באנטיביוטיקות תעשה לך מלחמה

חוקרים באוניברסיטה העברית פיתחו אנטיביוטיקה נגד חיידקים העמידים לאנטיביוטיקה

מחקר פורץ דרך של ד"ר צבי חיוקה ועמיתיו במכון לביוכימיה, מדעי המזון והתזונה בפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, הביא לפיתוח אנטיביוטיקה ייחודית המסוגלת להרוג ביעילות רבה חיידקים שנמצאו כעמידים במיוחד בפני טיפול אנטיביוטי מבלי לפגוע בתאי המאחסן.

המחקר, שפורסם בכתב העת הכימי היוקרתי Angewandte Chemie הוגדר כמחקר חשוב ביותר בתחום האנטיביוטיקה. החוקרים מעריכים שממצאי מחקר זה יסייעו לפיתוח אנטיביוטיקות חדשות ולהפחתת תמותה שמקורה במחלות זיהומיות בעתיד.

חיידקי Klebsiella pneumoniae עמידים (MDR)
David Dorward,  National Institute of Allergy and Infectious Diseases

לאור השימוש הרחב באנטיביוטיקה, סוגי חיידקים רבים פיתחו יכולות עמידות כלפיה. עובדה זו מעמידה את הרפואה המודרנית בפני משבר גדול בהתמודדות עם מחלות זיהומיות. על כן, פיתוח אנטיביוטיקות חדשות מהווה אתגר בעל חשיבות עליונה במחקרים העוסקים בתחום. אחד מהגילויים הראשונים בהבנת יכולת ההתגוננות של אורגניזמים שונים מפני חיידקים היה  "פפטיד" שבודד מעורה של צפרדע ונמצא כמגן מפני זיהומים.  פפטידים הם שרשראות הבנויות מחומצות אמיניות שונות שמהוות אבני בניין ליצירת חלבונים בגוף האדם. כיום ידוע שאורגניזמים שונים כמו בני אדם, צמחים, פטריות ועוד מפרישים באופן טבעי פפטידים שונים בעלי פעילות אנטי-מיקרוביאלית, המאפשרים לאורגניזם התמודדות עם חיידקים, כחלק מהמערכת החיסונית.

במעבדה של דר' צבי חיוקה מהמכון לביוכימיה, מדעי המזון והתזונה בפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית מפתחים בימים אלה דור חדש של אנטיביוטיקות מבוססות פפטידים. על בסיס התכונות של הפפטידים האנטי מיקרוביאלים הטבעיים, הוכנו תערובות פפטידים הבנויים כולם מחזרות אקראיות של שתי חומצות אמיניות בעלות התכונות הנדרשות לפעילות נגד חיידקים, אך שונים זה מזה בסדר חומצות האמינו בשרשרת.

החוקרים הצליחו להראות שחומרים אלו הורגים חיידקים רבים ביעילות רבה, ובכלל זה חיידקים שבודדו מחולים ונמצאו כעמידים מאוד לאנטיביוטיקות שונות. בשיתוף פעולה עם דר' מקסים ריידנוב מהמכון הלאומי לפיסיקה באנגליה, החוקרים הצליחו לחזות במנגנון הפעילות האנטי מיקרוביאלי של הפפטידים. נמצא שתערובות הפפטידים מחוררות ממברנת חיידק מלאכותית בצורה מאורגנת על ידי כניסה לממברנה ויצירת תעלות (pores). עם זאת, החומרים פגעו גם בכדוריות דם אדומות, דבר המהווה ממצא בעייתי משום שרצוי שאנטיביוטיקה תהיה בטוחה לתאי המאחסן.

לאחר מאמץ מחקרי נוסף, ראו החוקרים כי בעת שינוי כימי מסוים של אותן תערובות פפטידים, הפעילות האנטי מיקרוביאלית נשמרה והרעילות לתאי המאחסן נעלמה. כלומר, בעזרת שינוי כימי זה הצליחו החוקרים לתכנן חומרים שפוגעים בממברנות חיידקים בלבד מבלי לפגוע בתאי המאחסן.

המחקר יוצא דופן בזכות אופי האנטיביוטיקה שפותחה. החוקרים מעריכים כי תערובות פפטידים אלו מהוות אתגר לפיתוח עמידות בחיידקים. בנוסף, מדובר ביכולת פורצת דרך של החוקרים לראות על ממברנת חיידק מלאכותית את אופן הפעולה של החומרים שפותחו.

המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת הכימי היוקרתי Angewandte Chemie והוגדר כמחקר חשוב מאוד בתחום האנטיביוטיקה. החוקרים אף מעריכים כי לממצאי מחקר זה פוטנציאל גדול לפיתוח אנטיביוטיקות חדשות ולסיוע בהפחתת תמותה שמקורה במחלות זיהומיות.

טבע הדברים, 262 (אוגוסט 2017)