הנשק הביולוגי של בשאר אסד - רונן סולומון

לאחר השמדת הנשק הכימי שברשותו - האם צבא סוריה יעבור להשתמש בנשק ביולוגי? תחקיר נרחב של רונן סולומון חושף את היקף תעשיית הנשק הביולוגי בסוריה, שכוללת נשק כמו אבעבועות שחורות, אנתרקס ורעלן קטלני שמופק מצמח הקיקיון. מיוחד

לסוריה יש נשק ביולוגי, והרבה. הסיבה היחידה שהנשק הבילוגי הסורי אינו נמצא במוקד תשומת הלב העולמית קשורה לכך שעדיין לא נעשה בו שימוש. אם הסורים היו מפעילים גם את הנשק הביולוגי שברשותם, ולא רק נשק כימי, ארצות הברית הייתה "מתעוררת" כבר מזמן (כאילו שמאה אלף הרוגים במלחמת האזרחים עד כה מנשק "קונבנציונאלי" לא היו סיבה טובה מספיק להתערבות בינלאומית).

פרויקט הנשק הביולוגי של סוריה הוא סודי, כמובן, אבל העדויות לקיומו הן רבות. תחקיר ישראל דיפנס, שמבוסס על מקורות גלויים, חושף את היקפו של מאגר הנשק הבילוגי העומד לרשות הנשיא, בשאר אסד. בזמן שהנשק הכימי מפורק על פי ההסכם של סוריה עם מועצת הביטחון, הנשק הביולוגי נותר במחסנים.

נגיף, וירוס, רעלן

ככלל, לוחמה ביולוגית נעשית באמצעות שימוש בחיידקים ונגיפים (וירוסים), כדוגמת אנתרקס, אבולה וסארס, או ברעלנים, כדוגמת בוטוליניום טוקסין או ריצין). נגיפים והרעלנים משמשים כנשק להשמדה המונית. לרוב המדינות המערביות ישנן כיום תוכניות ללוחמה ביולוגית דפנסיבית, קרי, יכולת לשלוט בחיידקים, נגיפים ורעלנים מתוך כוונה לייצר להן תרופה או חיסון. מדינות אלו, כמו גם סוריה, מקבלות סיוע מארגוני בריאות בינלאומיים כמו האו"ם, אולם הן מתחייבות לשימוש אזרחי בלבד.

חלק מהמדינות פיתחו גם תוכניות לוחמה ביולוגית התקפית במטרה לשלוט במחולל המחלה ברמה שתאפשר לפזרו כנשק בצורה יעילה. פעילות זו אסורה על פי אמנת הנשק הביולוגי. בפיתוח לוחמה ביולוגית משתמשים בדרך כלל במיקרואורגניזם טבעיים ואלימים. בעולם ישנם כ-40 מזהמים העלולים לשמש כנשק ביולוגי, אולם רק כמה סוגים בודדים מסוגלים לגרום למספר אבידות גבוה וניתנים לשליטה ברמה גבוהה. ככל הנראה, לסוריה ישנן כיום מספר רב של תוכניות מחקר ללוחמה ביולוגית, והיא שולטת במספר לא מבוטל של מחוללי מחלות ורעלנים. הקטלני שבהם הוא "ריצין" - רעלן המופק מצמח הקיקיון המצוי.

קילוגרם אחד של רעלן מסוג "ריצין" יכול לגרום לנזק זהה לזה שגורמים שמונה טון של חיידקי הגחלת (אנתרקס), שגם אותם מחזיקה סוריה, והם נחשבים לנשק ביולוגי נפוץ יחסית בעולם וקל לייצור. סוריה מחזיקה גם בנגיף "אבעבועות השחורות", שממוקם בראש רשימת המזהמים הקטלניים ביותר. סוריה שמרה על זנים של אבעבועות שחורות מההתפרצות הטבעית האחרונה של המחלה במדינה, בשנת 1972, וכנראה גם קיבלה גירסאות מהונדסות גנטית מצפון קוריאה בשנת 2006. חומרת האבעבועות השחורות אינה רק בקטלניות של הנגיף, אלא גם ביכולת ההדבקה המשנית, אם לא ננקטים האמצעים לבידוד נושא המחלה.

חברות קש

סוריה החלה לפעול להשגת נשק ביולוגי כבר בשנת 1983. לצורך רכישת אמצעים וכלי מחקר היא הקימה מספר מפעלים וחברות קש ביו-רפואיות בבעלות ממשלתית, שרכשו טכנולוגיות לשימוש דואלי ממדינות דוגמת גרמניה, בריטניה, הולנד, צרפת, ארה"ב, מצרים ורוסיה. סוריה רכשה ידע ויכולות טכניות מיקרו-ביולוגיות לצורך שליטה על יכולת התירבות, שמירה על ניקיון ייצוב וריכוז הפתוגן, וכן יכולת לייצר חלקיקים בגודל מיטבי לפיזור יעיל של המזהם. תוכניות הנשק הביולוגי של סוריה פועלות על פי רוב ממתקני מחקר שהם לכאורה "לגיטימיים". רוב המעבדות פועלות במסגרת תעשיית התרופות במדינה. סוריה משתמשת בתעשייה זו ככיסוי לתוכניות הקשורות לפיתוח הנשק הביולוגי, וכיום נחשב ענף התרופות בסוריה לאחד המפותחים ביותר במזרח התיכון.

תעשיית התרופות נמצאת באופן פורמלי תחת פיקוח משרד הבריאות, אולם באופן ישיר מנוהלת על ידי משרד הביטחון הסורי והמודיעין הצבאי. דוגמא לקשר בין תעשיית התרופות לתעשיית הנשק הבילוגי יכול להיות סיפורה של החברה הביו-רפואית "בקסטר", שמכרה בשנות ה-90 של המאה הקודמת ציוד לייצור עירויי נוזלים שיועד עבור הצבא הסורי. הציוד נמכר למפעל "דימאס", שנבנה בעיר חלב בשנות ה-80 של המאה הקודמת על ידי קונסורציום של חברות תרופות צרפתיות, ונשלט ישירות על ידי משרד הגנה הסורי. במהלך שנות ה-90 המפעל הושבת לתקופה מסוימת ככל הנראה לצורך הסבה לייצור נשק כימי וביולוגי. יחד עם חברה נוספת בשם "טאמקו" המפעילה אתר ייצור מרכזי בדמשק, אלה מועסקים במפעלים כ-900 עובדים שאחראים על ייבוא של כימיקלים ותרופות לסוריה. חלק מההשקעות בענף התרופות מגיעות מאיש העסקים הסורי, סאיב נחאס, טייקון מקומי החולש על עסקי גז ומתחזק קשרי מסחר עם לבנון, עיראק ומדינות נוספות, ואף מעמיד לעיתים את עסקיו לשירות המודיעין הסורי.

נחאס תכנן להקים בסוריה את אחד ממפעלי התרופות הגדולים בעולם. אחת מהמדעניות הסוריות הבכירות בסוכנות הסורית למחקרים מדעיים (SSRC) היא ד"ר סוזן וויאש, מומחית לסינתזה כימית וחומרי גלם, הפועלת ממרכז המחקר המרכזי של הסוכנות בדמשק תחת התואר "מומחית להנדסת תרופות". ד"ר וויאש עוסקת, בין היתר, בפיתוח אמצעים להחדרת חומרים כימיים וביולוגיים דרך העור באמצעות זריקות וגם בלעדיהן. המדענית מופיעה לא אחת בכנסים מדעיים לצד אנשים דוגמת ד"ר חאלד אל עזאם המופקד ב-SSRCעל מתקני הנשק הכימי, מדענים ממעבדות הסוכנות הסורית לאנרגיה אטומית ועוד עמיתים ממשרד הבריאות הסורי שאמון על תעשיית הפרמצבטיקה במדינה. הניסיון מתעשיית הנשק הביולוגי העיראקי, שנחשף עם נפילת משטר סדאם חוסיין לפני כשנה, הוכיח כי המוחות מאחורי תוכניות הפיתוח בתחומי לוחמה ביולוגית, הן דווקא נשים ששולטות על ענף המיקרו-ביולוגיה בעולם. הידועות מבניהן הן ד"ר הודא צאלח מהדי, המוכרת בכינוי "ד"ר אנתרקס", שהיתה אחראית לתוכנית הנשק הביולוגי של סדאם חוסיין עד שהסגירה עצמה לידי כוחות הקואליציה במאי 2003.

השנייה, ד"ר ריחאב טהא - מומחית לרעלנים שעמדה בראש תוכניות הנשק הביולוגי במתקן העיראקי ב"סלמאן פאק" ובמתקן "ואל חקום". טהא הוסגרה בשנת 2005 אולם שוחררה מאוחר יותר. עיראק עסקה שנים רבות בפיתוח נשק ביולוגי והקדימה את סוריה בתחום. בין היתר, ייצרה עיראק 8,350 ליטרים של אנטרקס נוזלי, שיכלו להיכנס לאחד ממיכלי התסיסה והאחסון שנרכשו מהמפעלים של רוסיה, וכ-19,000 ליטרים של בוטולינום, שהוא הרעלן החמור ביותר שיוצר בעיראק. מדובר בכמות המשתווה למים בבריכת שחייה סטנדרטית של מלון. בעקבות מלחמת המפרץ השנייה עלה החשש כי הידע שנצבר בעיראק - ובעיקר זה הקשור לבדיקה, חימוש ופיזור נשק ביולוגי - אל סוריה.

שת"פ בינלאומי

תוכניות הלוחמה הביולוגית בסוריה מתבססות על שלוש קטגוריות: מחוללי מחלות בבני אדם, מחוללי מחלות בבעלי חיים ש"הוסבו" לפגיעה בבני אדם, ושורה של רעלנים קטלניים שמופקת בדרך כלל מן הצומח. על כל הינדוס של זן תוקף המחולל מחלות, נדרשת המערכת לייצר חיסון המאפשר להתגונן מפניו, כאשר חלק מהחיסונים כבר קיימים כפועל יוצא מפעילות מערכת הרפואה המונעת בסוריה. כל קטגוריה מטופלת על ידי המכונים והגופים הרלוונטים אליה בשיתוף התעשייה המקומית. בתוכנית הבנויה על מחוללי מחלות בבעלי חיים (דוגמת שפעת העופות ושפעת החזירים) משולבים גם מכונים וטרינאריים שונים. בתוכנית הבנויה על הפקת רעלנים קטלניים מן הצומח (דוגמת ריצין שמבוסס על צמח הקיקיון) משולבים גם מכונים שעוסקים במחקר ובפיתוח טכנולוגיות להנדסה חקלאית והדברה ביולוגית.

בין השנים 2003-2011, סוריה עודדה גידול והפקה של שמן קיק עד לייצור ממוצע של 1,400 טון לשנה. במסגרת יצור זה הופקו גם ריכוזי החלבון הרעלן שנמצא בקליפתם של זרעי צמח הקיקיון. לחלק גדול מהחוקרים הסורים שעוסקים בתחום הלוחמה הביולוגית, יש רזומה עשיר שכולל התמחויות ושיתופי פעולה מדעיים עם מכוני מחקר ברחבי העולם, כולל ביקורים במרכזי המחקר המדעי והטכנולוגי של איראן. בכירי המדענים הסורים חברים גם בוועדות מדעיות משותפות לאיראן וקוריאה הצפונית, שמסייעות כבר שנים לפיתוח הנשק הכימי והביולוגי בסוריה. גם סודאן נחשבת כבר מסוף שנות ה-90 כשותפה פעילה יחד עם סוריה ואיראן בפיתוח אמצעי לחימה כימיים וביולוגיים, ואף שימשה על פי מקורות מודיעין בנאט"ו, זירה לניסויי שדה בנשק כימי וביולוגי. במהלך השנים התרחשו כמה וכמה תאונות במסגרת תוכניות הלוחמה הכימית והביולוגית שפיתחה סוריה, חלקן כתוצאה מבעיות של תשתיות איוורור. בין היתר, בחודש יולי 2007 התפוצץ מתקן נשק ליד חלב בעת שמהנדסים איראנים וסורים ניסו להתאים ראש נפץ של גז חרדל על טיל סקאד.

חלק גדול מהמחקר והפיתוח של הנשק הביולוגי מנוהל מהקומפלקס של סוכנות SSRC בפאתי דמשק, כאשר תוכניות הניסוי, הייצור והאחסון של החיידקים והנגיפים (אנתרקס, אבעבועות שחורות, כולרה, ריצין, טולרמיה, בוטוליזם ועוד) מתבצעות בשלושה אתרים מרכזיים: מתקן סרין ליד העיר חומס, מתקן צבאי לניסויי טילים דרומית לחומס ומתקן אל סאפיר ליד עיר חלב. מתקן סרין שנמצא בקרבת מפעלי הייצור בחומס משמש על פי מומחי מודיעין כאתר המרכזי לאחסון הנשק הביולוגי של סוריה. בניגוד למצבורי הנשק הכימי, בלוחמה ביולוגית אין צורך בשטחי אחסון גדולים על מנת לאגור את החומר. כאן גם נמדדות האיכות של הפתוגן (מחולל המחלות) בניגוד לכמות, ויכולות החימוש ופיזור החומר. החומרים הללו אינם ניתנים לגילוי, הם סמויים גם בעת הייצור וגם בעת שנעשה בהם שימוש.

ניסויים באסירים

זיווד נשק ביולוגי הוא אתגר גדול אם מתכוונים להשתמש בלוחמה ביולוגית ככלי נשק עיקרי במלחמה. האתגרים הם פיזור הנגיפים כך שיגרמו למקסימום נזק, מבלי שייפגעו בתהליך ההפצה. לשם כך משתמשים במודלים מתמטיים הבוחנים יכולת פיזור על פני שטח מקסימלי באופן אפקטיבי. פיתוח זה מתבצע ברובו במתקני הסוכנות הסורית למחקרים מדעיים באל סאפיר והניסויים מתבצעים בשטחי ניסוי הממוקמים כ-15 קילומטרים דרומית לחומס בסמוך למחסני הנשק הביולוגי.

מתקני הניסויים כמו גם מתקני האחסון, עטופים בהגנה היקפית כבדה ומשמשים לבדיקת טילים ואמצעי לחימה המותאמים לשאת ראשי קרב כימיים וביולוגיים. ישנן אינדיקציות מוגבלות גם לגבי הפיתוח או הבחינה של וריאציות ביולוגיות בפצצות תבערה, פצצות מצרר וראשי קרב לטילי סקאד, וכן שימוש במל"ט, כלי טייס שונים או טיל שיוט כדי לפזר את הסוכן הביולוגי באיטיות על אזור נרחב תוך ניצול מרבי של רוח ותנאי מזג אוויר. סוריה עסקה גם בפיתוח טכנולוגיות לפיזור מיקרו-תרסיס שנועדו למטרת טרור ביולוגי, כמו גם בפיתוח נגיפים וחיידקים שמיועדים להדבקה המונית באמצעות נשא אנושי. מדינה לומדת על כך שהיא נתונה במתקפת נשק כימי רק כאשר אנשים מתחילים להופיע בקליניקות ובבתי החולים. לנשק הזה טביעות אצבעות מועטות וחלשות ביותר.

לפני מספר שנים פיתחה סוריה, בסיוע רוסיה, זן מהונדס של מחלת האנתרקס שאותו ניתן להתקין על ראשי טילים. המכון הביולוגי בנס ציונה פיתח חיסונים לזן זה, ובין השנים 1998-2006 ערך המכון יחד עם ענף הרפואה בצה"ל ניסוי חשאי בשם "עומר 2" שבו נבדקה מידת ייעילותו של החיסון החדש נגד הזן המהונדס (דבר הניסוי נחשף במאי 2007 בתוכנית "עובדה"). ד"ר ג'יל דקר, ששימשה עד 2007 כיועצת נאט"ו בתחומי לוחמה ביולוגית, נוהגת לתת מעת לעת ראיונות שבהן היא מתייחסת לראיות על כך שסוריה ביצעה ניסויים בנשק כימי וביולוגי על אוכלוסיות של אסירים. כמו כן, בשנים האחרונות ארגוני זכויות אדם הפועלים בסוריה האשימו את המשטר במותם הלא מוסבר של עשרות אסירים בבתי כלא, בעיקר באזור דמשק וחאלב. חלק מהמיתות אירע בשנתיים האחרונות וחלקו הוסבר כתוצאת לוואי של שריפות מהפגזות שערכו המורדים על המתקנים, מה שיכול להסוות מיתות מחנק כימי או הרעלה ביולוגית. כיוון שסוריה שולטת במספר זנים של מחלות קטלניות, קיים סיכוי סביר שחלק מיכולות הלוחמה הביולוגית יעברו גם לידי החיזבאללה.

בנאט"ו מעריכים כי ידע ויכולות בתחום כבר הועברו על ידי האיראנים והסורים לידי הארגון, היות ולוחמי החיזבאללה זוכים זה מספר שנים להכשרה ואימונים בלוחמה ביולוגית במתקן של כוח "קודס" באיראן, שבעבר דווח שתושבים הגרים בסמיכות לו סובלים ממחלות עור לא מוסברות, ואף התאמן בתנאי שדה גם על אדמת סודן. אחת הדאגות העיקריות היא מאמצעים שפיתחה סוריה לשגר נשק ביולוגי באמצעות טילי כתף ניידים נגד טנקים או מטוסים. חיזבאללה, המפעיל גם מטוסים זעירים ללא טייס, עלול לעשות שימוש באלה לפגיעה באוכלוסיות מסוימות מבלי לקשור עצמו לפיגוע ביולוגי. בדצמבר 2012 דווח בעיתון הכוויתי "אל-ג'רידה" כי ישראל עומדת מאחורי פיצוץ שאירע במחסן תחמושת של חיזבאללה בכפר טיר חרפא בדרום לבנון.

לפי הדיווח בעיתון שפרסומיו יוחסו בעבר להדלפות מפי גורמים ישראלים, במחסן שפוצץ אוחסנו טילים בעלי יכולת לשאת ראשי נפץ כימיים או ביולוגיים שהועברו בתקופה האחרונה מסוריה ללבנון. מומחים טוענים כי סוריה עסקה בפיתוח נשק ביולוגי לא קטלני שנועד לנטרל את חיילי צה"ל במקרה של מלחמה בגולן באופן שיראה כהתפרצות טבעית של מגיפה. בשנת 2007 וב-2011 אירעו התפרצויות חריגות של מחלת הניוקאסל (מחלה ויראלית הפוגעת בבעלי כנף ולעתים בני-אדם ומזכירה בהשפעותיה את "שפעת העופות"), באזור הגליל. חברה גרמנית שנקראת כיום "לוהמאן בריאות בעלי החיים" סייעה בעקיפין לסוריה באחת מתוכניות הנשק הביולוגי שלה, כאשר בתחילת שנות ה-2000 סיפקה לחברה סורית באופן בלתי חוקי, יותר מ-14 מיליון מנות מהחיסון שלה לוירוס "ניוקאסל". החיסונים הכילו נגיף מוחלש העובר לבני אדם, אולם יוצר סימפטומים מתונים.

אנתרקס ברמת הגולן

בישראל נערכים גם לתרחיש של פיגוע ביולוגי ודואגים לפתח חיסונים נגד הרעלנים השונים. בין היתר, פרויקטים משותפים למפא"ת והסוכנות למחקר ופיתוח של הפנטגון עוסקים בפיתוח מכשירים המיועדים לזיהוי רעלנים במים. כמו כן במחקר שנערך בטכניון ומומן בין היתר על ידי משרד הביטחון, פותחה שיטה חדשנית המאפשרת זיהוי מיידי של זיהומים חיידקיים במים. חשיבות הגילוי והזיהוי המוקדמים בניהול אירוע ביולוגי חריג, היא קריטית, ברורה ומיידית. לפני כשנתיים בנובמבר 2011, התקיים בישראל תרגיל נרחב - "להבה כתומה 6" שדימה התפרצות של מחלה ביולוגית כתוצאה ממתקפת טרור או ממחלה טבעית (דוגמת סארס או שפעת העופות).

בתרגיל המשותף לפיקוד העורף ומשרד הבריאות, שבו לקחו חלק כל גורמי הביטחון וההצלה, נבחנו בין השאר יכולות זיהוי הנגיף ובידודו, העברת דגימות מהירה, מעקב אחר נתונים ועוד. באירוע מסוג זה תהיה חשיבות עצומה למהירות וליסודיות בה פועלים הצוותים ואיך הם מגינים על עצמם. התרגיל הצביע גם על החשיבות של מערכות ממוחשבות יעילות בכדי לעקוב אחר חולים ולמנוע הדבקות משניות של מחלה מסוכנת. בשנתיים האחרונות התגלו שני מקרים של התפרצות אנתרקס ברמת הגולן. האחרון התרחש רק לפני מספר חודשים, אז גרם חיידק אנתרקס לתמותה בעדר פרות של חקלאים ממושב נוב במרכז הרמה, באזור שבו מתקיימת בין השאר תנועת חיילים ערה וכן זרימה של מים שמגיעים לכינרת ולמאגרים שונים. החיידק יכול להתקיים עשרות שנים במצב רדום ואכן האזור שבו אותר סבל מהמגיפה בשנת 1984.

אולם יש לתהות האם מחוללי המחלה שרדו כ-30 שנה או מדובר בהתפרצות שנגרמה מהדבקה חדשה. בהנחה שצבא סוריה ישתף פעולה עם פקחי האו"ם בהשמדת כל מאגרי הנשק הכימי שברשותה- האם יעיז להתשמש בעתיד בנשק ביולוגי במלחמתו במורדים או כנגד ישראל.

פורסם ב-Israel Defense

חיידקים ישמידו את עצמם - פיתוח ישראלי בתחרות בינ"ל לביולוגיה סינתטית - איתי נבו

מאז שעמד האדם על דעתו, ואפילו על רגליו, חיידקים מלווים אותו בכל מקום. הם לא רק גורמים למחלות, אלא גם מסייעים לנו רבות – בין השאר הם מייצרים לנו מזון ומסייעים בעיכול, מפרישים חומרים שאנו זקוקים להם ועוזרים לשמור על הסביבה. מאז נכנסה לעולמנו ההנדסה הגנטית, למד האדם יותר ויותר לרתום חיידקים לצרכיו, ולהשתמש בהם באין-ספור דרכים: מייצור תרופות ועד ניקוי שטחים מזוהמים. אחת הבעיות העיקריות בשימוש בחיידקים למטרות כאלה, היא שאי אפשר לדעת כיצד הם ישפיעו על הסביבה שישוחררו אליה: החשש הוא כמובן שהם יפרו איזון אקולוגי, או יגרמו לזיהומים שלא נחזו מראש. פתרון אפשרי לבעיה עשוי לבוא מעבודה של קבוצת סטודנטים מאוניברסיטת בן גוריון, המשלימה בימים אלה את הכנותיה לתחרות הבין-לאומית בביולוגיה סינתטית: I-Gem. הם פיתחו מערכת גנטית להשתלה בחיידקים, הגורמת להם למות תוך זמן קצוב מראש מרגע שחרורם. "כל שימוש שאפשר לעשות עם חיידק, המערכת שלנו יכולה להשתלב בו", מסביר אחד מחברי הקבוצה, גל מרגוליס, הלומד לתואר ראשון בהנדסת ביוטכנולוגיה. "לדוגמה: חיידק שמנקה כתמי נפט באוקיינוס, שמים בו את המערכת, הוא עובד שלושה ימים ואחרי-זה מת, או חיידק שמנקה את הביוב, או אפילו חיידקים שמפרישים תרופה בגוף האדם או ליד האדם בו באוכל שלו".

חיידקי Escherichia coli - לקראת סוף חלוקה, במיקרוסקופ אלקטרונים
צילום: CDC/ Evangeline Sowers, Janice Haney Carr

חומרים חיוניים

המערכת שפיתחו הסטודנטים מבוססת על רעיון פשוט יחסית, ומבריק. החיידקים גדלים במעבדה בנוכחות חומרים שאינם יכולים לייצר בעצמם. בשיטה אחת מדובר בחומר שבהעדרו מתחיל החיידק לייצר רעל שהורג אותו, בזכות גן שהושתל בו. בשיטה האחרת, מדובר בחומר מלאכותי שהחיידק זקוק לו לבניית חלבונים. בשתי השיטות, מרגע שמשחררים את החיידקים, החומרים החיוניים האלה אוזלים והולכים, ובהעדרם – החיידקים מתים. כעת, אומר מרגוליס, נותר רק לעשות את הכיוונון הסופי של המערכת, אומר מרגוליס.

תחרות I-Gem נוסדה לפני כעשור במכון הטכנולוגי של מסצ`וסטס, MIT. היא גדלה במהירות, והשנה כבר משתתפות כמאתיים ועשרים קבוצות מרחבי העולם. בשל ריבוי המתחרים נוסד שלב מוקדם אזורי, שיתקיים בצרפת, ובו תציג הקבוצה הישראלית את עבודתה בחודש הבא. בשנה שעברה השתתפה בפעם הראשונה קבוצה ישראלית בתחרות: סטודנטים מהטכניון שפיתחו מערכת לשליטה על החדירה של נגיפים לתוך תאים. "מאוד היינו רוצים לקדם את התחום הזה כי כולנו מרגישים שזה הדבר הבא. רוצים להביא תהילה לאוניברסיטה, לעיר, למדינה, לייצג אותה בכבוד", אומר מרגוליס. "להגיע לגמר, אולי אפילו לקחת מקום טוב בגמר. כרגע, זה החלום".

בלי כסף

קבוצת המתחרים מבאר-שבע נבנתה על גרעין של סטודנטים להנדסת ביוטכנולוגיה, שאליו הצטרפו אנשי מדעי המחשב, ביו-אינפורמטיקה ואפילו כלכלה. הם עובדים בהדרכת שלושה חוקרים: סמדר כהן, ליטל אלפונטה ועמרי עמירב. אם השאיפה העיקרית שלהם מהתחרות היא להביא כבוד וגאווה, זה בגלל שפרסים כספיים אין בתחרות. בשל חוקי התחרות הם גם לא יוכלו לרשום פטנט על העבודה, משום שהרעיון הוא לקדם את המדע הנגיש לכל, ולא לסייע לתאגידים להגדיל את רווחיהם. אבל מרגוליס מבטיח כי העבודה על המערכת החדשה לא תסתיים בתחרות "הנושא הזה נוגע לפרויקטי גמר של חלק מאיתנו, לפחות אחד הנושאים שאנו נוגעים בו, וכל העבודה הרבה הזו שהושקעה תשמש גם חלק מהפרויקט. אנחנו לגמרי הולכים עם זה הלאה".

כדי לממן את ההרפתקה, נדרשו הסטודנטים לגייס כ-60,000$. הם השיגו מימון מהאוניברסיטה וממשרד המדע, והשלימו את החסר מתורמים פרטיים, וגם בגיוס כספים באינטרנט. באמצע אוקטובר נדע אם ההשקעה הרבה בחיידקים המשמידים את עצמם תביא את היזמים הצעירים מבאר שבע עד אמריקה, או שהם ייעצרו כבר בשלב המוקדם בליון שבצרפת.

פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת  ב וגם ב"תפוז בלוגים"

מחקר ישראלי עשוי לאפשר פיתוח תרופות חדשות לשפעת - איתי נבו

שפעת נחשבת אמנם למחלה קלה יחסית, אך היא גורמת למותם של עשרות אלפי חולים בכל שנה ברחבי העולם, וכן גורמת נזקים כלכליים כבדים מאובדן של מיליוני ימי עבודה. אם אין די בכך, אנו מתמודדים עם חשש גובר והולך מפני מגיפות של זני שפעת אחרים, כמו שפעת העופות או שפעת החזירים, שיעברו התמרה ויופצו במהירות מאדם לאדם. ואולם, יכולתנו להתמודד עם שפעת – מוגבלת למדי. חיסונים נגד שפעת הם בעלי יעילות מוגבלת, משום שהנגיף (וירוס) מצליח לשנות תדיר את מבנה החלבונים החיצוניים שלו, ולחמוק מהנוגדנים שהגוף מכין נגדו. מכיוון שהנגיף מתקיים רוב הזמן בתוך תאים שהוא תוקף, גם תרופות נגד נגיפים כמעט שאינן בנמצא.

לא רק מתחמק

אחד המרכיבים החשובים של מערכת החיסון המולדת הם תאי דם לבנים המכונים "קטלנים טבעיים" – Natural Killer Cells, או בקיצור NK`s. התאים האלה מסוגלים לזהות תאים הנתונים במצוקה – למשל כאלה שנגיף מתרבה בתוכם – לתקוף אותם ולהשמידם. לכן, יש להם תפקיד חשוב מאוד בהתמודדות עם זיהומים נגיפיים, עוד לפני שמערכת החיסון הנרכשת, המבוססת על פעילות נוגדנים וזיהוי הגורם הזר, נכנסת לפעולה. 

חלבוני נגיף השפעתCDC/ Douglas Jordan; Dr. Ruben Donis, Dr. James Stevens Dr. Jerry Tokars, Influenza Division

מחקר חדש בביה"ס לרפואה באוניברסיטה העברית בירושלים, חושף את המנגנון המאפשר לנגיף השפעת לחמוק מפגיעתה של מערכת החיסון. חוקרים במחלקה לאימונולוגיה, בראשות פרופ` עופר מנדלבוים ותלמיד המחקר יותם בר-און גילו כי אחד החלבונים של הנגיף, נוראמינידאז (Neuraminidase), מצליח לשבש את פעילותם של ה-NK`s, האמורים להשמיד תאים נגועים בנגיף. במחקר המתפרסם בכתב העת Cell Reports החוקרים מדווחים בפעם הראשונה כי הנגיף לא רק משנה צורה וחומק באופן פסיבי מתאי מערכת החיסון. החלבונים שלו חוסמים באופן פעיל אתרים מסויימים על פני ה-NK`s שאמורים לזהות חלבון אחר של הנגיף ושל התאים המותקפים, ושמו המאגלוטינין (Hemagglutinin). בלי הזיהוי הזה פוחתת מאוד יעילותם של ה-NK`s בפעילות נגד השפעת. 

"תוצאות המחקר מאפשרות לפתח תרופות מסוג חדש נגד נגיף השפעת", אומר בר-און. "תרופות שיפעלו לייעל ולשפר את פעילות מערכת החיסון, להבדיל מהתרופות הקיימות, שמנסות לעכב חלבונים של הווירוס. אנו מאמינים שלנגיף יהיה קשה מאוד לפתח עמידות נגד התרופות החדשות".

משדרגים את החיסון

כדי לוודא שאכן זיהו את מנגנון הפעולה של הנגיף, בדקו החוקרים את השפעתם של מעכבי נוראמינידאז על תפקוד מערכת החיסון הן בתרביות תאים, הן בחיות מעבדה. הם גילו כי לא רק שהחומרים האלה פוגעים בהצלחה בנגיף ומשבשים את פעילותו, הם גם משדרגים את תפקודם של תאי ה-NK. כעת שוקדים בר-און, מנדלבוים ועמיתיהם על פיתוח נוגדן ייחודי, שיסייע לתאי מערכת החיסון להיצמד לנגיף ולחסלו ביעילות רבה יותר.

פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת  ב וגם ב"תפוז בלוגים"

הפרה שניצחה את המוות השחור - איתי נבו

יום הולדת לאדווארד ג`נר

אבעבועות שחורות היא מחלה נגיפית הגורמת לשלפוחיות נוראות על העור. בצורתה החמורה, שיעורי התמותה מהמחלה מגיעים ל-35% מהחולים. רבים מהשורדים עלולים לסבול מתופעות לוואי קשות, כמו עיוורון ועיוותים בגפיים. מעריכים כי בסוף המאה ה-18 מתו באירופה לפחות 400,000 בני אדם בכל שנה מאבעבועות שחורות, ואפשר שבמאה ה-20 נקטלו במגיפה קרוב לחצי מיליארד בני אדם. מי שפרץ את הדרך למיגורה של המגיפה האיומה היה הרופא האנגלי אדוארד גֶ`נֶר, (Jenner) שנולד היום (שישי) לפני 264 שנים, ב-17.5.1749.

אדווארד ג'נר

קן הקוקיה

גֶ`נֶר היה השמיני מתשעת ילדיו של כומר חשוב בעיירה ברקלי שבגלוסטרשייר, אנגליה. בזכות מעמדו קיבל חינוך מצויין, ומגיל 14 כבר עבד אצל רופא מקומי ללמוד את רזי המקצוע. לאחר שהשתלם אצל מנתח בלונדון, חזר לברקלי ובגיל 24 כבר פתח מרפאה משלו. נוסף על העיסוק ברפואה, גֶ`נֶר התעניין מאוד במחקר, ועסק בין השאר בחקר מחלות לב ועיוורון. הוא עסק רבות גם בחקר מדעי הטבע שאינם קשורים ברפואה, ובעיקר התעניין בציפורים. בזכות תצפיות יסודיות שעשה הוא היה הראשון להוכיח כי גוזלי הקוקיה הם שדוחפים ביצים וגוזלים של ציפורים אחרות מהקינים שבהם מטילה הקוקיה את ביציה. בכל הוא הפריך את הסברה המקובלת כי הקוקיה האם היא שעושה זאת. במחקר אנטומי הוא גם הוכיח שלגוזלי הקוקיה יש שקע בגב, המאפשר להם להרים ביעילות את הביצים, וכי השקע הזה נעלם עד היום ה-12 לחיי הגוזל.

ישר מהרפת

את פריצת הדרך המדעית החשובה ביותר שלו עשה גֶ`נֶר ב-1796. הוא הבחין בתופעה מעניינת שעוררה את תשומת לבו – נשים שעבדו בחליבת פרות ונדבקו באבעבועות הפרות (שהיתה מחלה בלתי נעימה, אך מסוכנת הרבה פחות מאבעבועות שחורות), היו ככל הנראה מחוסנות בפני אבעבועות שחורות. הוא תהה אם אפשר ליטול את החיסון הזה, וליישמו בבני אדם, ובעיקר בילדים, שהיו הנפגעים העיקריים במחלה הקשה. אגב, ג`נר לא היה הראשון להבחין בתופעה, כנראה גם לא הראשון להבין את משמעותה, אבל הוא היה הראשון שבחן אותה בפועל. הוא שאב מוגלה מן האבעבועות של אחת החולבות, והזריק אותה לילד ג`יימס פיפס (Phipps) בן שמונה, בנו של הגנן שעבר אצלו. כדי להוכיח שהוא מחוסן כעת, הזריק לילד אבעבועות שחורות, ואכן פיפס לא פיתח את המחלה. ג`נר כתב מאמר על הישגו ושלח אותו לפרסום בבטאון החברה המלכותית, אך שם לא התרשמו והשיבו כי הרעיון מהפכני מדי ודרושות עוד הוכחות. הוא חזר על הניסוי עם כמה ילדים אחרים, בהם בנו התינוק, ושלח שוב את המאמר. ב-1798 פורסמה פריצת הדרך המהפכנית וג`נר זכה לקיתונות של לעג. מבקריו הרבים, בהם אנשי דת, הביעו סלידה עזה מחיסון שמקורו בבעל חיים (ועוד פרה!), וקריקטורות מהתקופה הראו את מטופליו מצמיחים ראשי פרות. ואולם, בהדרגה התבררה חשיבותו העצומה של החיסון שפיתח, והלעג התחלף בכבוד ובהערכה.

המקור

הקדים את זמנו

ג`נר לא יכול היה לדעת כיצד השפיע החיסון שלו על הגוף, בתקופה שהמיקרוסקופיה היתה בחיתוליה, והמיקרוביולוגיה עדיין לא היתה בגדר מדע. כיום אנו יודעים כי תאים של מערכת החיסון מייצרים חלבונים יחודיים, המכונים נוגדנים ומתאימים בדיוק למנה המרחבי של מולקולות המזוהות עם גופים זרים לגוף. הנוגדנים נצמדים למולקולות האלה, מנטרלים את הגורם שנושא אותן (נגיף או חיידק), ומסייעים לתאים אחרים של מערכת החיסון להשמידו. הנוגדנים שנוצרו נגד הנגיף של אבעבועות הפרות היו יעילים נגד נגיפי האבעבועות השחורות ולכן הצליחה שיטת החיסון של ג`נר. לפני זמנו היה נסיון לחסן ילדים באמצעות הדבקה עדינה באבעבועות שחורות (שריטת העור עם חומר שנלקח משלפוחית של חולה). הצלחתה של השיטה הזו היתה חלקית מאוד, ורבים מהמחוסנים שילמו עליה בחייהם. עם זה, יש לציין, כי היא פעלה על אותו עיקרון, ומטופלים שקיבלו מינון נמוך של הנגיף, או הודבקו בזן שאינו קטלני, אכן פיתחו כנראה חיסון.

השיטה שפיתח ג`נר שימשה בהמשך לחיסונים נגד מחלות נוספות, ובמידה חלקית היא משמשת עד היום, למשל בייצור נסיוב נגד הכשות נחשים. כמו כן יש לה שימוש רב במחקר רפואי – פעמים רבות הזרקת חומר מסויים לבעל חיים ובידוד הנוגדנים נגדו הם כלי חשוב בזיהוי תכונות שונות של החומר. ג`נר הוא שטבע את המונח המקובל כיום לחיסון vaccine, בזכות המקור של הטיפול שלו (vacca – בלטינית: פרה). אגב, בספריית בית הספר לרפואה סט. ג`ורג`, עדיין תלוי עורה של הפרה בלוסום, שלפי האגדה היא שהדביקה את החולבת שממנה נלקחה המוגלה שהוזרקה לילד פיפס בניסוי ההיסטורי.

יש סוף לכל דבר

בעקבות פריצת הדרך התמקד ג`נר במחקר, והפסיק כמעט לגמרי את עבודתו במרפאה. הוא קיבל מארמון המלוכה ומהפרלמנט מענקי מחקר נדיבים, ואף מונה לרופא מיוחד של המלך ג`ורג` הרביעי. הוא גם זכה לתארי כבוד מקומיים, ומונה לראש עיריית ברקלי, ולשופט שלום. השימוש בחיסון שפיתח לאבעבועות שחורות הפך נפוץ יותר ויותר, אם כי יעברו עוד שנים רבות אחרי מותו משבץ ב-1823, בטרם יתחיל מיגורה של המחלה בפועל. בהמשך כמובן הוחלף החיסון משלפוחיות של חולבות בחיסון מתקדם יותר, באמצעות נגיפים מומתים ומוחלשים, אבל בסופו של דבר נשא המאמץ פרי. ב-1975 אובחנה בבנגלדש חולה אחרונה בצורה הקטלנית של הנגיף, ושנתיים לאחר מכן אובחן בסומליה חולה אחרון עד כה גם בנגיף הקל יותר. ב-1980 אישר ארגון הבריאות העולמי את ממצאיה של ועדת מומחים כי המחלה אכן הודברה וחלפה מן העולם. דגימות של הנגיף עדיין שמורות במעבדות שמורות היטב בארה"ב וברוסיה, ושתי המדינות טרם הסכימו להשמיד את הנגיפים, על אף המלצות של גורמי רפואה.

פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת  ב וגם ב"תפוז בלוגים"

נגיף מעשה ידי אדם - ירון כספי

פיתוח נגיפי שפעת העופות: מחקר הכרחי או סכנה עולמית?

צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של נגיפי שפעת העופות (בחום) בתוך תאי אפיתל (MCDK)
מקור: CDC/Cynthia Goldsmith, Courtesy of Cynthia Goldsmith; Jacqueline Katz; Sherif R. Zaki

אחת הסערות שטלטלה את הקהילייה המדעית בשנה וחצי האחרונות היא טלטלה שנוצרה בעקבות שני מחקרים שעסקו בהקניית יכולת מלאכותית להעברת נגיף שפעת העופות מסוג A H5N1 בין יונקים, דרך רסיסי רוק הנפלטים בזמן התעטשות ושיעול.

נגיף השפעת מסוג A מסווג על פי שני חלבונים הנמצאים במעטפתו ואחראים ליכולתו לחדור לתאים, הֶמגלוּטינין (המסומן בקיצור כ-H או HA) ונויראמינידז (המסומן בקיצור כ-N). אחד מזני השפעת המאיימים במיוחד הוא הנגיף A H5N1, נגיף שבאופן טבעי מדביק עופות ולא בני אדם. הסיבה שה-H5N1 נחשב לקטלני במיוחד היא העובדה שבין כ-600 המקרים המתועדים שבהם כן נדבקו בני אדם בנגיף עקב חשיפה מוגברת לעופות, שיעור התמותה היה 60% (לשם השוואה, במגפת השפעת הספרדית של 1918 שיעור התמותה היה כ-2%). אף כי שיעור זה אינו מספק את כל התמונה - שכן רבים הסיכויים שעל רוב מקרי המחלה הקלים אין מדווחים, ואלה שיכולים להידבק בנגיף ה-H5N1 מהווים רק קבוצה קטנה של בני אדם בעלי רגישות מיוחדת - עדיין קיימים החששות מהעתיד הצפוי אם H5N1 יעבור לבני אדם.

קבוצת חוקרים החליטה לבדוק האם הנגיף H5N1 לבדו מסוגל להתפתח לנגיף התוקף בני אדם. הם הִנדסו את הנגיף והוסיפו לו מוטציה, כך שיוכל להתרבות בטמפרטורה של 33 מעלות, הטמפרטורה האופיינית לדרכי הנשימה העליונות באדם.

הכינו מוטציות של הנגיפים

כדי להבין טוב יותר את האפשרות שהדבר יתרחש נערכו שני מחקרים. כדי שנגיף השפעת יחדור לתא ויתרבה בתוכו צריך קודם כל ה-HA להיצמד לקולטן המצוי על קרומית התא. קולטן זה הוא חלבון הקשור לשרשרת סוכרית שבסופה חומצה סיאלית הקשורה לגלקטוז. בעופות קשורה החומצה הסיאלית לגלקטוז בדרך אחת ואילו במערכת הנשימה העליונה של בני אדם היא קשורה בדרך שונה. מכיוון שקשר זה קובע את הספציפיות של הנגיף ליצור שאותו הוא תוקף, התמקדו שני המחקרים הללו בהנדסה גנטית של ה-HA.

במחקר הראשון, שהוביל יושיהירי קואוקה (Kawaoka) מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, הכינו החוקרים ספרייה אקראית של מוטציות בגן HA5 ובדקו אילו מבין המוטציות תוביל לקישור טוב יותר של החלבון לקולטני נגיף השפעת הנמצאים בדרכי הנשימה העליונות באדם. כאשר זיהו שילוב כזה של מוטציות הם החליפו את הגן HA של הנגיף H1A1 בגן HA5 המוטנטי שיצרו (H1A1 הוא הנגיף של מגפת שפעת החזירים של 2009, שיצר בהלה גדולה בעולם), והראו שנגיף סינתטי זה מסוגל לעבור בין חמוסים דרך רסיסי רוק (חמוסים משמשים כחיית חקר לשפעת באנשים). יש לציין ששלוש מארבע ממגפות השפעת הגדולות של המאה ה-20 נוצרו כאשר גנים של שני זני שפעת עופות שונים התערבבו בחזירים ויצרו זן חדש המסוגל לתקוף בני אדם. כלומר, אם נגיפי H1N1 יתערבבו עם המוטנט של H5N1, יוכל להיווצר נגיף שפעת חדש, שיגרום למגפת שפעת קטלנית.

הקבוצה השנייה, שאותה הוביל רון פושיה (Fouchier) מהמרכז הרפואי ארסמוס שברוטרדם, החליטה לבדוק האם H5N1 לבדו מסוגל להתפתח לנגיף התוקף בני אדם. עוד קודם למחקר זה זיהו פושיה וקבוצתו שתי מוטציות ב-HA5, המגבירות את יכולתו להיקשר לקולטן האנושי של התאים בדרכי הנשימה העליונות. לכן, הם הִנדסו את H5N1 כך שיכיל את שתי המוטציות האלו, והוסיפו מוטציה בגן האחראי לשכפול החומר הגנטי של הנגיף, כך שיוכל להתרבות בטמפרטורה של 33 מעלות, הטמפרטורה האופיינית לדרכי הנשימה העליונות באדם. לאחר מכן בדקו האם הזן החדש יכול להדביק חמוסים דרך טיפות באוויר. מכיוון שהזן המהונדס לא הצליח לבצע זאת, הם ביצעו דבר שאותו מכנה פושיה בריאיון "ממש, אבל ממש, מטומטם". הם שתלו את הזן המהונדס בכמה חמוסים, נתנו לו להתפתח במשך כמה ימים, אחר כך הוציאו את הנגיפים מהחמוסים והחדירו אותם לחמוסים חדשים. אחרי שחזרו על תהליך זה עשר פעמים, הם קיבלו זן חדש, המסוגל לעבור בין החמוסים דרך טיפות באוויר ולהדביק אותם במחלה. משמע, הם יצרו זן חדש של מחלה, שיש אפשרות שהוא קטלני במיוחד לאנשים, ויוכל לעבור בין בני אדם דרך רסיסי רוק. מה שהפתיע את פושיה היתה העובדה שכדי לשנות את הספציפיות של הנגיף מעופות לחמוסים - היו דרושות בסך הכול בין חמש לעשר מוטציות, ששתיים מהן נצפו כבר ב-H5N1 בטבע.

שפעת העופות היא אקוטית בעיקר במדינות עניות. כלומר, אם הנגיף H5N1 יתפתח לנגיף אנושי, רוב הסיכויים שזה יקרה בהן. ואולם, כאשר נערך הדיון על ה-H5N1 המוטנטי, הוא נערך כמעט אך ורק בארצות-הברית ובאירופה

חשש ביטחוני לפרסום המאמר

כאשר הגיעו שני המחקרים לשלב הפרסום, והוגשו, אחד למגזין Nature ואחד למגזין Science הם הועברו לבחינה של הוועדה המייעצת לביטחון ביולוגי של ארצות-הברית (שני המחקרים מומנו על ידי המכונים הלאומיים לבריאות של ארצות-הברית), שהמליצה לפרסם רק את מסקנות המחקרים ולא את פרטי המחקר מחשש שהללו ישמשו ליצירת נשק ביולוגי על ידי קבוצות טרור. כך פרצה הסערה. היתה זו הפעם הראשונה שבה הומלץ לא לפרסם באופן פתוח תוצאות של מחקר ביולוגי. חישבו על כך - מחקר שמומן בכסף ציבורי ונעשה באוניברסיטה ציבורית ולא במכון מחקר צבאי, נאסר לפרסום בשל חששות ביטחוניות.

בינואר 2012, עקב הסערה, פרסמו 40 חוקרים העוסקים במחקר של נגיף השפעת מכתב פתוח שבו הם מתחייבים להימנע למשך 60 יום מהמשך פיתוח זנים חדשים של הנגיף, שיכולים לתקוף בני אדם, וזאת כדי שיתאפשר לשקול בשקט את היתרונות המדעיים בפרסום מלא של התוצאות אל מול הסכנות הטמונות בהן, ולהסביר זאת לציבור הרחב. בשלב מאוחר יותר הסכימו החוקרים להאריך תקופה זו לשנה. ארגון הבריאות העולמי קיים דיון בנושא, והמסקנה היתה שהיתרונות בפרסום גוברים על החסרונות, ולכן יש לפרסם את המאמרים. לפיכך פנה הארגון לוועדה המייעצת לביטחון במדע של ארצות-הברית וביקש ממנה לשקול מחדש את החלטתה. זו האחרונה קיימה דיון נוסף והחליטה להסיר את התנגדותה, והמחקרים פורסמו במלואם.

אחת הטענות העיקריות נגד איסור הפרסום היתה שאי אפשר לממן מחקר ואז לעצור את פרסומו. בעקבות זאת, ובעקבות הלחץ הציבורי בנושא, החליטה ממשלת ארצות-הברית לערוך רוויזיה במדיניות המימון של מחקרים ביצירת זנים חדשים של H5N1. בסוף פברואר 2013 פרסם משרד הבריאות האמריקאי (שאליו משויכים המכונים הלאומיים לבריאות של ארצות-הברית, כמו גם גופי מימון מדעיים נוספים) הנחיות חדשות, שדורשות מסוכנויות המימון שלב נוסף בתהליך קבלת ההחלטה אם לממן מחקר מדעי, שלב שבו יוערכו הסכנות הגלומות במחקר והאפשרויות לערוך אותו ללא יצירת זן H5N1 חדש. כמו כן, דרש משרד הבריאות האמריקאי לשלב בתהליך שלב נוסף, שבו יעריך משרד הבריאות האמריקאי עצמו את הנושא.

מלחמה ביולוגית כיתוב: הוועדה המייעצת לביטחון ביולוגי של ארצות-הברית המליצה לא לפרסם את פרטי המחקר מחשש שהללו ישמשו ליצירת נשק ביולוגי על ידי קבוצות טרור

מאז שפרצה הסערה נשפכו בוודאי מאות אלפי מילים על הסכנות הביטחוניות שיכולות לצוץ אם גורמי טרור יעשו שימוש במידע מדעי על ה-H5N1, ואם תקרה טעות והזן החדש יצליח לחמוק מהמעבדה. כלומר, יש כאן שתי סכנות, סכנה בטיחותית (שהנגיף המוטנטי יסתנן החוצה), וסכנה ביטחונית (שיעשה בו שימוש למטרות מלחמתיות או טרוריסטיות), אך מה שהניע את הדיון הוא הסכנה הביטחונית. מנגד, טענו תומכי המחקרים הפתוחים בנושא, כי הטבע הוא המעבדה הגדולה ביותר, ולכן אם יש אפשרות שהנגיף H5N1 יתפתח מנגיף עופות לנגיף אנושי (כפי שמראים המחקרים הללו), דבר זה בהכרח יקרה. ואולם, אם זה יקרה, עלינו להקדים תרופה למכה ולחקור את ההשלכות של מצב זה, והדרך היחידה המוצלחת שהמדע מכיר לקידום הידע האנושי הוא על ידי מחקר פתוח ומוגבל כמה שפחות.

למרות הדיון הער בנושא בעיתונות המדעית ובקרב הציבור הרחב, לא נבחן פן אחד של הנושא, שלטעמי הוא פן הכרחי. שפעת העופות המקורית מסוג H5N1 נחשבת לבעיה כלל עולמית. היא אקוטית בעיקר במדינות כמו מצרים, ויאטנם, בנגלדש, סין, הודו ואינדונזיה. כלומר, אם הנגיף H5N1 יתפתח לנגיף אנושי, רוב הסיכויים שזה יקרה באחת ממדינות אלה, והאנשים במדינות אלה יהיו הראשונים להיפגע. ואולם, כאשר נערך הדיון על ה-H5N1 המוטנטי, הוא נערך כמעט אך ורק בארצות-הברית ובאירופה, מקומות שמהם הגיע הכסף למימון המחקרים, ובהם נערכו המחקרים. כלומר, הדיון משקף את האינטרסים של העולם העשיר, והאיזון שבין הסכנות (הביטחוניות והבטיחותיות) לבין היתרונות במחקר פתוח כדי להבין מה יקרה אם הנגיף יהפוך לנגיף אנושי באופן טבעי, משקף את האינטרסים של התושבים במדינות אלה. אך מה חושבים על כך האנשים שגרים במדינות העניות הפגיעות ביותר לנגיף? לכך כמעט שלא הוקדש דיון. לטעמי, זו שאלה הכרחית. במילים אחרות, כיצד אפשר להפוך את הדיון בנושא לדמוקרטי יותר במובן הגלובלי של המילה, כך שישקף את האינטרסים של כלל האוכלוסייה, ולא רק של קבוצה מצומצמת בה?

לקריאה נוספת:

מידע על מקרי המחלה של הנגיף H5N1 באנשים; באתר המרכז האמריקאי למניעת מחלות ופיקוח עליהן:

הסבר פשוט על דרך בה חודר נגיף השפעת לתאים

מאגר כתבות של המגזין נייצ'ר על הסערה סביב

פרסום מיוחד של המגזין סיינס על הסערה סביב H5N1 

המאמר של רון פושיה (ההקדמה מכילה הסבר קצר ומצוין על נגיף השפעת והביולוגיה שלו)

פורסם בגליליאו 177, מאי 2013

שיתוף פעולה קטלני: הנגיף, החיידק והמחלה - איתי נבו

ב-1914 ניסה המיקרוביולוג הבריטי פרדריק טוורט (Twort) למצוא דרך לגדל נגיפים בתרבית. הנסיונות כשלו שוב ושוב, משום שטוורט לא ידע אז שהנגיפים אינם יכולים להתרבות בעצמם, הם עושים זאת רק בתוך תאים אחרים. אחת ההשערות שהעלה החוקר הבריטי בנסיון לשבור את רצף הכשלונות היתה שחיידקים גורמים לזיהום בתרביות שלו. הוא בחן בקפידה את החיידקים שגדלו בשפע בתרבית (אם כי לא היה להם שום קשר לכשלונו בגידול וירוסים), וגילה תופעה מפתיעה. כמה אזורים במושבות החיידקים היו ריקים, כאילו משהו פגע בחיידקים עצמם. טוורט הצליח לבודד את החומר המסתורי, ולהדביק בו חיידקים אחרים, ואף גילה כי החומר מתרבה בחיידקים, אך אינו מסוגל להתרבות בלעדיהם. הוא גילה עוד כי החומר נשאר פעיל גם לאחר סינון במסננת צפופה במיוחד, ופירוש הדבר שמדובר בחלקיקים קטנים בהרבה מהחיידקים עצמם. התגלית לא עוררה הדים רבים בקהילה המדעית, אבל זמן קצר מאוד לאחר מכן, הגיע לממצאים דומים חוקר צרפתי, פליקס ד'הרל (D`Herelle), שלא הכיר את העבודה של טוורט. החוקר הבריטי נאלץ לנטוש את העבודה לאחר שגוייס למלחמת העולם הראשונה, ולא הספיק לעמוד עד תום על טיבו של החומר המוזר. ד'הרל המשיך את העבודה, ואף טיפל בחולים בזיהומים חיידקיים באמצעות החלקיקים המסתוריים. הוא קרא להם בקטריופאג`ים – אוכלי חיידקים, ביוונית. בהמשך התברר כי הבקטריופאג`ים (או בקיצור פאג`ים), אינם אלא וירוסים. נגיפים התוקפים חיידקים.

טפילים אולטימטיביים

הנגיפים הם צורת חיים המעלה את הטפילות לדרגה של אמנות ממש. בצורתו השלמה, הנגיף אינו אלא כמות קטנה של חומר גנטי, ארוזה בתוך קופסית חלבון משוכללת, המתוכננת למטרה אחת ויחידה: חדירה לתאים חיים (בדרך כלל באמצעות הונאת התא, והיצמדות לאחד הקולטנים שלו). כשהוא חודר לתא, משיל הנגיף את המעטה החלבוני משחרר את החומר הגנטי שלו וגורם לתא המותקף לשכפל אותו שוב ושוב, ולייצר את החלבונים של הנגיף, במקום את אלה של התא. בהשתלטות הזו הופך התא המותקף למעין "בית חרושת לנגיפים", ובד"כ – אחרי שייצר אלפי נגיפים, התא פשוט מתפוצץ מחוסר מקום, ומשחרר את הנגיפים החדשים לתקוף תאים סמוכים. נגיפים מסוגלים לתקוף את התאים של כל צורות החיים, בני אדם, בעלי חיים, צמחים וכאמור – אפילו חיידקים. הפאג`ים אמנם אינם משמשים לטיפול רפואי נגד חיידקים, אבל יש להם שימושים רבים במחקר וברפואה, בעיקר בהנדסה גנטית, בזכות יכולתם להחדיר גנים למקום מדויק ב-DNA של החיידק.

חיידקי Listeria monocytogenes במיקרוסקופ אלקטרונים
CDC/ James Archer

הנגיף המשתק

חיידק הליסטריה הוא חיידק מעיים הגורם לזיהומים קשים ומסוכנים. החיידק מסוכן במיוחד לנשים בהריון, שאצלן הוא עלול לגרום להפלות וכן לקשישים או לבעלי ליקויים במערכת החיסון, שאצלם זיהום בליסטריה עלול לגרום למוות. מערכת החיסון שלנו יודעת להתמודד עם חיידקי ליסטריה, כמו עם חיידקים אחרים, ותאי חיסון מיוחדים מאתרים את החיידקים ובולעים אותם. ואולם, חיידקי הליסטריה מסוגלים להיחלץ מתוך התאים הבולעניים האלה. הדרך שהם עושים זאת היתה עד לא מזמן בגדר תעלומה של ממש. יש כמה מיני חיידקים המסוגלים להיחלץ מתוך תאים כאלה בעזרת מערכת המכונה competence. המערכת הזו נועדה לאפשר לחיידקים לקלוט DNA מסביבתם, לכן היא מצויידת באמצעים לנקב חורים בקרום העוטף תאים, מה שמאפשר להם לצאת לחופשי. בחיידקי ליסטריה גילו מדענים חלק מהגנים ומהחלבונים שהיא מייצרת, אך מעולם לא ראו אותה בפעולה, והניחו כי מדובר במעין שריד אבולוציוני של המערכת, והיא אינה פעילה בחיידקים האלה. החוקרים ידעו עוד כי המערכת משותקת משום שבמרכזו של אחד הגנים החיוניים להפעלתה תקוע גנום של בקטריופאג` – נגיף התוקף את החיידקים.

שיתוף פעולה ייחודי

חוקרים באוניברסיטת תל אביב הופתעו בעת האחרונה לגלות כי הגנים של המערכת הזו כן פעילים אצל חיידקי ליסטריה, בעת שהחיידקים לכודים בתוך תא בולעני כזה של מערכת החיסון. ד"ר ענת הרשקוביץ (Herskovits) מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה, ותלמיד המחקר לב רבינוביץ`, בחנו כיצד הדבר ייתכן, וגילו ממצא מרתק: כשחיידק הליסטריה נבלע בידי תא של מערכת החיסון, מתנתקים הגנים של הפאג` ממקומם, מאפשרים לגן המנותק של המערכת להתחבר, וכך היא שבה לפעול כסדרה. "במהלך ההדבקה החיידק נמצא בסביבה עויינת, והפאג`, שאינו מסוגל לשרוד בגוף שלנו בלי החיידק, יודע כביכול שהחיידק זקוק לגן הזה", מסבירה ד"ר הרשקוביץ. "לכן הווירוס פשוט מתנתק זמנים מתוך ה-DNA של החיידק, ומאפשר לגן הקטוע לשוב ולהתחבר, ולתפקד כרגיל. התהליך הזה מבוקר מאוד, וכשהסכנה הקיומית חולפת, הפאג` מחזיר את הגנים שלו בדיוק לאותו מקום בגנום של החיידק". המחקר, שפורסם בעת האחרונה בכתב העת המדעי החשוב Cell, מדגים בפעם הראשונה שיתוף פעולה כזה, המכונה "סימביוזה", בין חיידק לבין וירוס התוקף אותו. חשוב לציין כי בתנאים נוחים יותר לחיידק, למשל בתרבית רגילה, הנגיף נוהג כטפיל לכל דבר, ותוקף את חיידק הליסטריה במרץ רב.

תרופות חדשות

הגילוי בדבר הסימביוזה המפתיעה מעורר עניין רב בקהילה המדעית, וגם בעולם הרפואי. אם הנגיף חיוני לחיידק כדי שיצליח להדביק אותנו לגרום לזיהום, אולי פגיעה ישירה בנגיף תסייע למנוע את ההדבקה? "תרופות אנטיביוטיות הן כיום כמעט הנשק היחידי שלנו נגד חיידקים, ואפשרויות הטיפול בהן פוחתות והולכות בשל התפתחות של חיידקים עמידים", מסבירה ד"ר הרשקוביץ. "אם הווירוס עוזר לחיידק, יכול הליות שפגיעה בווירוסים תהיה גישה חדשה לגמרי. זה פותח פתח חדש להסתכל על הדברים האלה". אפשר בהחלט להניח כי התופעה אינה ייחודית לליסטריה, ואם היא התגלתה בחיידק הזה, יכול מאוד להיות שהיא קיימת בחיידקים נוספים. במצב כזה, כמובן, הפוטנציאל של הגישה הרפואית החדשנית רחב מאוד. החוקרים מחפשים כעת עוד מערכות כאלה, וגם מנסים להבין טוב יותר את המערכת הקיימת בליסטריה, ולגלות כיצד מתקיים הפיקוח על התהליך: כיצד יודע הווירוס מתי לצאת מהגנום של החיידק ומתי לחזור אליו, ואיך הוא מכוון עצמו למיקום המדוייק. מידע מפורט על התהליכים האלה יסייע בפיתוח אותן תרופות חדשות ומבטיחות.

פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת ב וגם ב"תפוז בלוגים"

הנשק הביולוגי של אסד - רונן סולומון

לא רק כימי: לאסד נשק ביולוגי רב.

לסוריה יש נשק ביולוגי, והרבה. הסיבה היחידה שהנשק הבילוגי הסורי אינו נמצא במוקד תשומת הלב העולמית קשורה לכך שעדיין לא נעשה בו שימוש. אם הסורים היו מפעילים גם את הנשק הביולוגי שברשותם, ולא רק נשק כימי, ארצות הברית הייתה "מתעוררת" כבר מזמן (כאילו שמאה אלף הרוגים במלחמת האזרחים עד כה מנשק "קונבנציונאלי" לא היו סיבה טובה מספיק להתערבות בינלאומית).

לוחמה ביולוגית מושגת באמצעות שימוש בחידקים ונגיפים (כדוג' אנתרקס, אבולה, סארס) או ברעלן (כדוגמת בוטוליניום טוקסין, ריצין) המשמשים כנשק להשמדה המונית, בפיתוח לוחמה ביולוגית משתמשים בדרך כלל במיקרואורגניזם טבעיים ואלימים. עיראק עסקה שנים רבות בפיתוח נשק ביולוגי והקדימה את סוריה בתחום זה ובעקבות מלחמת המפרץ השנייה, עלה החשש כי ידע זה ובעיקר זה הקשור לבדיקה, חימוש ופיזור נשק ביולוגי, זלג אל סוריה. פרויקט הנשק הביולוגי של סוריה הוא סודי, כמובן, אבל העדויות לקיומו הן רבות.

 בעדותו ב-27 פברואר 2008 בפני ועדת הסנאט בארה"ב לענייני ההגנה והמודיעין דיווח האלוף מייקל מייפלס: "לסוריה יש תכנית לפתח נשק ביולוגי באמצעות מחקר ופיתוח. תשתית הביו של סוריה מסוגלת לתמוך בפיתוח לוחמה ביולוגית מוגבלת, עם זאת, לא ידוע על הצלחה לספק מערכת נשק ביולוגי יעילה". 

לפי מחקר שערכה ד"ר ג'יל דקר, יועצת למערכת הביטחון של נאט"ו בתחומי לוחמה ביולוגית ולוחמה בטרור, עסקה סוריה בפיתוח של שלוש קטגוריות של חיידקים ונגיפים ופיתוח רעלנים. בעזרתה של רוסיה הצליחה להתאים ראשי קרב ביולוגיים מסוג אנתרקס על ראשי טילים. בסוריה, מופקדת הסוכנות הסורית למחקרים מדעיים גם על המחקר, הפיתוח והייצור של הנשק הביולוגי. חלק גדול מהמחקר והפיתוח נעשה במעבדות של הסוכנות הממוקמות בפאתי דמשק והחלק השני עוסק במספר תכניות לייצור חיידקים ונגיפים (אנתרקס, אבעבועות שחורות, כולרה, ריצין, טולרמיה, בוטוליזם) הפועלות בעיר חאלב. 

רוב האופרציה להשגת נשק ביולוגי פועלת בחסות תעשיית הפרמצבטיקה. לסוריה מומחיות רבה בטיפוח תעשייה לייצור חיסונים לטיפול באנתרקס ואבעבועות שחורות. סוריה השתמשה בהרחבת תעשיית התרופות שלה ככיסוי לרכישות הקשורות לתכנית הנשק הכימי שלה וכיום נחשב ענף התרופות בסוריה לאחד מהמפותחים ביותר במזרח התיכון. תעשיית התרופות מפוקחת באופן פורמלי על ידי משרד הבריאות אולם באופן ישיר על ידי התעשיות הצבאיות במשרד הביטחון והמודיעין הסורי. 

לצורך פיתוח הנשק הכימי והביולוגי הקימה סוריה מספר מפעלים וחברות קש ביו-רפואיות שרכשו טכנולוגיות לשימוש דואלי ממדינות במערב אירופה (גרמניה, בריטניה , הולנד, צרפת), ארצות הברית ורוסיה. לאלו מסייע הארגון הסחר חוץ הסורי למוצרי תרופות (SAYDALAYA) היושב בפינת הרחובות אבו פיראס ואל חמדני בדמשק. החברה הביו רפואית "בקסטר" לאספקת ציוד לבתי חולים, מכרה בשנות ה-90 של המאה הקודמת ציוד למפעל לייצור עירויי נוזלים עבור משרד הביטחון הסורי ששימש לפרויקט הנשק הביולוגי והכימי של סוריה.

חיילים בצבא ארצות הברית ממוגנים כנגד לוחמה ביולוגית וכימית 
צילום: צבא ארצות הברית 

חברות "טאמקו" ו"דימאס", המופקדות על היבוא הסורי של כימיקלים ותרופות מעובדים, נשלטות על ידי משרד התעשייה הסורי ומעסיקות כ-900 עובדים באתר הייצור העיקרי בדמשק ומפעל שני, שנבנה בעיר חאלב בשנות ה -80 על ידי קונסורציום של חברות תרופות צרפתיות. מספר שנים מאוחר יותר הושבת המפעל למשך תקופה והערכה היא שהוסב לייצור נשק כימי. מפעל "דימאס" (עירויי דם ותעשיות רפואיות) נשלט ישירות על ידי משרד הגנה הסורי, והוא היצרן של סרום בסוריה. העדויות מצביעות על כך שחלק מההשקעות בענף התרופות, שמהווה את התשתית לנשק הביולוגי הסורי, הגיעו מאיש העסקים הסורי, סאיב נחאס, בעל קשרי מסחר בעיראק ובעולם כולו. כפי הנראה הוא מעמיד את קשריו לא לא פעם לטובת חבריו במודיעין הסורי.

פורסם ב-Israel Defense

סקס קטלני - איתי נבו

 רבייה מינית מאפשרת לפטרייה מסוכנת לפתח עמידות לתרופות

Candida albicans היא פטרייה הגורמת למחלות, ומוכרת לרובנו מזיהומים של הנרתיק, או של חלל הפה. ואולם, אצל פצועים וחולים שמערכת החיסון שלהם מוחלשת, גורמת הפטריה לזיהומים קטלניים – מעריכים שהם גורמים בכל שנה למותם של מאות אלפי בני אדם ברחבי העולם. אם אין די בכך, הפטריה גם מגלה עמידות גוברת והולכת לטיפולים תרופתיים. גילוי של חוקרים ישראלים עשוי לסלול דרך למאבק יעיל יותר בפטריה, בזכות הבנה טובה יותר של חיי המין שלה. עד כה, ידעו החוקרים כי הקנדידה מתרבה רק באמצעות חלוקת תאים פשוטה, שבה כל תא, זהה כמעט לקודמו. בכל תא כזה, יש שני עותקים של החומר הגנטי, ממש כמו בתאים של בני אדם, ולכן התאים מכונים דיפלואידים (diploid). רבייה כזו אופיינית לצורות חיים פשוטות יחסית, כמו חיידקים למשל.

Candida albicans במיקרוסקופ אלקטרונים סורק
המקור: Vader1941, Wikimedia commons

עותק יחיד

במחקר החדש גילו חוקרים מהמחלקה למיקרוביולוגיה מולקולרית וביוטכנולוגיה באוניברסיטת ת"א, כי בתנאים מסויימים עוברת פטריית הקנדידה לרבייה מינית. בדרך הרבייה הזו נוצרים במקום התאים הדיפלואידיים, תאים המכילים רק עותק יחיד של החומר הגנטי, המכונים הפלואידים (haploid). מבחינה ביולוגית, הם דומים לתאי הזרע והביצית שלנו, שבכל אחד מהם יש רק עותק אחד של הכרומוזומים (23 אצל בני אדם, שמונה אצל הפטריה) – ואיחוד שלהם לתא אחד יוצר תא דיפלואידי חדש. "לא ידענו על קיומם של התאים האלה אצל הפטריה, והגילוי מאפשר לנו להבין טוב יותר כיצד נוצר מגוון שינויים בתאי הפטריה, במיוחד כשהיא מפתחת עמידות לתרופות", אומרת פרופ` יהודית ברמן, ראש צוות המחקר. "בנוסף, גילוי תאים שיש בהם רק עותק אחד של החומר הגנטי, מאפשר לחוקרים לעבוד עם התאים בקלות רבה יותר, ולפתח ביעילות גבוהה יותר תרופות נגד הפטריה".

מיניות בשעת מצוקה

החוקרים עדיין אינם יודעים בדיוק מה גורם לפטריה לעבור מרבייה רגילה לרבייה מינית. במאמר בכתב העת Nature, מציגים ברמן ועמיתיה ממכמה מוסדות מחקר בארה"ב, בסינגפור ובטייוואן, ממצאים כי אחד הגורמים עלול להיות מצוקה של הפטריה, למשל נוכח חשיפה לתרופות. זה מחזק את החשד כי המנגנון הזה מסייע להגברת העמידות לתרופות, ובשלב הבא מתכוונים החוקרים לחפש בתאים ההפלואידיים את הגנים האחראים להתמודדות הפטריה עם תרופות, בנסיון לאתר חומרים שהפטריה מתקשה להתמודד עמם, ויוכלו לשמש בסיס לתרופות חדשות. "שלא כמו בתרופות אנטיביוטיות, הפועלות על חיידקים, תא הפטריה דומה יחסית לתאים של בני אדם, וקשה הרבה יותר למצוא חומרים שיפגעו רק בפטריה, בלי לסכן רקמות בריאות", מסבירה ברמן.

הגילוי של ברמן ועמיתיה עשוי לסלול את הדרך להבנה טובה יותר בדבר דרכי הרבייה של פטריות נוספות הגורמות למחלות. הנושא הזה הופך מרכזי יותר ויותר ברפואה עם התרבותם של חולים בעלי מערכת חיסונית מוחלשת, כמו חולי סרטן ואיידס, או מושתלי איברים.

המאמר ב-Nature

פורסם במקור בבלוג המאור הקטן של רשת ב וגם ב"תפוז בלוגים"

לנטרל את גורמי המחלה - אמיר רוזנבליט

 

חלבון טבעי שהוא תרופה מבטיחה נגד מחלות  

ד״ר אלי לואיס, חוקר מאוניברסיטת בן־גוריון שבנגב, מדווח על הבטחה חדשה בעקבות כמה מחקרים פרה-קליניים עם החלבון AAT) Alpha-1-antitrypsin). חלק ממחקרים אלו קשורים בגלסיה (Glassia), תרופה המיוצרת על ידי חברת התרופות הישראלית קמהדע. "לאחרונה הצגנו מחקרים המראים כי AAT, המיוצר בין היתר על ידי קמהדע בשם גלסיה, עשוי לשמש כטיפול יעיל ובטוח בכמה מחלות", מסביר ד״ר לואיס, מנהל המעבדה לחקר איי הלבלב, במחלקה לביוכימיה קלינית ופרמקולוגיה בפקולטה למדעי הבריאות. "המחקרים, שהוצגו בכנס מדעי יוקרתי בגלזגו, סקוטלנד, מציגים תכונות טיפוליות חדשות של AAT, חלבון המעורר לאחרונה תשומת לב עולמית. ממצאים אלו מציגים דרכים שבהן אפשר לבקר את פעילות מערכת החיסון באופן רלוונטי ובטוח."

"התוצאות שלנו מראות" מסביר ד״ר לואיס, "כי AAT מבקר את פעילות תאי מערכת החיסון מסוג B, ובכך מקנה תוחלת (פרוגנוזה) טובה יותר בהשתלות איברים. יתר על כן, עכברים שטופלו ב-AAT מציגים עלייה משמעותית ברמה של חלבונים אנטי־דלקתיים כגון  10-IL ו-IL-1Ra."

אחת המסקנות העיקריות מהמחקרים האלו, שהוצגו בכנס בגלזגו ופורסמו בכתב־העת Immunology, היא שנוכחותו של AAT מקטינה את הסבירות לדחיית שתל. השתלת תאים ממקור לא אנושי אצל בני אדם (כדי להתגבר על המחסור החמור באיברים) זוכה ליתרון משמעותי על ידי הוספת AAT.

מנגנון ההגנה של הגוף

נוסף על כך, נמצא כי נוכחות AAT חוסמת חלבונים פרו־דלקתיים שתורמים משמעותית להתקדמותו של מחלות. לדוגמה, בנוכחות AAT יש עיכוב במספרם של Heat Shock Proteins, קבוצה של חלבונים דלקתיים שפעילים גם בסוכרת נעורים מסוג 1. "חלבונים אלו מוכרים היום כאלמנטים הדורשים עיכוב; העובדה ש-AAT נקשר אליהם ומנטרל אותם חשובה ביותר", אומר לואיס.

״במחקר אחר שפורסם הראינו כי לעכברים החולים בדלקת ריאות חיידקית ולעכברים עם זיהום בטני שטופלו ב-AAT פרוגנוזה טובה יותר בהשוואה לעכברים לא מטופלים. ההשערה היא ש-AAT אינו מאפשר התיישבות של חיידקים ברקמה ועל ידי כך מונע זיהום. "לאנשים שלהם, מסיבות גנטיות, רמות נמוכות יותר של AAT, יש שיעור גבוה יותר של דלקות ריאות חיידקיות, ותדירותן מופחתת באופן דרמטי על ידי הטיפול ב-AAT. בזמן דלקת הגוף שלנו מנסה להעלות את רמות AAT כמנגנון הגנה", מסביר ד״ר לואיס. "כגישה טיפולית, תמיד נעדיף לתת לגוף את מה שהוא כבר מייצר בעצמו אבל נכשל בכמות ובתזמון הייצור."

המנגנון שמאחורי התוצאות האלו עדיין נבדק והחוקרים שוקלים כמה נתיבים להמשך המחקר. "נראה כי חיידקים מסוגים שונים מנצלים את הדלקת ואת ההרס של הרקמה המתלווה אליה לטובתם כדי להתגבר על מערכת החיסון ולחדור לגופנו", אומר ד״ר לואיס. "AAT מונע דלקת ונזק רקמתי בשלב זה של הזיהום, ועל ידי כך אינו מאפשר לחיידק להתרבות בגוף. כעדות תומכת, שני מקומות נוספים שבהם נוצר AAT באופן טבעי בגופנו הם הריאות והמעיים, החשופים מטבעם לחיידקים. היכולת להגן על הרקמה מבדילה את AAT משאר הטיפולים האנטי־דלקתיים. סטרואידים או אספירין אינם מגנים על רקמות, להפך - בדרך כלל אפשר לראות נזק הקשור לטיפולים אלו."

לאחרונה הראו חוקרים מרחבי העולם, בשיתוף עם מעבדתו של ד״ר לואיס, כי AAT הוא בעל תכונות מולקולריות ייחודיות, האחראיות לתפקודים האנטי־דלקתיים שלו, כמו גם יכולת אנטי־בקטריאלית, תכונת שמירה על רקמות ובקרת פעילות מערכת החיסון. לואיס ועמיתיו מצאו לאחרונה עדויות לכך ש-AAT עשוי לפעול להפחתה בנזק לרקמות הלב הנגרם בעקבות אוטם שריר הלב. לפעילות זו תועלת קלינית רבה בחולי לב והיא משפרת את הפרוגנוזה ואת התאוששות החולים לאחר אירוע לב.

חוקרי קמהדע פרסמו דוח ביניים מניסוי קליני שלב 2 הנעשה בישראל, בחולים שאובחנו לאחרונה כחולים בסוכרת מסוג 1 ושמטופלים בגלסיה, תרופה המכילה AAT. התוצאות הראו מגמה חיובית במאפיינים השונים של המחלה. נראה כי להשפעה של AAT כמוריד דלקת ומונע נזק רקמתי יש יתרון חשוב במקרה של אבחון מוקדם של סוכרת מסוג 1.

מחלות אחרות שבהן נדרשת גישה אנטי־דלקתית על ידי בקרה בטוחה של מערכת החיסון הן סוכרת מסוג 2, טרשת נפוצה, דלקת פרקים שגרונית ועוד. ❖

 

ד״ר אלי לואיס
צילום: דני מכליס, אוניברסיטת בן־גוריון בנגב

פורסם ב"גליליאו", 173: ינואר 2013

חיים במאדים? - עמרי ונדל

 

סימני חיים: מהי התגלית המסקרנת של קיוריוסיטי

פחות מארבעה חודשים לאחר שהחל לחקור את אזור המשווה של המאדים שידר רכב השטח של NASA, קיוריוסיטי (Curiosity) ממצא שעשוי לסמן פריצת דרך בחיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ.

רכב החלל קיוריוסיטי. האם התגלה חומר אורגני במאדים?
NASA/JPL-Caltech

משימת החלל, ששמה המלא הוא  Mars Science Laboratory Project שוגרה לפני כשנה במטרה לחקור את התאמתו של מאדים לחיים אורגניים בעבר ובהווה. רכב השטח קיוריוסיטי מצויד במכשירי צילום, וכן במכשירים המודדים ומנתחים את המינרלים המצויים בדגימות הקרקע והסלע שאותן הוא אוסף באמצעות זרוע רובוטית - ואת ההרכב הכימי שלהן. הרכב נחת במכתש גייל (Gale),  שקע בקוטר של כקילומטר, שמשערים שהכיל אגם קדום. כבר בתחילת פעילותו, בסוף ספטמבר, שידר קיוריוסיטי סימנים המעידים על נוכחות מים בעבר במכתש גייל - תרכובות הנוצרות בסביבה מימית וחלוקים מעוגלים, שייתכן שעוצבו על ידי מים זורמים.

החיים המוכרים לנו בכדור הארץ מאופיינים על ידי שלושה גורמים: מים, אנרגיה וכימיה אורגנית המבוססת על פחמן. קודמיו של קיוריוסיטי, כלי רכב השטח ספיריט (Spirit) ואופרטיוניטי (Opportunity), שהחלו את פעולתם בשנת 2005 ואחד מהם עדיין פעיל כיום - התמקדו בחיפוש סימנים גאולוגיים להימצאות מים נוזליים במאדים בעבר הרחוק. קרח התגלה באזורי הקוטב של מאדים על ידי הנחתת פניקס (Phoenix) לפני כשנתיים.  

המשימה הנוכחית אינה מזניחה את חקר המים, אך ממוקדת בזיהוי תרכובות אורגניות. לשם כך צויד הרכב במעבדה כימית קומפקטית בגודל של תנור מיקרוגל ביתי ממוצע, הנקראת Sample Analysis at Mars, או בקיצור SAM, ומסוגלת לזהות מולקולות אורגניות מורכבות בריכוז של כמה חלקים למיליארד. היא עושה זאת באמצעות אנליזה כימית של דוגמאות העפר והסלע הנחפרות באמצעות הזרוע הרובוטית. באחת ממגוון השיטות, הדגימה מחוממת לטמפרטורה גבוהה, והרכב הגזים המתנדפים נמדד באמצעות ספקטרומטר מאסות וכרומטוגרף גזים.

הניסיון הראשון לגלות פעילות ביולוגית במאדים נערך במשימה ויקינג (Viking) - זוג חלליות שנחתו בשתי נקודות  על פני מאדים בשנת 1976 . הן הכילו תא לעריכת ניסויים ביולוגיים־כימיים על דגימות קרקע מאדימית, וניסו לגלות פעילות של חילוף חומרים עם חומרי מזון מסומנים רדיואקטיבית שהובאו מכדור הארץ. אז התקבלו תוצאות שנויות במחלוקת, והמחקר הוכרע לבסוף על ידי מדידה בספקטרוגרף מאסות, שלא גילה סימן למולקולות אורגניות. גילוי חומרים אורגניים כעת יוכל להפוך על פיה את הפרשנות לניסויים שנערכו על מאדים לפני 36 שנה.

במסיבת עיתונאים שנערכה בכנס האגודה הגאופיזית של ארצות־הברית בסן־פרנסיסקו ב־3 בדצמבר 2012 הודיע הצוות המדעי של קיוריוסיטי על ממצאים מניתוח הרכב קרקע המאדים על ידי מעבדת המחקר SAM. בין השאר נמצאו מולקולות של מימן גופריתי ושל מתאן, שבו אחד או יותר מאטומי המימן הוחלף בכלור, כמו CClH₃. ממצאים אלה עשויים לרמז על הימצאות חומר אורגני.

אם יוכח כי חומר אורגני זה נוצר על פני מאדים (ולא הובא למאדים מבחוץ, למשל על ידי החללית עצמה או במטאוריטים פחמניים שהגיעו למאדים מהחלל), נוכל ללמוד על התפתחות החיים על פני כדור הארץ הקדום, כמו גם על התפתחות חיים בכוכבי לכת אחרים. ממצא מעניין נוסף הוא כי היחס דאוטריום (איזוטופ כבד של מימן) למימן  (D/H) במאדים גדול פי חמישה מהיחס בכדור הארץ. ההשערה היא שתופעה זו קשורה לכוח המשיכה הקטן יותר של המאדים, לכן הדאוטריום, הכבד יותר, מתנדף פחות מהמימן ונותר ביחס גבוה יותר מבכדור הארץ. ממצא זה עשוי ללמד על הרכב האטמוספרה הקדומה של מאדים ועל התנדפותה.

המדען הראשי של קיוריוסיטי, ג׳ון גרוצינגר (Grotzinger) סיכם כי עדיין מוקדם לקבוע אם קיוריוסיטי גילתה חומר אורגני במאדים, וכי הדרך ארוכה עד שאפשר יהיה לקבוע אם הפחמן שנמצא הגיע מחומר אורגני או אף ביוטי, שמקורו במאדים. עם זאת, עצם פעולתם התקינה והמשולבת של כל עשרת מכשירי המדידה של קיוריוסיטי מהווה הישג יוצא דופן ומבטיח פעולה חלקה וסיכויים להישגים ותוצאות במשך השנתיים שבהן המשימה מתוכננת להמשיך.

פורסם  במקור ב"גליליאו" 173: ינואר 2013 

ביטוי ובקרה - גליה אריאל

בכל אחד מהגנים שאותו אנו נושאים שוכן רצף DNA קצר, המהווה מקטע בקרה, והם אלה שאחראים להתפתחות גוף האדם. פענוח שלהם יכול להוביל לריפוי שיבושים בגנים

Jerome Walker

עם פענוח גנום האדם הושלם זיהוים של כ־20 אלף הגנים של האדם. בסמוך לכל אחד מאותם גנים שוכן רצף DNA קצר, המהווה מקטע בקרה: קשירת חלבון למקטע זה קובעת אם אותו גן יתבטא, מתי, ובאיזו כמות. חשיבותם של מקטעים קצרים אלה אינה נופלת מזו של הגנים עצמם ואולי אף עולה עליהם: הם אלה שאחראים להתפתחות הנכונה של האיברים והרקמות בעובר; הם אלה שקובעים כי תאי העין - ורק הם - יכילו מולקולות רגישות לאור, וכי תאי לבלב מסוימים ־ ורק הם - יפרישו אינסולין; והם שמנחים את מערכות הגוף כיצד להתמודד עם איומים חיצוניים. כ־90% מהשינויים הגנטיים (מוטציות) הגורמים למחלות בבני אדם מצויים באזורי בקרה אלה. לכן, הבנה מעמיקה של אופן פעולתם ושל השיבושים הנגרמים בהם תסייע בפיתוח דרכי ריפוי ממוקדות, המותאמות אישית לכל חולה.

על אף חשיבותם הרבה, מנגנוני הפעילות של גורמי הבקרה עדיין אינם מובנים. כעת הצליח צוות מדענים בראשותו של ד״ר עידו עמית מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן למדע, בשיתוף מדענים ממכון ברוד (Broad) שבמסצ׳וסטס, ארצות־הברית, ובהם מנואל גרבר וניר יוסף, וכן אביב רגב וניר פרידמן מהאוניברסיטה העברית, לפתח שיטה מתקדמת לסריקה ולמיפוי של גורמי הבקרה. ממצאי המחקר, שהתפרסמו בכתב־העת המדעי Molecular Cell, חושפים את עקרונות הפעולה של ״קודי הבקרה" של הגנום: מתברר שגורמי הבקרה פועלים באופן היררכי והם מחולקים לשלוש דרגות. החוקרים מיפו את פעילותם של 50 גורמי בקרה, בנקודות זמן שונות, בתאי חיסון שנחשפו לחיידק, וכך הצליחו לחשוף את פרטי הפרטים של המנגנונים המבקרים תגובה חיסונית מסוג זה.

"בימים אלה מתקיים מרוץ דומה בחשיבותו ובמורכבותו למיפוי גנום האדם - המאמץ להבין את השינויים הגנטיים באזורי הבקרה, ואת הקשר שלהם למחלות ולשונות בין בני אדם", אומר ד״ר עמית. "המרוץ הזה נתקל במכשול משמעותי: התהליך שבאמצעותו ממפים מנגנוני בקרה מזה 30 שנה הוא מורכב, מסובך ואטי, משום שהוא נעשה באופן ידני, דוגמה אחר דוגמה. לפיכך נעשו מחקרים כאלה רק על ידי צוותי ענק של מדענים. באמצעות השיטה החדשה הצלחנו - קומץ אנשים - לבצע מחקר בקנה המידה זהה, אך בחלקיק מהזמן. "המטרה היא לזהות את החלבונים (המכונים "גורמי שעתוק") הנקשרים לרצפי הבקרה, ולקבוע איזה חלבון נקשר לאיזה רצף, באיזה תא ובאיזה מצב. לשם כך מקובעים החלבונים ל-DNA, ולאחר מכן ה-DNA עובר פענוח (״ריצוף״) לצורך קביעת המיקום המדויק שבו נקשר החלבון לגנום. השיטה שפיתח ד״ר עמית משלבת אוטומציה מתקדמת ושיטות חישוביות, ובוחנת במקביל כמות גדולה של חלבונים. 

גורמי הבקרה מתחלקים באופן היררכי לשלוש רמות. גורמי הרמה הגבוהה ביותר (למעלה) משפיעים על מצב החומר הגננוי, וכך קובעים את זהותו הבסיסית של התא. גורמי הרמה השנייה קובעים את רמות הביטוי של הגנים וכך מעצבים את תכונותיו של התא. גורמי הרמה השלישית דינמיים יותר, ומפעילים גנים בתגובה למצבי גוף משתנים

היררכיה חלבונית

המדענים חשפו תאים מסוימים של מערכת החיסון לחיידקים, ולאחר מכן עקבו אחר 50 חלבוני בקרה, הידועים כחשובים לתגובה החיסונית, בארבע נקודות זמן שונות. כך עלה בידיהם לזהות את אתרי הקישור שאליהם נקשרים חלבוני הבקרה, לקבוע אילו גנים הם מפעילים, באיזו רמה, ובאילו מנגנונים. נוסף על כך, הם גילו כי קיימת היררכיה בפעילותם של 50 החלבונים, וכי אפשר לסווג אותם לאחת משלוש רמות: הרמה הראשונה של גורמי בקרה היא הקובעת את זהותו הבסיסית של התא ואת מסלול ההתמיינות שלו. גורמי בקרה אלה מסוגלים לבדם לקבוע את תכונות התאים המרכיבים את רקמות השריר, את אלה היוצרים את מערכת העצבים, וכדומה. בעוד הרמה הראשונה של גורמי הבקרה יוצרת חלוקה גסה לזהויות בסיסיות של תאים, הרמה השנייה קובעת תת־זהויות, באמצעות בקרת עוצמת הביטוי של הגנים. כך נוצרים, לדוגמה, ההבדלים בין תאים שונים של מערכת החיסון, או בין תאי שריר חלק לבין תאי שריר משורטט. הרמה השלישית של הבקרה היא הספציפית ביותר, ומשפיעה על ביטויים של גנים מסוימים. ברמה זו נקבעת תגובת התאים לגורמים חיצוניים: פלישת חיידקים, איתות הורמונלי, רעב ועוד.

הבנת המבנה ההיררכי מאפשרת לחזות כיצד יתבטאו מחלות הנגרמות עקב פגמים בגורמי הבקרה. שיבושים בגורמי בקרה מהרמה השלישית עלולים לפגוע, לדוגמה, ביכולתו של הגוף להתמודד עם מחלות נגיפיות. שיבושים בגורמי הבקרה מהרמה הראשונה עשויים לגרום לוקמיה, משום שבמחלה זאת נפגעים מסלולי ההתמיינות של תאי הדם. נוסף על כך, בהבנה מעמיקה של תוכנית הבקרה טמון גם פוטנציאל בתחום הרפואה השיקומית, שכן היא מאפשרת לגרום להתמיינות מחודשת של תאים באמצעות גורמי הבקרה המתאימים. חולים הזקוקים להשתלת תאים מסוג מסוים יוכלו להשתמש בתאים שלהס־עצמם לאחר שימוינו מחדש, וכך להתגבר על הקושי שבמציאת תורם מתאים.

מימין: ד"ר רוני בלכר, ד"ר זהר ברנט יצחקי, חמוטל בורנשטין וד"ר עידו עמית
צילום: מכון ויצמן למדע

"השיטה החדשה למיפוי תוכנית הבקרה הגנטית פותחת אפיקים חדשים למדידת תהליכים ביולוגיים ולהבנה עמוקה שלהם, וכך תסייע להבין את השיבושים הגורמים למחלות שונות", אומר ד״ר עמית. "דוגמה לכך היא מחלת הלוקמיה, שקשורה בגורמי בקרה כאלה. תהליכי מחלה זו נחקרים על ידי בימים אלה, בשיתוף פרופ׳ שי יזרעאלי מהמרכז הרפואי בתל השומר." 

פורסם ב"גליליאו", 173: ינואר 2013

נגיפים באוויר - ליאור שמיר

 

האם נגיף האבולה מועבר באוויר?

נגיף האבולה (Ebola) הוא אחד הנגיפים האלימים והמסוכנים ביותר. למחלה הנגרמת ממנו ("מחלת נגיף האבולה" - EVD) אין תרופה או חיסון, וכ-70% ממקרי ההדבקות בו מסתיימים במוות. לכן התפרצות של מגפת אבולה היא אחד התרחישים הקשים ביותר מהם חוששים ארגוני הבריאות העולמיים והמקומיים. למרבה המזל, נראה שאף אחד מנגיפי האבולה אינו מועבר דרך האוויר, ולכן במקרה של מגפה אפשר להישמר מפניו על ידי הימנעות ממגע. 

נגיף האבולה: הקופים נדבקו ללא מגע ישיר עם החזירים
Florida International University

ואולם, מניסוי שנערך לאחרונה באוניברסיטת מניטובה ובסוכנות הקנדית לבקרת מזון, עולה אפשרות שבנסיבות מסוימות יכול נגיף האבולה להיות מועבר גם דרך האוויר. במסגרת הניסוי שהו ארבעה גורי חזירים שנשאו את הנגיף בחלל משותף עם ארבעה קופי מקוק בריאים, אולם מכשול מנע מגע פיזי בין הקופים לחזירים. לאחר כשבוע נדבקו שניים מהקופים במחלה, וימים ספורים לאחר מכן נדבקו גם שני הקופים הנותרים. העובדה שהקופים נדבקו ללא מגע פיזי ישיר עם החזירים מצביעה על אפשרות שהנגיף יכול להיות מועבר בתנאים מסוימים דרך האוויר. אפשרות אחרת היא שטיפות מים שניתזו בזמן ניקוי תאי החזירים הגיעו לשטח המחיה של הקופים וגרמו להם להידבק. אמנם עדיין לא נרשמו מקרים שבהם בני אדם נדבקו באבולה דרך האוויר, אבל החוקרים טוענים שיש לפקח על תעשיית גידול החזירים המתפתחת באפריקה,  למשל על ידי הגנה על חוות הגידול מפני גישת עטלפים, הנחשבים לנשאים של המחלה.

המאמר

פורסם  במקור ב"גליליאו" 173: ינואר 2013  (הכותרת  המקורית  "חיידקים באוויר"  נערכה)