יום שלישי, 21 ביולי 2009

מונעים את המגפה הבאה - לוטם אליהו


משחר האנושות מוכרים סיפורים ואגדות אודות מפלצות ענקיות ודרקונים. קל לנו לפחד מאותו יצור גדול ומאיים ולהזהר מפניו. עם התפתחות המחקר הביולוגי עולה ההכרה כי את אוייבנו הגדולים באמת איננו מסוגלים לראות.

נגיפים (וירוסים) בנויים ממולקולה של חומר תורשתי (DNA או RNA) המוקפת חלבון או שומן. הם תלויים לחלוטין בקיום בתוך מאכסן ואינם יכולים להתקיים מחוץ ליצור חי אחר. זו גם הסיבה לוויכוח בהגדרתם, האם הם חי או דומם? הם חיים כי הם מסוגלים להתרבות, אך הם תלויים לחלוטין לצורך כך ביצור אחר, אז הם לא ממש חיים. הנגיף גורם לנזק אצל המארח על ידי הרס תאים, פגיעה בשווי המשקל של החומרים השונים בגוף ועוד.

אחד הנגיפים הידועים לשמצה בעולמינו הוא נגיף ה-HIV שגורם למחלת האיידס. כאשר רוב האנשים חושבים על איידס, עולות בראשינו תמונותיהם של פרדי מרקורי ומג`יק גונסון בלבוש מזעזע של תחילת שנות ה-80. בתקופה זו גילה עולם המדע לראשונה את המחלה והנגיף שיוצר אותה.  אך למעשה הנגיף, שמקורו בקופים, עשה את הקפיצה לבני אדם עשרות שנים לפני כן. חלק מהחוקרים טוענים שכבר בשנות ה-30 של המאה ה-20, אלפי אנשים נשאו את הנגיף, אשר עבר אליהם משימפנזים אותם הם צדו. קשה שלא לעצור ולחשוב מה היה קורה אילו היינו מגלים את המחלה כבר בשנות ה40, 50 או ה-60 של המאה ה-20. גילוי כזה עשוי היה לשנות את האופן שבו המחלה התפשטה בעולם, ואולי גם למנוע את המגיפה שקיימת כיום.

חלק ניכר מהנגיפים בבני אדם הגיעו במקורם מבעלי חיים. הנגיפים עוברים מספר שלבים עד שהם הופכים להיות נגיפים של אדם. באופן אירוני, רוב מאמצי הרפואה מתמקדים בשלב בו הנגיף כבר עבר התאמה מלאה לבני אדם, בראש הפירמידה לפי האיור, ולא בשלבים מוקדמים יותר, כאשר הנגיף נמצא עדיין בבעלי חיים.

במחקר שמנהל ד"ר נתן וולף, הוא מתמקד בשלבים המוקדמים של מעבר הנגיף מחיות לבני אדם. שלב זה מסומן באיור כ"פטפוט נגיפי" (viral chatter).



החוקרים הציבו חמישה שלבים של מעבר נגיפים מחיות לבני אדם. בשלב הראשון הוירוס חי רק בחיות. בשלב השני הנגיף יכול לעבור לבני אדם רק מחיה (כלבת). בשלב השלישי הנגיף עובר בעיקר מחיות לבני אדם אך יכול לעבור גם בין בני אדם (אבולה). בשלב הרביעי הנגיף מגיע מחיות ועובר בקלות בין בני אדם ועשוי לגרום להתפרצויות (דנגיי). בשלב החמישי הנגיף עבר התאמה מלאה לבני אדם ומהווה זן בפני עצמו. בשלב זה הוא עשוי לגרום למגפות ולתמותה משמעותית (איידס).

כאשר ניגשו החוקרים אל אותם אזורים בעולם בהם מתבצעות חלק גדול מהעברות הנגיפים האלה, בעיקר באפריקה בקרב ציידי חיות הבר, הם הבחינו במגע הדם הרב המתרחש בין הצייד והטרף שלו. החוקרים הגיעו להכרה כי אוכלוסיות אלה מהוות את הנקודה הקריטית למחקר שלהם וכי יש צורך להגיע אליהן. החוקרים אוספים דגימות דם מהציידים ומהטרף שלהם ובודקים אילו נגיפים ניתן למצוא בהם. במצב אידאלי סריקות אוכלוסיה מעין אלה יאפשרו לתפוס את הנגיפים עם תחילת המעבר שלהם אל בני האדם.

החוקרים הכירו בכך שעליהם לפתח שיטת עבודה שתנטר באופן שיטתי את המגע הזה בין הציידים והטרף שלהם. הם חילקו דפים מיוחדים לציידים והנחו אותם לאסוף דגימות דם בצורה פשוטה מכל חיה אותה הם לוכדים.

פעולת הציידים מעוררת בעיות אתיות. הם גם צדים בעלי חיים בסכנת הכחדה וגם מסכנים את כולנו בהעברת נגיפים חדשים מהחיות אל בני האדם. יחד עם זאת, עלינו להכיר בעוני הרב השורר באזורים נרחבים של העולם המציבים את הציידים הללו במצב בלתי אפשרי בו זו האפשרות היחידה עבורם לשרוד.

החוקרים הקימו צוות רחב שכיסה אזורים הולכים ומתרחבים באפריקה ובאסיה (הסארס הגיע משווקים של בעלי חיים חיים באסיה, זוכרים?) תוך הפעלת אנשי תקשורת מקומיים וצוותי הסברה להשכלת הציידים ותושבי הכפרים.

בתום עשר שנות מחקר החוקרים זיהו נגיפים חדשים, חלקם רטרווירוסים (כמו ה-HIV), אספו דגימות דם מ-26,000 בני אדם ומ-18,000 בעלי חיים ותעדו קפיצות נגיפים מבעלי חיים לבני אדם. בין הנגיפים שזוהו מספר רטרווירוסים שתוקפים תאי דם לבנים מסוג T. נגיפים אלו דומים לנגיפים המוכרים באוכלוסייה האנושית כתורמים לסרטן ומחלות נוירולוגיות. איננו יודעים האם הנגיפים חדשים אלו יגרמו לחולי בבני אדם. לא כל הווירוסים גורמים למחלות בבני אדם ומבין אלו שכן, לא כולם מובילים למגפות קטלניות, קחו את נגיף ההרפס למשל.

למען ההגינות אציין כי גם בני האדם הדביקו חיות בלא מעט מחלות כמו למשל שחפת (בקר), חצבת (גורילות הרים) ושיתוק ילדים - פוליו (שימפנזים).

נתיבי המסחר המפותחים הקיימים היום, הביאו למצב בו מה שמתחיל במרכז אפריקה, מהר מאוד יוצא ממנה לשאר העולם. עקב כך החוקרים הקימו יוזמה בשם (GVFI (Global Virus Forcasting Initiative והם פועלים להפצת דרך הפעולה שלהם למקומות נוספים בעולם בהם מתרחש מגע הדוק בין בני אדם לחיות בר. הרעיון הוא לתפוס את המחלות לפני שהם מגיעים לבנק הדם, רשתות מין וכו`.

האתר הרשמי של GVFI

הרצאה של וולף בTED


פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"

יום שבת, 18 ביולי 2009

הנדס לך מערכת חיסון - לוטם אליהו


בהרצאה שניתנה ב-TED בפברואר 2009 הציג ד"ר קארי מוליס (Mullis) שיטה מהפכנית להתמודדות עם זיהומים ממקור פתוגני - הדבקה בנגיפים או חיידקים למשל. אם השם מוליס נשמע לכם מוכר זה לא במקרה. מדובר באותו גאון שפיתח את שיטת ה-PCR שלה תפקיד ראשי בקפיצה שעשתה הביולוגיה המולקולרית מאז שנות ה-80. שיטה זו מאפשרת לנו בין היתר את הבדיקות הגנטיות למחלות וזיהוי פלילי לפי "טביעת אצבע" של החומר התורשתי. מוליס קיבל על פיתוחו זה פרס נובל לכימיה ב-1993.

מערכת החיסון שלנו מורכבת מתאים בעלי תפקידים שונים. כאשר פתוגן נכנס אל הגוף החלק הלא ייחודי של מערכת החיסון נכנס לפעולה. תאים השייכים לחלק זה תוקפים כל דבר שאינו שייך לגוף לרבות חלקיקי אבקה מפרחים למשל, ויעילותם מוגבלת.  חלק אחר של המערכת החיסונית הוא תגובת החיסון הייחודית. בתגובה זו תאים לבנים מסוג לימפוציטים מגיבים באופן ייחודי למרכיבים בגורם הפולש (אנטיגנים) ומובילים לתגובה החיסונית. על פני הלימפוציטים ישנם קולטנים שהם האחראים על התגובה הייחודית. לימפוציטים שונים יגיבו כנגד אנטיגנים שונים. בגופנו לימפוציטים המסוגלים לזהות באופן ייחודי כל גורם זר אפשרי, אך מספר הלימפוציטים מכל סוג קטן, ויעבור הגברה רק בעקבות חשיפה לאנטיגן המסויים שלו. פיתוח תגובה חיסונית מלאה לאנטיגן חדש שחדר לגוף נמשכת כשישה ימים. לא סתם אומרים ששפעת עוברת אחרי שבוע עם תרופות ואחרי שבעה ימים בלי תרופות. לגוף לוקח את הזמן שלו כדי ללמוד כיצד להלחם בפולש בצורה יעילה.

בפעם השנייה שאותו פולש ייכנס לגוף, המערכת החיסונית תזהה אותו מיד ותגיב אליו בצורה חזקה עם זיהויו, ואנחנו כלל לא נרגיש בפלישה.

עם העליה באוכלוסיית העולם, מחלות מדבקות הלכו ונהיו גורם לדאגה. כאן ניתן לזכור את מגפת "המוות השחור" שקטלה כשליש מאוכלוסיית אירופה במאה ה-14, וכמובן את מגפת האיידס של ימינו. גם מחלות מוכרות יותר כבר הצליחו להפתיע אותנו, כך בשנים 1917-1918 מחלת "השפעת הספרדית" פגעה דווקא בצעירים והחזקים ולא בזקנים ובתינוקות כמו בשפעת רגילה. כיום, זנים אלימים של סוגי שפעת מוכרים צצים ועולים, כמו שפעת העופות ושפעת החזירים. לרשימה זו יש להוסיף מגוון מחלות הנגרמות על ידי חיידקים. השימוש ההולך וגובר באנטיביוטיקה הוביל לפיתוח עמידות אליה בקרב זני חיידקים שהפכו קטלניים. לקריאה נוספת.


Altermune, חיסון משתנה בתרגום חופשי, פיתוחו החדש של מוליס, היא שיטה המשתמשת בתגובה חיסונית שכבר פיתחנו בעבר, כדי לתקוף גורם מחלה חדש שנכנס לגוף. החוקרים בחרו אנטיגן שהגוף שלנו מאוד טוב בלתקוף אותו, שאנחנו "אוהבים לשנוא", בשם אלפא -גאל (קיצור לשם כימי ארוך הרבה). שסתומי לב של חזיר, למשל, מלאים באנטיגנים אלו וזו אחת הסיבות למה אי אפשר להשתיל שסתום לב מחזיר לאדם בקלות למרות הדמיון המבני. הגוף יזהה את האנטיגן ויתקוף אותו. את האנטיגן הזה, האלפא גאל, חיברו לרצף DNA ייחודי (aptamer) שייקשר רק לפתוגן אותו אנו רוצים לתקוף. חיבור זה הופך את הפתוגן למזוהה בקלות ומאפשר את חיסולו על ידי מערכת החיסון.

מוליס מביא דוגמא בה, אם מטרת המשטרה היא לפנות את הרחובות מאנשים, דרך מועילה להשיג את זה היא לעצור כל אדם שיוצא לרחוב, לשתול עליו סמים ואז לעצור אותו על אחזקה של סמים. זו דרך מהירה להסיר את האנשים מהרחובות. לפי גישה זו, הפתוגן הוא האנשים ברחוב, והסמים הם אנטיגן של האלפא-גאל. השוטרים הם מערכת החיסון.

החדשנות בשיטה זו היא בשימוש במנגנון זיהוי חיסוני שכבר קיים, ללא הצורך לפתח תגובה חיסונית חדשה כנגד הגורם הפתוגני החדש. לקצר תגובה של 6 ימים, למיידי. גישה זו מועילה במיוחד כנגד פתוגנים קטלניים שלא מאפשרים למערכת החיסון שלנו את ששת הימים להם היא זקוקה.

בניסוי שנערך על עכברים שהודבקו בחיידק הגחלת (אנתרקס), העכברים שטופלו בשיטת החיסון המשתנה שרדו כולם ובדיקה נוספת העלתה שהעכברים למעשה, החלימו לחלוטין מהחיידק.

בעולם בו ריצוף מקטע DNA הפך להיות פשוט ונגיש לכל מעבדה ביולוגית, גישה זו מאפשרת לנו לבצע קפיצה אבולוציונית כל כך גדולה קדימה במרוץ החימוש שלנו כנגד פתוגנים שאפשר לומר שהחיידקים לא יבינו מה נפל עליהם.

פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"