ההדבקות התעסוקתיות הראשונות באיידס, לאחר שעובדת בריאות נחשפה לנגיף (HIV). העובדת נחשפה כשמבחנת זכוכית שהכילה דם מחולה איידס נשברה תוך סגירתה בפקק. מאז ועד היום היה נושא הטיפול התרופתי שלאחר חשיפה שנוי במחלוקת. רשויות הבריאות העדיפו לתת טיפול זה, למרות שהעדויות המדעיות־רפואיות ליעילותו לא היו מבוססות. כיום, 9 שנים לאחר אותו מקרה, כשנרשמו כבר למעלה מ־160 מקרי הדבקות תעסוקתיות באיידס בארה׳׳ב בלבד, מתברר שאכן היתה חכמה בהחלטה הנ״ל. העדויות התומכות ביעילות הטיפול מבוססות על מחקרים בחיות מודל וניסויים רפואיים בבני אדם. 

למשל פופ וחבריו הראו, שחומרים אנטי נגיפיים חוסמים את התפשטות הנגיף מהתאים הדנדריטים בהם הוא מופיע תחילה, לתאים מטיפוס T, שזה שלב קריטי בפתוגנזה של ההדבקה.

מחקרים בבע״ח הראו שטיפול בחומרים הנ״ל יכול לעצור את ההדבקה בנגיף, אם הוא ניתן סמוך למועד החשיפה. המדובר במחקרים של בוטינגר וחבריו, שדיווחו על חומר 005־BEA, שמנע הדבקת קופי מקק בנגיף כשל חיסוני של קוף וכן בנגיף 2־HIV. כמו כן טסו וחבריו הראו שהאנלוג פוספונילמתוקסיפרופיל אמין מנע הדבקה כנ״ל, אפילו אם ניתן לאחר 24 שעות מהחשיפה. המעקב אחר אמהות חולות איידס שטופלו בזידובודין הוכיח אף הוא הקטנת הסיכון לעובר לחלות באיידס.

קרדו וחבריו דיווחו בנובמבר 1997, על ניסוי רטרוספקטיבי שנערך בחסות המרכז לבקרת למחלות באטלנטה (CDC), שתוכנן להעריך מהם פקטורי הסיכון להדבקה תעסוקתית באיידס. הניסוי זיהה ארבעה פקטורי סיכון, שהיו קשורים להדבקה לאחר חשיפה: 
א) פציעה עמוקה, ב) פציעה באביזר עם זיהום נראה לעין בדם מחולה, ג) תהליך שכלל החדרת מחט לוריד או עורק של חולה איידס, ד) חשיפה לדם חולה איידס שנפטר חודשיים לאחר החשיפה.

כל הפקטורים האלה מצביעים על קשר עם כמות הנגיף החודר לדם הנפגע, ככל שגדלה כמות הנגיף - תגדל גם ההסתברות להדבקה. 

עם זאת ביסס המחקר עובדה חשובה נוספת: טיפול תרופתי בזידובודין שלאחר חשיפה, הוריד את הסיכון לחלות באיידס ב-81%. המחקר כלל 33 אנשים שנחשפו לנגיף תעסוקתית ונדבקו, ו-665 איש שנחשפו ולא נדבקו, ששמשו כקבוצת בקורת. הנתונים הצטברו מארה׳׳ב, אנגליה ואיטליה.

טיפול משולב בחולי איידס.
מעכבי הפרוטאזות שנכנסו לשימוש בשנים האחרונות, הינם יעילים כנגד נגיף האיידס (HIV), ובשלוב של כמה תרופות ניתן לדכא את התרבות הנגיף והתקדמות המחלה. קבוצת חוקרים מניו־יורק וקליפורניה בצעה ניסוי כפול־סמיות, בו השתתפו 97 חולי איידס שטופלו בזידוודין לפחות במשך 6 חודשים. ריכוז תאי CD4 בדמם היה בין 50 ל־400 למ״מ מעוקב וריכוז עותקי הנגיף היה לפחות 20000. החולים חולקו לשלש קבוצות טיפול שנמשך 52 שבועות: האחת קבלה 800 מ״ג אינדינאוויר כל 8 שעות; השניה קבלה 200 מ״ג זידוודין כל 8 שעות בשילוב עם 150 מ׳׳ג לאמיוודין פעמיים ביום, והשלישית קבלה את כל שלשת התרופות. נערך מעקב אחר תופעות לוואי, ריכוז תאי CD4 ומעמס נגיפי. במשך 24 השבועות הראשונים חלה ירידה במעמס הנגיפי בקבוצה שלשת התרופות יותר מאשר בשתיים האחרות, עד פחות מ־500 עותקים. במקביל העליה בריכוז תאי CD4 היתה גדולה יותר בשתי הקבוצות שקבלו אינדינאוויר. השינויים החיוביים הנ׳׳ל נמשכו לכל אורך הניסוי עד 52 שבועות, ללא כל תופעות לוואי רציניות. משטר הטיפול המשלב את שלשת סוגי התרופות הנ״ל הינו יעיל בהפחתת המעמס הנגיפי והגדלת ריכוז תאי CD4 לפחות במשך שנה, ואכן שילוב זה מומלץ ע״י רשויות הבריאות בארה״ב לטיפול באנשים שנחשפו תוך כדי עבודתם לדם של חולי איידס. התחלת הטיפול צריכה להיות תוך שעה מרגע החשיפה ולהמשך לפחות 4 שבועות.

האם ״קוקטייל״ התרופות מספיק?
כשדוד הו הכריז בשנה שעברה, שכנראה יצליח לחסל את נגיף האיידס מגופם של החולים בעזרת קוקטייל התרופות, התקבלה הכרזתו בתקווה אך בפקפוק. השאלה שעלתה היתה האם הנגיף לא מסתתר ב״כיסים״ אחרים בגוף ויוכל להופיע ולהתרבות שוב? לאחרונה (נובמבר 1997) מבוצעות מספר עבודות על כך, שאכן הקוקטייל אינו תרופת הפלא.

שתי עבודות שפורסמו בעיתון Science ואחת ב־PNAS, מעידות שלמרות ירידת ריכוז הנגיף בזרם דם המטופלים, לערכים בלתי ניתנים לגילוי - עדיין תאי T מסוימים מכילים את הנגיף. 

מאידך נמצא שבחולים לאחר טיפול של 30 חודש בקוקטייל לא התפתחו זנים עמידים לתרופות. בראש אחת הקבוצות עומד רוברט סיציליאנו מג׳ונס הופקינס ובראש השניה דוגלאס ריצ׳מן מלה־הויה. התאים השומרים על הנגיף הם תאי זיכרון, שיכולים להישאר שנים רבות במצב מנוחה, ומשום כך קוקטייל התרופות הפועל על התאים בהם מתרבה הנגיף אינו משפיע עליהם. 

דוד הו, שהינו שותף לאחד המאמרים הנ״ל אומר, שעתה צריך לפתח אסטרטגיה לנקות גם את מאגרי הנגיף האלה. נמצא שמספר תאי הזיכרון המכילים נגיף הינו קטן ביותר - 16 תאים מודבקים מתוך מיליון תאי T. החוקרים הוכיחו שהנגיף מסוגל להתרבות בתאים אלה ולהדביק במבחנה תאי T של אנשים בריאים. החוקרים אינם יודעים כמה זמן תאי הזיכרון מסוגלים להישאר אינפקטיבים, אך ברור להם עתה, שהפסקת הטיפול אינה כדאית לאחר 30 חודש. 

אנתוני פוסי וקבוצתו, מחברי מאמר ב־ PNAS, סוברים שחולים, בעיקר אלה שבהם הוחל בטיפול סמוך למועד ההדבקה, יוכלו לפתח תגובה חיסונית כנגד אותם תאי זיכרון בודדים, לאחר הפסקת הטיפול התרופתי, בייחוד אם המערכת החיסונית תגורה עם תרכיב מתאים נגד הנגיף. פוסי מציע דרך נוספת להתגבר על הבעיה, והוא פיתוח חומרים נגד אנזים האינטגרז, המאפשרים לנגיף להשתלט על מערכת התאים.

מוטציה בכמוקין מאיטה את התפתחות האיידס.
קבוצת חוקרים בראשות סטפן אובריאן מהמכון הלאומי לסרטן במרילנד, בשיתוף עם קבוצות אחרות בארה״ב וביפן, פרסמה עבודה היכולה להסביר מדוע התקדמות מחלת האיידס הינה איטית באנשים מסוימים. 

מדובר במוטציה בגן המקדד למולקולת כמוקין שכונתה SDF1. מולקולה זו נקשרת לקולטן שעל פני שטח לימפוציטים מטיפוס T, שנקרא CXCR4. קולטן זה משמש אתר קישור לנגיף האיידס (HIV) בשלבים מאוחרים של המחלה. אובריאן וחבריו סרקו נסיובים של 2419 אנשים מודבקים ב־HIV וכן נסיובים של 435 איש שנחשפו לנגיף אך לא נדבקו. תוצאות העבודה הנוכחית הראו שאנשים הומוזיגוטים למוטציה ב־SDF1 (שכונתה SDF1-3'A), היו מוגנים מפני התקדמות המחלה, לאחר הדבקה. התקדמות המחלה ארכה פי שלשה מאשר באנשים הטרוזיגוטים למוטציה או שחסרים אותה כליל. המוטציה נמצאת בצורה הומוזיגוטית בכ-5% מהחולים שנדבקו, והיא ממוקמת בקטע בלתי מתורגם של הגן, דבר המצביע על תפקיד בקרתי. החוקרים מציעים שהמקטע הנ״ל מבקר את הייצור והשנוע של הכמוקין, בצורה כזאת שביטוי יתר שלו יגרום לחסימת הקולטן cxcr4 וכך לא יאפשר לנגיף להיקשר ולחדור לתאי T. אכן תופעה זו של חסימת הקולטן ע״י הכמוקין נצפתה בעבר בניסויי מבחנה, אך אין הוכחה שהיא מתרחשת גם בגוף האדם. בהמשך ינסו החוקרים להוכיח, שנוכחות המוטציה, מעלה את רמת הכמוקין, ואם יצליחו ־ יפתח כוון חדש לטיפול בחולי איידס דווקא בשלובים מתקדמים של המחלה.

ירידה בתחלואה ותמותה בקרב חולי איידס.
מעקב אחרי חולי איידס בארה״ב מרמז שמסתמנת ירידה בתחלואה ותמותה בקרב חולי איידס. כדי לוודא ולאשש הנחה זו, בצעו קבוצות חוקרים משיקגו, פורטלנד, ניו יורק ובמרכז לבקרת מחלות ומניעתן באטלנטה, סקר שבדק 1255 חולי איידס שבדמם נמצאו לפחות בבדיקה אחת פחות ממאה תאי CD4 לממ״ק. החולים היו במעקב בתשע מרפאות המתמחות בטיפול בחולי איידס בשמונה ערים בארה״ב, בין ינואר 1994 ליוני 1997. אנליזת התוצאות הראתה, שהתמותה בקרב החולים שהיתה ב־1995 29.4 למאה שנות אדם, ירדה ל־8.8 למאה שנות אדם במחצית 1997. הירידה בתמותה לא היתה קשורה למין, גזע או למקדמי סיכון להעברת הנגיף. גם הארעות מחלות זיהומיות כמו פנאומוציסטיס, נגיף ציטומגלו, ומיקובקטריום ירדה מ־ 21.9 למאה שנות אדם ב־ 1994 ל־3.7 למאה שנות אדם ב־1997. הגברת עצמת הטיפול הנגד נגיפי היתה חופפת את הירידה בתחלואה ובתמותה, כאשר לטיפול תרופתי משולב היתה ההשפעה הגדולה ביותר. הכללת מעכבי פרוטאזות במשטר תרופתי כנ״ל שפרה את התוצאות עוד יותר.

פיתוח תרכיב נגד איידס בחיסון הריריות
קבוצת חוקרים מכמה מוסדות מחקר ביפן דווחה לאחרונה על התקדמות בפיתוח תרכיב נגד איידס שניתן דרך האף. חיסון הריריות וחיסון תאי הינם חשובים בבלימת נגיף האיידס בדרך פלישתו בדרך הריריות. כדי להשרות תגובה זו הכינו החוקרים תרכיב המבוסס על DNA פלסמידי, שהכיל פרומוטור של cmv (נגיף ציטומגלו) מחובר לגן חלבון המעטפת env gp160 ולגן rev. התרכיב טופטף לאף עכברים ונערך מעקב אחר הופעת נוגדנים בנסיוב ופעילות תאית. נמצא שבשיטה זו הופיעו נוגדנים מטיפוס IgA בצואה ובנוזל הנרתיק בכמות גדולה. כמו כן הופיעו הנוגדנים מנטרלים בערכים גבוהים בנסיוב ובצואה בנוסף, נמצא בעזרת מבחן ציטוקין, שהתרכיב השרה תגובות אימוניות מסוג 2־Th. הנוגדנים הופיעו לפחות במשך 10 חודשים. התגובה החיסונית השתפרה, כשהחוקרים השתמשו בליפוזומים קטיוניים, או כשהזליפו לאף בנוסף גם אינטרלוקין-2 או פלסמידים המבטאים פקטור משרה מושבות (CSF) של גרנולוציטים/ מקרופגים. החוקרים ממליצים על דרך חיסון הריריות של האף בעזרת תרכיב DNA, מאחר שהיא אפקטיבית ופשוטה, ומאידך בטוחה באשר לא מעורב כאן כל מיקרואורגניזם מדביק שעלול לגרום לתופעות לוואי.

ניסוי בתרכיב מוחלש נגד איידס.
הניסוי הראשון בתרכיב חי מוחלש נגד איידס מתוכנן להתבצע בשנת 2000 בקבוצה של כ־ 20 מתנדבים בריאים, שבראשם צ׳רלס פרתינג. פרתינג הינו המנהל הרפואי של ״הקרן לשמירת בריאות באיידס״, ואם תוצאות ניסוי זה תהינה חיוביות הוא מתכנן ניסוי יעילות בתרכיב שנתיים לאחר מכן בקבוצת סיכון גבוהה. פרתינג קרא למתנדבים באמצעות ״הארגון הבינלאומי של רופאים בטיפול באיידס״ (IAPAC), כדי לזרז ולעקוף את הביורוקרטיה שבתהליך זה. להפתעת הכל, נרשמו כ־60 מתנדבים לניסוי מאוגוסט עד עתה. פרתינג הלך בדרכי לואי פסטר והתנדב בעצמו להשתתף בניסוי וכך גם גורדון נרי מנהל
IAPAC. 

הרעיון העומד מאחורי אסטרטגיה זו הוא, שנגיף מוחלש שידביק תאים רגישים ימנע הדבקה נוספת בנגיף האלים. הזן המוחלש של HIV חסר את הגנים nef, vpr, vpu וחלק מהגן ipr, כשהרעיון מבוסס על עבודתו של רונלד דסרוסייר בקופי רזוס. דסרוסייר הראה שנגיף SIV חסר nef היה התרכיב היעיל ביותר בקופים. דסרוסייר עצמו דווח על אדם שנדקר בנגיף htv חסר nef ב־1983 ועד היום בדמו יש ריכוז נגיף נמוך וספירת תאי CD4 נורמלית. מקרה נוסף דומה תואר באוסטרליה, שם העביר תורם דם נגיף כנ״ל לשמונה אנשים, שפרט לאחד שנפטר מסיבה אחרת ־ כולם עדיין בריאים. 

בניסוי המתוכנן יעקבו אחר המעמס הנגיפי וספירת תאי CD4. החוקרים סבורים שאם הוירמיה תהיה נמוכה מ־5000 עותקי נגיף למ׳׳ל ־ התרכיב יחשב כבטוח. עם זאת אין בטחון שעשרים אחוז מהמתנדבים לא יפתחו איידס שנים לאחר הניסוי, שזה כמובן החשש שמועלה ע״י רשויות הבריאות.

תגובות המדענים לניסוי זה נוטות לכאן ולכאן. לוק מונטניה אינו מצדד בתרכיב חי ומעדיף תרכיב תת־חלקיקי (מונטניה משתתף בפיתוח נוגדני כבש נגד הקולטנים  CXCR4 ו-CCR5 הדרושים לספיחה וחדירה של HIV לתאים בנוסף לקולטן  CD4ׂ). מכל מקום, קריאת IAPAC למתנדבים הביאה לארגון פרסום רב, ואף פתחה וזרזה את הוויכוח הציבורי והמדעי בענין, שעשוי להיות נקודת מפנה בפיתוח תרכיב נגד איידס.

מקורות לקריאה נוספת.


  • 1. Department of labor. Occupantional Safety and Health Administration. Occupantional Exposure to Bloodborne Pathogens; Final Rule. 29 CFR 1910.1030, p. 64175, December 6,1991.

  • 2. אפשטיין,י., גזית, ע,, מטס א. מדינת ישראל, משרד הבריאות, המחלקה למעבדות. מדריך לנוהלי בטיחות במעבדות ביורפואיות. ירושלים, 3 באוקטובר 1994.
  • 3. ישראלי, א. בטיחות במעבדות ביולוגיות. המוסד לבטיחות ולגיהות. 1995.

  • 4. Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories. U.S. Department of Health and Human Services. Public Health Services. Centers for Disease Control and Prevention & NIH. Washington, D.C. 1993.
  • 5. National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS). 1991. Protection of Laboratory Workers from Infrctious Disease Transmitted by Blood, Body Fluids, and Tissue. Tentative Guideline. M29-T2. Vol.11, No. 14.
  • 6. Centers for Disease Control. 1988. Update: Universal Precautions for Prevention of Transmission of Human Immunodeficiency Virus, Hepatitis B virus and Other Bloodborne Pathogens in Healthcare Settings. MMWR. 37: 377-382,378,388.
  • 7. Hunt, D.L. Human Immunodeficiency Virus Type 1 and Other Bloodborne Pathogens. In: Laboratory Safety. Principles and Practices, (eds.: D.O. Fleming, J.H. Richardson, J.L. Tulis and D.O.Veseley). ASM Press. Washington, D.C. 1995.

ד"ר איתן ישראלי וינינה גיטלמן - המכון למחקר ביולוגי בישראל נס־ציונה

פורסם ב"תצפית" 4, ינואר 1999

חיידקים - אמיר עדן


Eubacteria (259 10) Bacillus subtilis bacteria.jpg
Josef Reischig, Wikimedia commons

בכל גרם אדמה מצויים, להערכת המומחים, כמיליארד חיידקים. אולם סבורים המומחים, מכלל מיני החיידקים הקיימים על פני כדור הארץ, זוהו עד כה רק כשני אחוזים. אחת הסיבות לכך היא הקושי במציאת תנאי הגידול המתאימים לכל חיידק. סיבה נוספת המתבררת לאחרונה היא שבחלק מן המקרים החיידקים לא יכולים להתקיים בזכות עצמם אלא רק בחברת חיידקים אחרים. כל חיידק חדש שמתגלה צופן בחובו הפתעות חדשות. כבר שמענו על חיידקים הניזונים מנפט ומשמשים לטיהור כתמי נפט, על חיידקים הגדלים בטמפרטורה של 200°C (ראו:"חיים ברתיחה", גליליאו 5), על חיידקים אוהבי מלח (ראו "חיים בים המוות", גליליאו 18 ועוד נפלאות לרוב. רב-גוניותה של ממלכת החיידקים מעוררת התלהבות מחודשת בקרב המדענים, וזו באה לידי ביטוי במגוון ממצאים ושימושים חדשים המתפרסמים בעיתונות המדעית. במדור נביא הפעם מספר דוגמאות בנושא זה שהתפרסמו לאחרונה.

ציידי החיידקים מחפשים מוקשים

"סופר-חיידק"

שיקום ביולוגי

מטאוריט חסר חיים


פורסם ב"גליליאו" גיליון 32, עמ' 5-4, ינואר/פברואר 1999.

יום שישי, 8 בינואר 1999

תרכיבים נגד Escherichia coli פתוגני - איתן ישראלי


הזן הפתוגני של E. coli 0157:H7 זוהה בשנת 1982, אך רק משנת 1983 החל להוות בעיה של בריאות הציבור עקב התפרצויות שנבעו מאכילת בשר מזוהם בחידק שלא בושל כראוי. 

בכל שנה מדווחים בארה"ב כ-20000 מקרי דלקות מעיים דמיות ועד פגיעה בכליות, כתוצאה מהדבקה בחיידק זה, המוצא את דרכו לאדם במזונות מזוהמים, כמו חלב, תוצרי בשר, מיץ תפוחים ואפילו מי שתיה. 

חיידק E. coli

קבוצת חוקרים ממכוני הבריאות הלאומיים בארה"ב, בראשות שוסון צ'ו, מנסה לפתח תרכיב נגד חיידק זה. האנטיגן שבחרו היה פוליסכריד יחודי מטיפוס O, הנמצא על שטח פני החיידק. כדי שהאנטיגן יהיה אימונוגני, קשרו אותן החוקרים לנשא, החוקרים בדקו את היעילות של התכשיר לגרום יצירת נוגדנים יחודיים בקבוצה של 87 מתנדבים. תוך 4 שבועות מיום ההזרקה פיתחו כל המשתתפים כייל משמעותי של נוגדנים מנטרלים נגד החיידק. לא היו כל תופעות לוואי לתרכיב. בשלב הבא מתכננת הקבוצה לערוך ניסוי ב-60 ילדים בני 4-2 שנים. 

כיוון נוסף של המחקר מתרכז בפיתוח תרכיב דומה לבקר. בערך 2% מהבקר בארה"ב נושא את החיידק הפתוגני, אך בבקר הוא אינו נצמד לדופן המעי אלא נמצא חופשי. מכאן מתעוררת שאלה האם הנוגדנים שיווצרו יפעלו גם בחלל המעי. 

רשויות הבריאות אינן תולות את כל יהבן בפיתוח התרכיב ומציעות שיש לשלב אסטרטגיות נוספות בטיפול בבקר. המדובר בהזנת הבקר בחציר במקום בתערובת מספר ימים לפני השחיטה, או הוספת חיידקי E. coli לא פתוגני למזון, דבר שישנה את אוכלוסיית החידקים במעי הבקר ויוריד את חלקם של הפתוגנים, 

החוקרים סבורים שטיפול משולב במזון ובתרכיבים יפחית את הסיכון הבריאותי ממוצרי המזון המועדים לזיהום.


 פורסם ב"תצפית" 4, עמ' 16, ינואר 1999