חיידקים כחוליים (ציאנובקטריה - cyanobacteria) הינם חיידקים פוטוסינתטיים החיים בעיקר בסביבות אקווטיות. חיידקים אלו הופיעו לפני כשלושה מיליארד שנה והיו הגורם לאחד האירועים האבולוציוניים החשובים בהיסטוריה של כדור הארץ - עליית ריכוז החמצן באטמוספירה.
,
חיידקי Nostoc מבריכת מכללת לוינסקי , בת"א
בשל שינוי האקלים, עליית ריכוז ה-CO2 ועליית ריכוז הנוטריינטים במקווי מים כתוצאה מזיהום, חלה בעשורים האחרונים עלייה בתדירות ובעוצמה של תופעה המכונה פריחת החיידקים הכחוליים. בזמן פריחה עולה ריכוז החיידקים במים ומשנה את צבעם. פריחות אלו יכולות לגרום לנזקים רבים - הן משנות את ריכוזי החמצן במים, דבר הפוגע בדגים וחסרי חוליות שוכני קרקעית, בנוסף, מינים מסוימים של חיידקים כחוליים מיצרים מגוון רעלנים שעשויים להיות רעילים לבעלי חיים ואף לאדם. חיידקים כחוליים מהוות מזון באיכות נמוכה למינים רבים של בעלי חיים.
חלק ממיני החיידקים כחוליים יוצרים קורים (פילמנטים) שיכולים להיות מורכבים ממספר רב של תאים. בחלק מקורים אלו התאים מתחלקים לתאים פוטוסינתטיים ותאים מקבעי חנקן. פריחות של חיידקים כחוליים קוריים מהוות סכנה לחלק מבעלי החיים המסננים שכן הקורים קשים לעיכול ויכולים 'לחסום' את מערכת העיכול של בעל החיים.
צולם באוניברסיטת תל-אביב. מיקום מדויק בתיאורי התמונות.
,
חיידקים מה-Oscillatoriales בשלולית הבאסה הרצליה
אני לא יודע אם זה מה שרואים בתמונה, אבל ישנם חיידקים הטרוטרופיים הנצמדים ל-Oscillatoria כדי להנות מהחמצן שהם מייצרים
אופיר הירשברג - דוקטורנט לאקולוגיה באוניברסיטת תל אביב
אז מה זה איברמקטין בכלל? איברמקטין זו תערובת של שתי מולקולות אורגניות בעלת מבנה קצת מסובך. אל תטעו לחשוב שהמלה אורגנית מתארת פה חומר טבעי שמופק מקליפה של עץ. זה כימיקל שמופק מחיידקים במעבדה, ועובר מודיפיקציה כימית במפעל תרופות.
איברמקטין התגלה בשנות ה-70 ע"י סטושי אומורה (Omura) וויליאם קמפבל (Campbell), וזה סיפור מעניין. זה קרה אחרי שאומורה ראה שזיהום בחיידק מסויים מרפא עכברים מתולעים. החיידק, מהסוג Streptomyces, שאומורה בודד מאדמה באי הונשו. קיבל את השם Streptomyces avermectinius (a-verm, כלומר נגד תולעים).
סטושי אומורה (למעלה) וויליאם קמפבל (למטה) במעמד קבלת הפרס בשטוקהולם. צילום: Bengt Nyman. wikimedia commons
אומורה בודד מהחיידקים סדרה של חומרים שהוא קרא להם אברמקטינים, ומהר מאוד בודד מהם את החומר הכי פעיל. קמפבל, מחברת התרופות מרק, עבד ביחד עם אומורה לפתח מהחומרים האלו תרופה יעילה יותר.
אחרי מודיפיקציה כימית, וניסיונות של תערובות של כמה אברמקטינים, הם הגיעו לתערובת אידיאלית שכוללת שתי מולקולות. התערובת כונתה איברמקטין (Ivermectin), ועד היום היא נמכרת ע"י חברת מרק, שהודיעה לא מכבר שאינה ממליצה להשתמש בחומר נגד Covid-19.
איברמקטין הפכה לאחת התרופות היעילות ביותר כנגד טפילים רבים, הן בבני אדם והן כתרופה ווטרינרית. במערב אנחנו לא סובלים מזה הרבה, אבל תולעים וטפילים שונים הן בעיה רצינית בעולם המתפתח. על תרומתם למדע, ולבריאותם של מיליונים, זכו אומורה וקמפבל בפרס נובל בשנת 2015. זכיה ראויה מאוד!
אז איך איברמקטין עובד? ובכן להרבה מאוד טפילים וחרקים יש חלבון במערכת העצבים שנקרא Glutamate-gated Chloride Receptors. החלבון הזה חיוני לפעולה תקינה של מערכות העצבים של הטפילים האלו, וכאשר איברמקטין נקשר אליו, הוא גורם לחלבון הזה לפעול כאשר הוא לא אמור, מה שמוביל לשיתוק של הטפיל.
ליונקים יש חלבון די דומה לחלבון הזה, וגם אליו איברמקטין יכול להיקשר במידה מסוימת ולהפעיל אותו. מדוע אם כן איברמקטין לא רעיל ליונקים? משום שאצלנו אותו חלבון שאיברמקטין מסוגל להיקשר אליו, נמצא רק במערכת העצבים המרכזית, מאחורי מחסום הדם מוח (BBB), שאותו איברמקטין לא חוצה אלא אם הוא נלקח בכמויות גדולות. מחסום הדם מוח, הוא לא דלת כספת בלתי חדירה. הוא מאפשר להרבה דברים לעבור דרכו, ואם הריכוז שלהם בדם גבוה, אז יותר מאותו החומר גם יצליח לחצות את מחסום הדם מוח. במקרה של איברמקטין צריך כמויות אדירות של החומר, וליטול אותו במשך הרבה זמן. שזה בדיוק מה שקורה כשאנשים לוקחים את החומר הזה כטיפול פרופילקטי לאורך זמן, ובמינונים שאמורים לטפל בסוסים. וככה הופכים תרופה עם היסטוריה מדהימה, ופרופיל בטיחות מושלם, לאסון רפואי.
חלבון המטרה של האיברמקטין - Glutamate-gated Chloride Receptors המקור
לכו להתחסן, ואל תקחו איברמקטין, בטוח לא כשאתם לא יודעים אם מדובר במוצר ווטרינרי או לבני-אדם.
אז למה איברמקטין בכלל עלה כטיפול אפשרי לקוביד-19? ובכן כי יש לחומר הזה היסטוריה בכל מיני ניסויים עם נגיפי RNA אחרים, לרבות זיקה, קדחת הנילוס המערבי, דנגי, ואפילו HIV (שטכנית לא נגיף RNA, אלא רטרווירוס).
המנגנון לא ברור, אך מה שמוצע כרגע הוא שאיברמקטין חוסם את היכולת של חלבוני הנגיף להיכנס לגרעין התא ולשבש את הפעילות האנטי-נגיפית הטבעית של התא. אך לא ברור כלל אם המנגנון הזה מסביר את התצפית שנערכה רק על תרביות תאים.
חשוב לציין שהתצפית היתה רק in vitro, כלומר בצלחת עם תרביות תאים. בניסויים על חיות מודל ואפילו בני-אדם לא ראו השפעה רצינית. אחת התיאוריות להבדל בין התצפית בשורת תאים, ובמודל חי, הם המינון והזמינות הביולוגית של החומר. אז בהחלט יתכן שיש סיבה ראשונית להתעניין בחומר כאפשרות עתידית לטיפול, למרות שבאף מקרה קודם המחקר לא הצליח לחצות את הפער שבין הצלחת במעבדה לבני אדם בשטח. כרגע כל ארגוני הבריאות הגדולים, וגם היצרנית - Merck קבעו שאין ראיות חזקות שהחומר מועיל.
גם להידרוכסיכלורוקווין, אבץ, ויטמין D, ועוד כל מיני חומרים, אפשר למצוא מנגנון ביולוגי אפשרי, אבל אם אין הוכחה שהם מועילים בבני אדם, המנגנון הזה לא שווה הרבה. אפילו לאקונומיקה אפשר הרי למצוא מנגנון יפה. כנ"ל לגבי איברמקטין.
עכשיו, האם זה אומר שאין טעם לנסות לחקור איברמקטין בהקשר של קוביד-19? ברור שלא. תמיד כדאי לבצע מחקר. ואכן, מתבצעים מספר מחקרים כאלו. ואם התוצאה שלהם תהיה חיובית - מה טוב! אבל עד אז כדאי להיזהר מאנשים שמדברים על איברמקטין כטיפול יעיל, במיוחד על אלו ששים להדביק קישורים לאתרים לא מוכרים, שהמלה איברמקטין מופיעה בכתובת שלהם.
את ההיסטוריה של איברמקטין כטיפול אנטיוויראלי סיכמה יפה רבקה ווטסון בסרטון ביוטיוב:
Why Are People **REALLY** Taking Horse Dewormer for COVID-19?
ואיך הגענו למצב שחומר עם תועלת תיאורטית הופך לתרופת פלא שהממסד מסתיר? ובכן, שילוב רעיל של פוליטיקה ומדע, קונספירטורים ושרלטנים ברשתות חברתיות, כמה מחקרים לא טובים, ועוד כמה מזוייפים.
ענר אוטולנגי הוא דוקטורנט לאימונולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון.
הבדיקה נראית כמו בדיקת היריון, והיא פועלת לפי אותו עיקרון. אף שהיא לא אמינה לחלוטין, מודלים רבים ייעדו לה תפקיד מרכזי במאבק במגפה, בתנאי שהשימוש בה יהיה נכון וייעשה בתדירות גבוהה
כמו לפני כל תחילת שנת לימודים, גם הפעם התלמידים השבים לבתי הספר והגנים סידרו את התיק ביום האחרון של החופש הגדול. אבל בנוסף להכנסת העפרונות החדשים לקלמר, השנה צורף עוד טקס אחד לפני שאפשר להתחיל - בדיקת קורונה ביתית. לרבים היא בוודאי נראית מאוד מוכרת, אולי מאותו רגע שבו התבשרתם על ההיריון של הילד שעכשיו מתחיל ללמוד. ואכן, בדיקת הקורונה הביתית באמת דומה לבדיקת ההיריון. ולמעשה, הדמיון ביניהן לא מסתכם רק במראה החיצוני.
Carlosjvives, Wikimedia commons
לכאורה, שתי הבדיקות הביתיות האלו מאוד פשוטות. מטפטפים קצת מנוזל הדוגמה (שתן במקרה של היריון, או מטוש במקרה של קורונה) לתוך המקום המיועד, ממתינים, ואז מופיעים הפסים. פס אחד, שאמור לתמיד להופיע, מסומן באות C, ופס שני שלפעמים מופיע ולפעמים לא, מסומן באות T.
האות C מייצגת את המילה Control, בקורת, והיא נועדה לסמן שהבדיקה אכן עובדת. אם הפס הזה לא מופיע, אז סימן שיש בעיה בבדיקה ואין לסמוך עליה. אם פס הבקורת מופיע, אז הבדיקה עובדת ולכאורה ניתן לסמוך עליה. האות T מייצגת את המילה Test, בדיקה, ואם הפס הזה מופיע זה אומר שהבדיקה חיובית. במקרה של בדיקת היריון המשמעות של בדיקה חיובית היא היריון, והמשמעות של בדיקת קורונה חיובית היא שיש סימנים לנוכחות של הנגיף במערכת הנשימה של הנבדק.
לבדיקות מסוג זה קוראים בדיקות זרם רוחבי (Lateral flow assay) והעיקרון שלהן הוא די פשוט. הדגימה מכילה חומר ספציפי שאנו מעוניינים לאתר. במקרה של בדיקות היריון מדובר בהורמון שנקרא hCG, במקרה של בדיקות קורונה זה חלבון הספייק של הנגיף. כשאנחנו מטפטפים את הדגימה שלנו למקום המיועד, מתרחשים שני דברים. הראשון הוא שאנחנו מכניסים מים לתוך החומר הספוגי שממנו הבדיקה עשויה, והם זורמים ומתפשטים בתוכו. הנוזל הזה גם ממוסס חומרים שנמצאים בתוך הספוג הזה.
הדבר השני שמתרחש הוא שאותם חומרים שבספוג, לאחר שהם התמוססו בנוזל, יתחילו להגיב עם מה שאנחנו מחפשים - הורמונים או חלבוני ספייק. החומרים האלו הם נוגדנים, וכמו אלה שבגוף שלנו, גם הם מסוגלים לזהות ולקשור חומרים מסוימים. אז בבדיקת היריון נמצא נוגדנים להורמון ה-hCG, שיכולים להיקשר בחוזקה אליו ורק אליו. בבדיקת הקורונה, הנוגדנים יקשרו רק לחלבון הספייק, ולא לחלבונים אחרים שנמצאים בריר שלנו באופן טבעי.
כאשר אנו מטפטפים את הדגימה במקום המסומן, הנוגדנים האלו מתמוססים ומתחברים אל המטרה. ניתן להמשיל את הנוגדנים האלו למגנטים שנדבקים לחתיכת ברזל, כאשר הברזל הוא מה שאנחנו מחפשים. אך כדי לזהות אותם, המגנטים צריכים להיות בולטים ולכן יהיה נבון לצבוע אותם בצבע זוהר. באופן דומה, גם הנוגדנים בבדיקה מסומנים בחומר שיאפשר לנו לראות אותם. החומר הזה הוא ברוב המקרים זהב, שבמקרה הזה מגיע בצורה של חלקיקים זעירים (ננומטרים בודדים) שדבוקים לצד אחד של הנוגדן. מסיבות פיזיקליות, כאשר זהב נמצא בצורה הזו, הוא לא נראה לעין האנושית כמו הזהב שאנחנו מכירים מתכשיטים אלא צבעו אדום בוהק.
הדבר הבא שקורה בבדיקה הוא שאותם קומפלקסים של נוגדנים, חלקיקי זהב, מתחילים לנוע במורד הזרם יחד עם המטרה שלנו. הנוזל שהכנסנו עם הדגימה מתחיל לנוע בכל החומר הספוגי. בשלב זה חלקיקי הזהב והנוגדנים אינם מרוכזים מספיק כדי שנוכל להבחין בהם. כדי שיהיו בולטים צריך לרכז אותם באזור ספציפי. לשם כך משתמשים בעוד נוגדנים, שמודפסים לאורך קו דק במורד הבדיקה. כאשר הנוזל עם הקומפלקסים של מטרה ונוגדן עם חלקיקי זהב מגיע לפס הזה, הוא נקשר אליו. אם המשלנו קודם את הנוגדנים למגנטים, אז ניתן לחשוב על הפס הזה כעל פס של מגנטים שאליו מתמגנטים, ובו מתרכזים כל הקומפלקסים שזרמו במורד הבדיקה. ופה, בפס הדקיק הזה, הריכוז שלהם הולך וגדל, ובסופו של דבר ניתן להבחין בו. בבדיקה הוא נראה כפס אדום.
כל זה כמובן קורה אם המטרה שאנו מחפשים נמצאת בדגימה בריכוז מספיק גבוה. אם מישהו רק עתה נדבק בקורונה, לא בטוח שהריכוז של חלבוני ספייק במערכת הנשימה שלו גדול דיו כדי שבבדיקה יהיה ניתן לראותו.
וכיצד עובדת הביקורת? מדוע תמיד נוצר בה קו? בחומר הספוגי עליו טפטפנו את הדגימה שלנו יש גם חומר לא פעיל בנוסף לנוגדנים שמסוגלים לקשור את המטרה. בפס הביקורת יש נוגדנים בדיוק כמו בפס הבדיקה, אך נוגדנים אלו מסוגלים לתפוס רק את החומר הלא פעיל. משום שהחומר הזה נמצא בדגימה מלכתחילה, הוא תמיד אמור לעבוד.
בדיקות אלו - קורונה, היריון ובדיקות מהירות נוספות - נחשבות אמינות באופן חלקי, ולרוב נהוג לאמת אותן בבדיקות מהימנות יותר. אף שהן לא אמינות לגמרי, בדיקות אלו עדיין מאוד שימושיות ויש להן תפקיד חשוב. מודלים רבים שהוצעו במהלך המגפה הראו שלבדיקות כאלו יכול להיות תפקיד מרכזי בניטור והקטנת התחלואה, בתנאי שהשימוש בהן יהיה נכון וייעשה בתדירות מספיק גבוהה כדי לכפות על חוסר הדיוק שלהן. כך שיכול להיות שזו לא הפעם האחרונה שנשתמש השנה בבדיקת הקורונה הביתית, בתקווה שבפתח שנת הלימודים הבאה כבר לא יהיה בהן צורך.
ענר אוטולנגי הוא דוקטורנט במחלקה לאימונולוגיה באוניברסיטת בן גוריון, וחבר עמותת "מדעת"
