על גילוי Helicobacter pylori - הגורם לכיב קיבה (אולקוס) - אסף לוי

ד"ר רובין וורן וברי מרשל, פתולוג ורופא אוסטרלים, זוכי פרס נובל מ-2005, ששינו לפני 40 שנה פרדיגמה ותיקה וגרמו להקלת הסבל של חולי אולקוס ברחבי העולם. בדרך לשם מרשל ביצע על עצמו ניסוי מטורף כדי לשכנע את עולם המדע בצדקת דרכו. סיפורה של תגלית מדעית יפה.

ד"ר רובין וורן וברי מרשל

אולקוס הוא כיב, מעין פצע, ברירית שמצפה את הקיבה או התריסריון שנגרם מחדירת החומצה החזקה שבאיברים הללו. הוא גורם כאב בטן, בחילות והקאות להמוני אנשים ברחבי העולם ועד שנות ה-80 האמינו שסטרס הוא הגורם העיקרי שגורם לאולקוס. וורן שם לב לדבר מעניין בסוף שנות ה-70.

הוא השתמש במיקרוסקופ בהגדלה 1000 על ביופסיות של כיבים ושם לב שיש שם חיידקים, משהו שלפניו אנשים פספסו כשהשתמשו בהגדלה קטנה יותר. זה לא היה ממצא סביר כי מטרת החומצה של הקיבה היא לפרק מיקרובים שחודרים עם האוכל וכך להגן עלינו מזיהום. החיידק שהוא זיהה היה מפותל (תמונה עדכנית).

 Helicobacter pylori

החיידק כונה Helicobacter pylori והיום אנו יודעים שהוא גורם לאולקוס ולסרטן קיבה. אז לא הכירו אותו בכלל. מרשל התחיל לעבוד עם וורן בתחילת שנות ה-80 והם חשבו שאולי בעצם אולקוס היא מחלה זיהומית הנגרמת ע"י החיידק ולא ע"י סטרס. היה כבר טיפול לאולקוס שטיפל בסימפטום - הפחתת החומציות בקיבה אך המחלה נטתה לחזור לפציינטים בהרבה מקרים. מרשל ווורן עשו ניסוי והשיגו 100 ביופסיות מקיבה. הם גילו שהחיידק שהם זיהו מצוי ב-100% מהכיבים בתריסריון, 77% מהכיבים בקיבה ורק ב-50% מאנשים ללא כיבים. זה נתן כיוון שיש פה משהו. מרשל סיפר שביכולת המיחשובית/סטטיסטית שהיתה לו הוא לקח 100 דוגמאות כי חשב שכך יהיה לו קל לחשב את הסטטיסטיקה 😊.

מרשל מצא בספרות דיווחים עתיקים על שימוש בביסמוט (המתכת) לדיכוי אולקוס. הוא ערך ניסויים וראה שהביסמוט הורג את החיידק בניסויים במבחנה וברקמות. פה רואים איך ביסמוט על צלחת פטרי מדכא את גידול החיידק.

בארי מרשל ניסה לבסס מודל חיה לאולקוס כדי להוכיח את הטענה שהחיידק פתוגן, כלומר מחולל מחלה, ביונקים. זה לא הלך לא. הקהילה המדעית לא האמינה לא. מה גם שמבחינתם כבר ידעו מה גורם לאולקוס (סטרס) ואיך מטפלים בו (תרופות מורידות חומציות). אז מה הקטע שלו עם החיידק הזה??

מרשל טען שמדובר בפתוגן ושאם נוסיף לטיפול המקובל אנטיביוטיקה נוכל לחסל את החיידק ואת המחלה. הוא החליט לא לחכות לאישורים ולקצב שבו עולם המדע משתכנע ופשוט גמר אומר לשתות תרבית של חיידקי הליקובקטר ולראות אם הוא יפתח מחלה. וזה מה שהוא עשה! תוך כמה ימים הוא החל להרגיש רע מאד.

הוא התנפח והקיא במשך כמה ימים. כאן יש טענה שגויה שהוא לקח אנטיביוטיקה וטיפל בעצמו אך האמת היא שהוא החלים לבד לאחר שבועיים. הנה התקציר מהמאמר שלו ב-1985. כמובן שהוא המתנדב הבריא, דבר שהוא לא חשף במקור. 

מרשל התחיל לטפל בחולי אולקוס באנטיביוטיקה. הטיפול עזר ותוך 14 יום הם החלימו.

לקח עוד כמה שנים לעולם הרפואה לקבל את התובנות של מרשל ווורן. היום הטיפול המקובל כולל שילוב של אנטיביוטיקה וחומרים שמורידים חומציות. 

הם קיבלו פרס נובל בפיזיולוגיה ורפואה ב-2005. בהרצאת הנובל מרשל ציטט יפה את ההיסטוריון דניאל בורסטין: The greatest obstacle to knowledge is not ignorance; it is the illusion of knowledge  כי הבעיה הייתה שאנשים חשבו בטעות שהם מבינים כבר את הגורמים לאולקוס.

ארבע נקודות אחרונות מעניינות:

1. איך החיידק שורד את חומציות הקיבה החזקה? הוא מייצר אנזים בשם אוראז (urease) שיוצר לו נישה בסיסית שבה הוא הוא יכול להתחבא (הוא מגביר את ה pH מקומית). למעשה היום מאבחנים אולקוס בין השאר ע"י בדיקת נשיפה שבה בודקים פעילות של אותו אוראז מהחיידק. 

2. רוב האנשים נושאים את החיידק אך נותרים אסימפטומטיים. מרשל ווורן כבר ראו ש 50% מהדוגמאות מאנשים בריאים מכילות את החיידק. זה לא לגמרי ברור למה. חלק מזה קשור בגנטיקה של החיידק. כלומר חיידקי H. pylori מסויימים יכולים לייצר רעלנים שיגרמו לכיבים, בעיקר אצל מבוגרים, וגנים שעוזרים לחיידק להתמודד עם התגובה החיסונית.

3. אולקוס יכול להיגרם גם מתרופות מסוג NSAID, למשל אדוויל ו-וולטרן, אצל אנשים מסויימים. במקרים כאלה כמובן שאנטיביוטיקה לא תעזור וצריך להפסיק עם התרופה.

4. החיידק H. pylori שוורן ומרשל גילו הוא גורם סיכון ב 60-85% מסרטני הקיבה, אבל רק 2% מהנשאים שלו יפתחו את הסרטן. גם כאן יש מעורבות של מספר גורמים שמסבירים את זה, כגון היכולת הגנטית התוקפנית של החיידק.

רובין וורן ובארי מרשל בטקס קבלת פרס נובל ב 2005.
וורן בן 85 היום. מרשל בן 71 ופעיל בטוויטר @barjammar

מרשל וורן בניסיונם לקשר את החיידק לאולקוס ניסו לבסס את "העיקרים של קוך" הקלאסיים במיקרוביולוגיה שפורסמו ע"י רוברט קוך ב-1890. מתוך ויקיפדיה:

כמובן שכמו במקרה ההליקובקטר ובמקרים רבים אחרים (למשל קורונה והמון פתוגנים אחרים) ברור שיש אנשים נשאים לפתוגן שאינם סימפטומטיים למחלה.

(בארי מרשל תיפקד פה כ"אורגניזם בריא" עבור עיקרון מספר 3)

ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית

פורסם במקור בטוויטר של המחבר

המיקרוביום של הקאקאפו - מתן ארבל

 

הכירו את הקאקאפו (Strigops habroptilus) - תוכי שמנמן חסר תעופה שנמצא רק בניו זילנד ונמצא בסכנת הכחדה חמורה! אני רוצה לדבר על זווית קצת אחרת, על  המיקרוביום של הקאקאפו. 

Department of Conservation - Flickr

מיקרוביום, כאמור, זה אוסף של טריוליוני חיידקים ופטריות שגדלים כחלק מהגוף של כל אורגניזם בעולם, ועולם המדע רק מתחיל להבין את המשמעויות שלו. העניין שמתי שמין נכחד, נכחדים אתו גם הרבה זנים של מיקרואורגניזמים שהתפתחו אתו לאורך האבולוציה, ולא נמצאים בשום מקום אחר בעולם. מאבדים בעצם אקוסיסטמה שלמה.

כשמין אחד נכחד - וזה בדיוק מה שרצו למנוע במחקר חדש שנעשה על קאקאפו, לאפיין את המיקרוביום שלו, למקרה הלא נעים שהוא לא ישרוד. הממצאים היו פחות מאידיאליים. לרוב מיקרוביום הוא מאוד מאוד הטרוגני, ומכיל מליוני סוגים שונים מיקרואורגניזמים, שלכל אחד תפקיד חשוב במערכת. ובקאקאפו? 

כמעט 90 אחוז מהמיקרוביום שלו זה E. coli. חיידק שנמצא גם בבטן שלנו (בכמות יחסית קטנה) ומאוד מאוד נחקר ומאופיין. בטוח לא תוצאה מרגשת. אז השאלה השתנתה. האם יש סיכוי שכמות הפרטים הקטנה שנשארה, וההפרדה המרחבית ביניהם (יש 'נקודות בטוחות' ברחבי ניו זילנד שנועדו לשמר אותם כי יש להם אפס יכולת התמודדות מול טורפים, כי בניו זילנד היסטורית לא התפתחו טורפים, אבל האדם המערבי הביא אתו לאי, אופסי) גרמה לפגיעה אנושה במיקרוביום שלהם. ואכן, אפשר לשנות להם ממש את הרכב המיקרוביום  בקלות, על ידי שינוי תזונה די פשוט. אם נצליח להבין איך אפשר להחזיר לאיזון את המיקרוביום האבוד, אולי נגביר את הסיכוי של התוכי השמן. עוד מחקר שתומך בתיאוריה, היא מחקר ישן יותר שמראה שיש הבדל משמעותי במיקרוביום של דובי פנדה בשבי ובטבע. לא רק זה, דובי פנדה שמשוחררים מהשבי עוברים שינוי איטי במיקרוביום, שינוי שבו מאוד נפוצות מחלות שונות.

המשמעות של המחקרים האלו שאנחנו צריכים להתחיל לחקור חיות שונות לא כחיה בודדת, אלא כאקוסיסטמה שלמה, שמורכבת גם מטריליוני מיקרואורגניזמים. ברגע שנעשה את זה טוב, מאמצי השימור שלנו, יהיו הרבה יותר מוצלחים כנראה. 

לקריאה נוספת
על הביולוגיה של הקאקאפו - אוריה שושני - בטוויטר

מאמר על המיקרוביום של הקאקאפו  

מאמר על המיקרוביום של דובי הפנדה 

מתן ארבל הוא דוקטורנט במחלקה לביוטכנולוגיה ומיקרוביולוגיה באוניברסיטת ת"א ומנגיש מדע בזמנו הפנוי.

פורסם במקור בטוויטר של המחבר

סלמונלה - מתן ארבל

 

לכבוד זיהום הסלמונלה החדש (חומוס של צבר, שימו לב!), מה זה סלמונלה בכלל? 

סלמונלה (Salmonella) זה סוג של חיידקים בצורה מתג בעלי יכולת תנועה עצמאית. גודלם הממוצע הוא בערך אחד מיקרומטר (שזה מטר חלקי מיליון). סלמונלה הם פתוגנים תוך תאיים, כלומר הם יכולים להיכנס לתוך תאים, להתמקם שם ולהשתכפל. יש בערך 2600 מינים שונים של סלמונלה, אבל אפשר לחלק אותם לשתי קבוצות שונות בגדול. קבוצה אחת שחיידקיה חודרים לגוף, מתיישבים בעיקר במערכת העיכול וגורמים לסלמונלוזיס, או מה שאנחנו קוראים "קילקול קיבה". לרוב שאנחנו חוטפים מה שנקרא קילקול קיבה, זה בעצם כי נדבקנו בסלמונלה.

חיידקי Salmonella typhimurium (באדום) צמודים  לתאי אדם בתרבית.
צילום: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH

הדבקה כזאת לרוב לא דורשת טיפול רפואי ותעבור לבד. הקבוצה השנייה, הרבה פחות נעימה, היא הקבוצה שחיידקיה גורמים למחלת טיפוס הבטןים. בעוד שהקבוצה הראשונה נפוצה כמעט בכל העולם, הקבוצה השנייה נמצאת רק בסאב-אפריקה (החלק האמצעי והתחתון של יבשת אפריקה), ובמזרח אסיה, ולא נמצאת בישראל בכלל. ההבדל בין טיפוס לבין סלמונלוזיס זה שבמחלת הטיפוס חיידקי הסלמונלה נכנסים למחזור הדם, ולא נשארים רק במערכת העיכול. זה יכול לגרום לשוק ספטי וגם למוות, ולכן מחלת טיפוס מחייב טיפול אנטיביוטי מהיר. לפי הCDC, בשנה ישנם מעל מיליון חולי סלמונלוזיס בשנה בארצות הברית, 23 אלף מהם יצטרכו טיפול רפואי, 450 מהם ימותו. לא נעים.

חלק ממה שהופך את הסלמונלה לגורמי מחלה כל כך מוצלחים זה יכולת תיקון ה-DNA הממש טובה שלהם. מאקרופאגים, תאים ענקיים של מערכת החיסון מטפלים בפולשים על ידי בליעה שלהם. אחרי שהם בולעים פתוגן, הם מפציצים אותו ברדיקלים של חמצן (תוצרים טבעיים של נשימה תאית) ובשלל חומרים אחרים שהורגים את הפתוגן. חיידקי הסלמונלה פיתחו יכולת לשחרר כל מיני פקטורים שמעכבים את השחרור של החומרים האחרים, ופיתחו מנגנוני תיקון DNA יעילים במיוחד שמאפשרים להם להתמודד עם נזקי החמצון. זה מאפשר לסלמונלה פשוט לחיות בתוך המאקרופאג, ולהמשיך להתחלק ולגדול שם. חיידקים מוצלחים סך הכל. 

חיידקי סלמונלה הגורמים לטיפוס הבטן, עוברים רק בין בני אדם. חיידקי הסלמונלה הגורמים לסלמונלוזיס עוברים גם בין בני אדם, וגם מחיות. לכן אפשר למצוא חיידקי סלמונלה לרוב במוצרי בשר, חלב, ביצים או בכללי כל דבר שקשור לחיות. מקום אחר שסלמונלה נפוצה? בצואה שלנו או של חיות. אז איך מגיע זיהום סלמונלה לחומוס?

לא יודע, ואני מפחד לשאול. (סתם, אין סיכוי שאני אוכל חומוס מקופסא שכל כך קל להכין חומוס טעים בבית לבד). אז למה היום עדיין כל כך הרבה אנשים נדבקים מסלמונלה? פעם הדרך לאבחן סלמונלה הייתה לגדל אותם על צלחות מיוחדות, שרק סלמונלה יכולה לגדול עליהם, ואז אחרי שלושה ימים בערך אתה יודע אם המפעל שלך מזוהם או לא. היום יש גם בדיקות שאורכות שתי דקות. אבל האמת המרה שפשוט שלרוב לא עושים אותן. יש רק מקומות מסוימים שמחויבים בבדיקות תדירות לחיידק (לדעתי רק לולי תרנגולות, אבל אני לא מאוד חזק ברגולציה של מזון) והשאר אני מניח עושים בדיקות אקראיות לשלל פתוגנים במזון מדי פעם, וככה עולים על זיהומים. כנראה שהבדיקות האלו הן הבדיקות הישנות והלא מהירות, ולכן מגיעים למצב שכשהמזון כבר נגיש לציבור - רק אז עולים על הזיהום. בדיקות זולות ומהירות יוכלו להציל אותנו מקלקולי קיבה, ובכללי להציל מלא אנשים ממוות מיותר.

בשנת אלפיים מתו לדוגמא 200 אלף איש בעולם מסלמונלוזיס. אז איך אפשר לעשות בדיקות זולות ומהירות לסלמונלה? יש מלא דרכים, אבל אני אתאר דרך אחת פשוטה. 

לחיידקים יש יכולת חישת מניין, בעצם מנגנון טבעי שלהם "לחוש" בנוכחות של חיידקים אחרים סביבם ולפעול בהתאם (נגיד אם צפוף, להתחלק פחות). אנחנו יכולים להשתמש ביכולת הטבעית שלהם לחוש אחד את השני ולהתאים אותה למטרותינו. ליצור זן של E. coli (חיידק סופר נפוץ במעבדות) שיודע לחוש סלמונלה, ומגוון סוגים אחרים של חיידקים, וכתגובה לחישה כזאת, לשחרר צבע לנוזל וככה לסמן על נוכחות זיהום. איך בדיקות כאלו יראו? תהיינה במפעל מבחנות רב שמושיות כאלו שגדלים בהן אותם E. coli, כשמדי פעם צריך לשים להם נוזל מחייה חדש (בגדול סוכר ומים, מאוד זול). כל יום יקחו במפעל דגימות ממקומות שונים ויטפטפו אותן לתוך המבחנות ותוך דקות יקבלו אינדיקציה לנוכחות של זיהום. מגניב נכון? 

בדיקות כאלו יהיו מאוד זולות ומאוד נגישות גם במקומות מאוד נידחים של העולם. אז מה עוצר אותנו? אני מאמין שיש כבר פיתוחים כאלו, או דומים, בעולם, אבל יקח זמן עד שיגיעו לשימוש תעשייתי. כמו כן צריך שהציבור יתחיל לדרוש כאלו בדיקות. רק שהציבור יעדיף חברות שעושות בדיקות תדירות כאלו יהיה לחברות תמריץ מסחרי לעשות אותן. 

קצת חפרתי בסוף, אבל זה בקצרה (ניסיתי לפחות) על סלמונלה ומה אפשר לעשות נגדה. יום מהנה ונקי מקלקולי קיבה לכולם!

מתן ארבל הוא דוקטורנט במחלקה לביוטכנולוגיה ומיקרוביולוגיה באוניברסיטת ת"א ומנגיש מדע בזמנו הפנוי.

פורסם במקור בטוויטר של המחבר

קצת על מיקרוביום - מתן ארבל

 

מה זה מיקרוביום? חוץ ממילת הייפ, זה כינוי כולל לאוכלוסיות החיידקים, פטריות ווירוסים שיוצרים מין אקוסיסטם קטן. יש מיקרוביום בערך לכל יצור חי או צומח. 

בבני אדם יש בין 10 ל-100 טריליון (!) תאים של חיידקים/פטריות/וירוסים. לפי הערכות עדכניות, יש יותר תאים במיקרוביום האנושי מאשר תאים של אדם. כלומר אנחנו רובנו מיקרואורגניזמים. במיקרוביום שלנו יש פי 200 יותר גנים מאשר הגוף שלנו מכיל. למיקרוביום הזה יש תפקיד מכריע בעיכול (לא מפתיע) מחלות אוטואימונית ועוד שלל דברים (כולל אוטיזם לפי חלק מהמחקרים). יש אפילו מחקר שמנסה לקשור את ההתפתחות שלנו כחייה חברתית  אל המיקרוביום. 

כמו כל תחום מאוד "מגניב", כנראה האמת נמצאת איפשהו באמצע. מיקרוביום כנראה מאוד משפיע על המון דברים, אבל כנראה לא ברמה שחלק מהמחקרים מנסים לטעון. 

אני רוצה לדבר על משהו יותר פשוט היום וזה מיקרוביום של צמחים. כאמור גם לצמחים יש מיקרוביום, וזה קולקציה של פטריות וחיידקים שעברו ביחד עם אותם צמחים מיליונים של שנות אבולוציה. מה הבעיה? אנחנו תלשנו את הצמחים מהטבע, ןמהמיקרוביום שלהם, ואנחנו מרססים עליהם ערמות של חומר מדביר שהורג כל דבר בשדה.

ההפרדה של הצמח מהמיקרוביום שלו גורמת להם להיות רגישים יותר לנזקי מזג האוויר, למזיקים שונים וגם מורידה את התנובה בכללי. חקלאות מודרנית זה תעשייה שחייבת לעבור שינוי מאסיבי. דחוף. 

חברה מגניבה שכבר היום עושה מהפכה היא indigo AG. אינדיגו שמבוססת בבוסטון בודקת את המיקרוביום של צמחי בר רבים ברחבי העולם ומחפשת חיידקים/פטריות שיכולות לעזור לצמחי החקלאות המסחריים שלנו, בעיקר חיטה ותירס כרגע. אחרי זה הם עושים ניסויים במעבדה ואז בשדה מבוקר ואז בשדות של חקלאיים. וזה עובד. מאוד עובד. 

יש להם כבר ספרייה של מעל ל-36 אלף מיקרואורגניזמים שהם עובדים איתם, ומתאימים את המיקרוביום לשדה, אדמה, טמפרטורה ועוד ועוד. גם המודל הכלכלי שלהם מאוד מעניין. הם לא לוקחים כסף מהחקלאי, אלא מעוניינים במידע שהם יכולים לקבל מהעבודה עם השדה שלו ולוקחים אחוז קטן מתוך השיפור במכירות של החקלאי. כלומר אם הם לא הצליחו לשפר את התבואה הם גם לא ירוויחו מזה כלום. החברה מוערכת צפונית ל-4 מיליארד דולר, וכבר עובדת עם מעל ל-2000 שדות ברחבי העולם. אני מאמין שגם רק יגדלו. ופה רק התחלנו לגרד את הפוטנציאל. 

כן - הם רק בוחרים את המיקרוביום הנכון, שמים על הזרע וזורעים. בעתיד נוכל גם תיאורטית להנדס כל חיידק/פטרייה בנפרד וכאוכלוסייה. בגלל שהנדסה של צמחים היא יחסית איטית, קשה ומסובכת, הנדסת המיקרוביום של צמחים תהיה אחת המהפכות היותר רציניות של עידן ההנדסה גנטית. מתישהו אני אעשה שרשור על חברות שכבר עושות הנדסה בסיסית למיקרוביום ורעיונות תיאורטיים להנדסה של קהילות החיידקים האלו.

מתן ארבל הוא דוקטורנט במחלקה לביוטכנולוגיה ומיקרוביולוגיה באוניברסיטת ת"א ומנגיש מדע בזמנו הפנוי.

פורסם במקור בטוויטר של המחבר

אבולוציה מהירה של חיידקים במעבדה - אסף לוי

בתמונה אחד מחוקרי האבולוציה המוכרים בעולם: פרופ' ריצ'ארד לנסקי, 66, מאוניברסיטת מישיגן. לנסקי אחראי לאחד הניסויים היפים בעולם וזה ניסוי שלא מספיק מוכר מחוץ לעולם המיקרוביולוגיה והאבולוציה ולכן חשבתי לכתוב עליו פה.

בפברואר 1988, לפני שחלקכם נולדתם, לנסקי רצה לראות את תהליך האבולוציה בשידור חי. מכיוון שאבולוציה היא תהליך איטי הוא התמקד בחיידקי Escherichia coli שבתנאים אופטימליים מתחלקים כל 20 דקות. הוא לקח 12 אוכלוסיות חיידקים שם אותם בבקבוק ארלנמייר כמו שמתואר בתמונה עם מצע מזון וגידל אותם במשך יממה.

לאחר יום לנסקי לקח 1% מתרבית החיידקים והעביר לבקבוק חדש עם מצע מזון טרי לחיידקים. בעצם בתהליך הזה הוא ביצע סלקציה כי הוא לקח חלק מתרבית החיידקים אבל הגיוני שהוא לקח את מי שהתחלק מהר יותר. הוא נתן לחיידקים שוב יממה לגדול (כלומר להתחלק) ועד עכשיו הוא ממשיך בניסוי הזה בדיוק באותם תנאים כבר 34 שנה ברצף!!! כלומר חיידקי ה-E. coli עברו 75,000 דורות וספגו בינתיים מוטציות רבות ותהליך סלקציה יום-יומי באדיבות לנסקי ותלמידיו. עוד דבר נפלא: כל כ-500 דורות לנסקי מקפיא את החיידקים מהניסוי וכך שומר "מאובנים" מתהליך האבולוציה...

כלומר חיידקים שתמיד אפשר לחזור אליהם וללמוד מתי נוצר שינוי בחיידק. 

בתמונה אחד הסטודנטים עם חלק קטן מצלחות הפטרי המכילות חיידקים מהניסוי הארוך הזה.

הניסוי הניב המון אינפורמציה על תהליך האבולוציה. הנה כמה מסקנות:

1. חיידקים לאורך הזמן האיצו את קצב החלוקה שלהם משום שהם בתחרות מתמדת

2. מספר פעמים במהלך הניסוי נוצרו זני חיידקים שמייצרים המון מוטציות ב-DNA שלהם. התהליך הזה מאפשר לחיידק לייצר אפשרויות גנטיות מרובות לנצח את חבריו ולהתרבות מהר יותר. באופן רגיל יצורים משתדלים להימנע ממוטציות כי הן ברוב המכריע של הפעמים בעיקר מזיקות.

3. קרה משהו די מדהים. זוכרים את הקטע בפרק היורה שג'ף גולדבלום הפיזיקאי מודאג שישתבש משהו ואולי רק אולי הדינוזאורים יברחו. או במילותיו: life finds a way - אז אכן החיידקים מצאו דרך להתגבר על התחרות. בתוך מצע המזון היה גלוקוז כמקור אנרגיה שעליו לחמו כל החיידקים בתרבית אבל היה גם חומר שנקרא ציטראט שבמקור הוסף למצע המזון כדי שהחיידקים יוכלו לקלוט ברזל לתא. החיידקים בתנאי גידול מסויימים (ללא חמצן) יכולים לאכול ציטראט אבל בניסוי זה היה חמצן ולכן זה אוכל שפשוט לא נגיש. כמו טונה בקופסת שימורים כשאין לכם פותחן או כל דבר חד. 

אבל יום אחד לנסקי קם בבוקר ורואה שבאחד מהבקבוקים בניסוי יש עכירות גבוהה שמשמעותה המון חיידקים. כלומר החיידקים גדלים מהר. מסתבר שהחיידקים שצברו הרבה מוטציות לקחו גן שיוצר תעלה לציטראט, הכפילו אותו בגנום וכך יצרו עוד גן ש"אפשר לשחק איתו", כלומר הוא יכול לספוג מוטציות והגן המקורי לא ייפגע. עכשיו הגן החדש צבר במהלך הזמן עוד מוטציות שאפשרו לו לייצר תעלה שמכניסה לתוך החיידקים ציטראט ואז אפשר לפרק אותו ולאכול בתאווה, מבלי להתחרות עם שאר החיידקים על הסוכר. מדובר בשינוי אבולוציוני עצום אם חיידק לגמרי משנה את היכולת המטבולית שלו. דמיינו שאנו פתאום יכולים לאכול עץ או דשא.

4. לנסקי ראה שלאורך הזמן החיידקים מאבדים המון גנים שלא נחוצים והגנום שלהם מתקצר. חיידקים משקיעים המון אנרגיה וזמן בשכפול הגנום שלהם ואם הוא מכיל גנים שלא תורמים כלום אז זו השקעה לחינם. חיידק שיאבד גן כזה יגדל מהר יותר מחברו. כך חיידקים אבדו המוני גנים לא רלוונטיים.

לנסקי יוצא בקרוב לפנסיה והעביר את הניסוי היפה הזה למעבדות אחרות ברחבי ארה"ב שימשיכו לנהל אותו ולעקוב אחרי עקרונות בסיסים בתהליך האבולוציה במודל ביולוגי פשוט מאד. רק צריך להמתין מספיק זמן.

רק להבהיר: כמו כל תהליך אבולוציוני גם תהליך יצור היכולת לאכול ציטראט היה תהליך איטי והדרגתי שערך אלפי דורות ולא קרה בבום. קודם נוצרו זנים שמאפשרים הרבה מוטציות, אז הוכפל הגן לתעלה שיכולה להכניס לחיידק ציטראט ואז לאט לאט הוא קיבל תפקיד כגן שיכול לעבוד בתנאי הניסוי (תנאים אווירניים)

הנה הציוץ של לנסקי מלפני חצי שנה עם צילום ממחברת המעבדה שלו המדווח על העברת הניסוי למעבדה של הסטודנט שלו לשעבר והיום פרופסור ג'ף באריק. 

סופה של תקופה.

LTEE = long term evolution experiment

ד"ר אסף לוי - המחלקה למחלות צמחים ומיקרוביולוגיה, הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית

פורסם בטוויטר של המחבר - נובמבר 2022

נגיפי הפפילומה - למה חשוב גם לגברים להתחסן - סתיו כסלו

בואו נדבר על HPV - (גברים, קריאה חובה)

'פפילומה' (Human Papilloma Virus - HPV) זו משפחה של נגיפים המכילה 150 זנים שונים. הנגיפים הללו פוגעים בעור ובריריות של בני אדם, עם משיכה מיוחדת לאיברי המין והרבייה.

רבים מהנגיפים הללו גורמים ליבלות באתר ההדבקה, בין אם מדובר בעור, בצוואר הרחם, בפין, בלוע, בדרכי הנשימה - ועוד. לעיתים היבלות יכולות להיות דרמטיות למדי, כאלה שגורמות לפגיעה קשה באיכות החיים, או לחסימות חוזרות בדרכי הנשימה עד כדי סכנת חיים.

חלק מהזנים, אך לא כולם, גורמים לא רק ליבלות - אלא גם לנגעים סרטניים.

ההשלכות של נגעים סרטניים כאלה הן דרמטיות, שכן הטיפול הדפיניטיבי לכל סרטן הוא הסרתו בשלמותו באופן כירורגי: בסרטן צוואר הרחם הדבר מתרגם להסרה של הרחם כולו; ובסרטן הפין - הסרת הפין (Penectomy).

עכשיו שני דברים שעלולים לבלבל בהקשר לסרטן ו-HPV:

1. רוב (אם לא כל) מקרי הסרטן בדרכי המין מקורם בהידבקות בזנים המסרטנים של HPV.

2. מרבית מי שנדבק ב-HPV, גם בזנים המסרטנים, לא יחלה בסרטן. בדיוק כמו שמרבית ממי שיחלה בחצבת לא יפתח דלקת מוח, ורוב מי שידבק בפוליו לא יפתח שיתוק.

בדרך כלל מערכת החיסון מצליחה להשמיד את הנגיף. הבעיה מתחילה כשהיא, מאיזושהי סיבה, לא מצליחה לעשות זאת. אט אט מתפתח זיהום כרוני ב-HPV, כזה שדוחף את התאים המקומיים לעבור התמרה סרטנית. זה אמנם אסימפטומטי, אבל לרוב עוברים 1-3 עשורים בין הדבקה להופעת סרטן עקב HPV.

נהוג לכנות את הזנים השונים של HPV בהתאם למספר שלהם. כך למשל זנים 16 ו-18 הם הזנים הכי מסרטנים של HPV, ואילו זנים 6 ו-11 אמנם לא מסרטנים, אבל כן גורמים ליבלות איומות.

בשל התפוצה הכל-כך רחבה, וההשלכות הכל-כך קיצוניות, הושקע מחקר רב בנגיפים הללו. אנחנו יודעים להסביר מצוין למה נגיפי HPV גורמים לסרטן, אבל אנחנו לא כל כך יודעים לומר למה ספציפית זנים 16-18 מסרטנים, לעומת זנים אחרים.

בכל אופן, מנגנון ההתמרה הסרטנית של HPV הוא מעניין. אנחנו נוהגים לומר שבשביל שתא יעבור התמרה סרטנית, הוא צריך לעבור 2 מוטציות: אחת שתנטרל את מנגנוני ההגנה שלו, ואחת נוספת שתגרום לו להתחלק באופן בלתי נשלט.

מה שקורה זה שהגנום של נגיפי ה-HPV הוא DNA, ולעיתים - באופן רנדומלי - הם עוברים אינטגרציה בגנום שלנו. מרבית ה-DNA של הוירוס נבלע ואיננו מתבטא כלל אחרי אינטגרציה שכזו, אך חלקו הקטן נותר פעיל. מסיבות שאינן ברורות חלק מזני ה-HPV עוברים אינטגרציה בשיעור גבוה יותר מאשר אחרים.

שניים או שלושה חלבוני HPV, הנקראים E5, E6 ו-E7 (לרוב E6-7) הם המנוולים בסיפור: E6 ידוע ככזה שמנטרל את אחד ממנגנוני ההגנה המרכזיים של התא - הגן p53 ("שומר הגנום"); ואילו E7 מנטרל מנגנון הגנה מרכזי נוסף שידוע בשם RB.

כפי שאמרנו קודם, אנחנו זקוקים גם לנטרול ההגנות התאיות, וגם למוטציה נוספת שתדחוף את התא להתחלק באופן בלתי נשלט - אך E6 ו-E7 בעיקר תוקפים את מנגנוני ההגנה של התא. זוהי הסיבה המרכזית, ככל הנראה, לפער הגדול בין הידבקות לבין התפתחות התמרה סרטנית לאחר הידבקות בHPV.

בשל כך, נאמר על הידבקות ב-HPV שהיא הכרחית - אך לא בהכרח מספקת - להתפתחות סרטן עקב נגיף זה. זה כן נכון שלעיתים E6 ו-E7 יכולים לבדם לדחוף להתמרה סרטנית, ועדיין.

לפעמים יש חוסר מזל של ממש, והאינטגרציה של גנום ה-HPV ממוקמת בדיוק ליד גן שגורם לתא להתחלק, ופוגעת בבקרה שלו. דוגמה לגן שכזה הינו הגן Myc, שהוא מכר ידוע לכל בוגרי הביולוגיה והרפואה. אגב, הגן הזה אחראי גם להתמיינות של תאים, אבל זה נושא לשרשור אחר.

בכל מקרה, קיימים 3 חיסונים כיום כנגד HPV. ההגנה הצולבת בין זנים שונים של HPV היא חלקית בלבד, ולכן אין אף חיסון שמגן כנגד כל ה-150 זנים. החיסון הראשון מאת חברת GSK נקרא Cervarix, והוא מגן מפני 2 הזנים המסרטנים 16 ו-18. שני החיסונים האחרים, אשר מכונים Gardasil, הם מטעם חברת Merck.

בהתחלה Merck פיתחה חיסון כנגד 4 זנים: שני הזנים המסרטנים 16, 18; ושני הזנים 6 ו-11 שגורמים ל-90% מהיבלות בדרכי המין.

לאחר מכן פיתחה Merck גרסה נוספת לחיסון זה, שמגן מפני 9 זנים: 7 זנים מסרטנים (16, 18, 31, 33, 45,  52 ו-68), ו-2 הזנים הלא-מסרטנים 6 ו-11. חיסון זה נקרא גרסדיל 9.

מוערך כי גרדסיל 9 יוכל למנוע כ-90% מכלל מקרי הסרטן בדרכי המין בעולם, הן אצל גברים והן אצל נשים, וגם למנוע חלק מהסרטנים ברקטום ובלוע.

למעשה יעילותו של החיסון כה גבוהה, ככה שלא רק ברמת הפרט רואים ירידה בסיכון לחלות, אלא ממש ברמת האוכלוסייה אפשר לראות שהתחלואה הלכה למעשה נעלמה. באוסטרליה עם 70% מחוסנות הגיעו לאפקט של חסינות עדר. תוך שנים ספורות ירידה של יותר מ-90% ביבלות מין, וירידה ב-70% במספר סרטני צוואר הרחם.

כמה נקודות חשובות על חיסוני ה-HPV:

1. יעילות החיסון תלויה במיוחד בכך שמתחסנים לפני שנחשפים ל-HPV. לכן כדאי להתחסן שנים ספורות לפני שמתחילים במגע מיני.

2. החיסונים מומלצים באופן גורף לכל האוכלוסייה עד גיל 26, אך מותרים בהחלט לשימוש עד גיל 45. 

הרעיון המנחה הוא שישנה תחלופה גבוהה של פרטנרים בגילאים הצעירים יותר, וזה פוחת עם הזמן. נוסף על כך, יתכן שבגילאים מבוגרים יותר כבר נדבקו ב-HPV, מה שמפחית מיעילות החיסון. עדיין, ניתן להתחסן עד גיל 45.

3. בישראל חיסונים ה-HPV ניתנים באופן שגרתי בכיתה ח'. הבעיה היא שהם רק ניתנו רק החל משנת 2014, כלומר לילדי שנות ה-2000 ואילך. מי שנולד לפני כן - אתם יותר ממוזמנים להשלים את החיסונים החשובים הללו כעת.

4. ב-2014 ניתן Cervarix שמגן רק מפני 2 זנים, ב-2015 ניתן Gardasil-4, ורק ב-2020 ממש התחילו עם Gardasil-9 כדרך קבע פה בארץ.

5. החיסון ניתן ב-2 או 3 מנות לאורך חצי שנה, כתלות בגיל (בילדים 2 מנות, ביותר מבוגרים 3 מנות).

6. עד היום ניתנו מאות מיליוני מנות של חיסוני HPV, והם בטוחים ומצוינים.

7. בהקשר לסרטן צוואר הרחם - מלבד התחסנות, כדאי גם לעבור בדיקות Pap תקופתיות. בבדיקות הללו למעשה בוחנים את הרקמה בדופן צוואר הרחם, ומעריכים האם התאים שם מתחלקים באופן תקין או עודף.

זאת אומרת שמדובר בבדיקת סקר שמזהה התפתחות של נגעים סרטניים, ומאפשרת לטפל בהקדם במידה ומזהים זאת. החיסון, לעומת זאת, ממש מונע התפתחות סרטן - אך הוא איננו יעיל ב-100% כיוון שישנם עוד זנים מסרטנים שאינם כלולים בו.

משמעות הדבר היא שחיסון לא מקנה פטור מ-Pap, ולהיפך.

וגברים - החיסון הזה רלוונטי. שיווקו אותו כ"חיסון נגד סרטן צוואר הרחם", כשבעצם זה חיסון נגד נגיף מנוול שגורם לתופעות איומות. חראם על היבלות, בחייאת תגשו להתחסן. אני בעצמי השלמתי שנה שעברה את החיסון.

ולא לבעלי לב חלש, אבל אתם מוזמנים לראות בעיניים מה המשמעות של יבלות בדרכי המין (חפשו ברשת 'condyloma').

בריאות איתנה לכולם

לקריאה נוספת:

1. על חיסון הפפילומה - באתר משרד הבריאות  

2. המאמר ובו הנתונים מאוסטרליה

Genital warts in young Australians five years into national human papillomavirus vaccination...

3. ההמלצות להתחסן  באתר המרכז לבקרת מחלות באוטלנטה (ה-CDC) 

סתיו כסלו, בוגר תואר ראשון (בהצטיינות יתרה) במדעי הרפואה מאוניברסיטת תל אביב. סטודנט לרפואה בטכניון.

פורסם במקור בטוויטר של המחבר

על נמלים (קמפוניות), חיידקי Blochmannia סימביוטיים ושתן של כלבים - איגור ארמיאץ'

 

נמלים מסביב לעץ אוספות את שתן הכלבים הספוג בחול סביבו. 
חולון,  יולי 2022.  צילום - איגור ארמיאץ' 

הקמפוניות הפולחות (Camponotus fellah) האלה הגיעו אל עמוד העץ הזה בשביל שתן הכלבים הספוג בחול סביבו. 

ישנה אמונה כי נמלים נמשכות לשתן של אנשים חולי סוכרת, בעבור הגלוקוז המצוי בשתן. לא ברור לי עד כמה האמונה נכונה, ועד כמה היא אגדה אורבנית עתיקה. עבור הקמפוניות, מכל מקום, נמצא (1) כי מקור המשיכה העיקרי שלהן הוא שתנן - תוצר של פירוק חומצות אמינו, המהווה את אחד המרכיבים הראשיים של השתן. בהינתן תמיסת סוכר ותמיסת שתנן בריכוז שווה, ההעדפה של הקמפוניות היא ברורה.

כאשר התופעה נצפתה לראשונה, זו הייתה תעלומה, שכן גופן של הנמלים לא יכול להשתמש בשתנן. אך לתעלומה נמצא זה מכבר פתרון (2) - מערכת העיכול של חרקים רבים מכילה בקטריוציטים (bacteriocyte), תאים שנועדו לשכן בתוכם חיידקים סימביונטיים. בבקטריוציטים של הקמפוניות מצויים חיידקים מהסוג Blochmannia, המסוגלים לייצר אנזים (urease) המשמיש את השתנן לייצור חומצות אמינו. 

מחזור זה של השתנן מאפשר לקמפוניות לחיות בסביבות עניות במקורות חנקן - כל עוד יש להן גישה לשתן של חולייתנים. לא ברור עד כמה הן יצטרכו לצרוך שתן בסביבה עירונית עשירה במזון, אך בבית-גידול דל כמו חולות החוף, כל כתם פיפי הוא אוצר עבור המושבה.

הפניות

1. DOI: 10.1111/aec.12840

2. DOI:10.1186/1741-7007-5-48

איגור ארמיאץ' הוא דוקטורנט באוסף העכבישנים הלאומי

פורסם בדף הפייסבוק "ארצות החמרה - שמירת טבע במישור החוף" - 12 ביולי 2022

על פדרין, רעלן חיידקי, בקצרחפית עם צבעי אזהרה - איגור ארמיאץ'

קצרחפית וצבעי האזהרה שלה - בית דגן
צילום: איגור ארמיאץ'

"איזה חלק של אדום-שחור לא הבנת?" - אומרת לי הקצרחפית Paederus littoralis. אבל אני מתקשה להבין. להרבה יצורים יש צבעי הרתעה, ורובם לא יכולים להזיק לי.

רק כשאני מגיע הביתה, ומתיישב להגדיר את החיפושית שצילמתי בקרקעית הנחל היבש, אני מבין שאזהרתה לא הייתה בלוף.

נקבות בסוג Paederus משכנות בגופן חיידקי פסאודומונס (Pseudomonas), ואלה מייצרים חומר הנקרא פדרין (pederin). חומר זה, מולקולה אורגנית בינונית בגודלה, עוצר התחלקות תאים, וכבר בריכוזים נמוכים מאוד מהווה רעל לאדם. הפדרין מצוי בנוזלי גופן של הקצרחפיות. כל עוד הנוזלים נמצאים בתוך הגוף, אין בעיה. אפשר לתת לחיפושית הקטנה לרוץ על-גופנו כאוות נפשה. אבל אם קרה ופצענו או מחצנו את החיפושית, מקום המגע עם החרק יפתח תסמינים של כווייה, עם שלפוחיות, תוך יום וחצי עד שלושה ימים. היתקלויות כאלה מדווחות מדי שנה מכל רחבי העולם, במקומות דוגמת איראן, ברזיל, הודו וקניה, ועיקר התרחשותן הוא בקיץ. עקב פגיעתן, חיפושיות אלה ידועות לפעמים בתור "חרק הדרקון". בין האנשים שנפגעים תדירות ממגע עם הקצרחפית, נמצאים דייגים, המבלים על גדות מקווי-מים - בית-גידולה המועדף של Paederus littoralis ומינים נוספים בסוג.

אבל כמובן שזה לא כל הסיפור, שכן עקב יכולתו לעצור חלוקת תאים, הפדרין נבחן כיום כתרופה שתוכל להילחם בעתיד בסוגי סרטן שונים.

מקור עיקרי:

Fain, A. (1966). Toxic action of rove beetles (Coleoptera, Staphylinidae). Memorias do Instituto Butantan, 33, 835-844.

איגור ארמיאץ' הוא דוקטורנט באוסף העכבישנים הלאומי

פורסם בדף הפייסבוק "ארצות החמרה - שמירת טבע במישור החוף" - 15ביוני 2022

סינדמיית שחפת-קורונה - סתו כסלו

כששתי מגיפות מתחברות ויוצרות מגיפה אחת

באפידמיולוגיה נהוג לדבר על שלוש רמות של תחלואה: אנדמיה ("תחלואת בסיס רגילה"), אפידמיה (תחלואה חריגה) ופנדמיה  - אפידמיה שמערבת מספר רב של מדינות, לרוב בשתי יבשות או יותר. אבל מה קורה כששתי מגפות שונות משפיעות ומחזקות אחת את השנייה? שהתחלואה באחת מגבירה את התחלואה באחרת? זו 'סינדמיה'.

ידועות לא מעט סינדמיות, אבל אולי המוכרת שבכולן היא השילוב הקטלני בין נגיף ה-HIV לבין החיידקים שגורמים לשחפת (Mycobacterium tuberculosis).

לפני שנמשיך בכיוון הזה, בואו נדבר רגע על שחפת. שחפת, או בלועזית 'Tuberculosis', היא מחלה ריאתית קשה שמקורה בחיידק Mycobacterium tuberculosis. כשליש מהאוכלוסייה האנושית נדבק בחיידקים אלו, ובכל שנה כ-2-1.5 מיליון בני אדם מוצאים את מותם בגללם. מרבית האנשים שנחשפים לא חולים כלל בכל ימי חייהם, אבל המיעוט שכן חולה - מפתח מחלה לא פשוטה בכלל.

מה שקורה זה שלאחר שנחשפים לחיידקים, חלק מהאנשים נדבקים. מכאן יש שתי אופציות: או שמערכת החיסון תצליח להשמיד את החיידקים במהרה, או שהחיידקים יגברו עליה ויצליחו לשרוד בגופו של הנשא. במידה והחיידקים הצליחו לשרוד, הם עלולים לעורר מחלה באופן מיידי, או לחילופין - יכנסו למסלול של הדבקה 'רדומה', לטנטית.

החיידקים מסוגלים לשרוד בתנאים לטנטיים במשך עשרות שנים - ממתינים בשקט לתנאים אידיאליים, ואז בבת אחת מתעוררים ומתרבים.

כאשר לבסוף המאבק בחיידק יוצא לפועל, מע' החיסון מתגייסת בצורה פתולוגית, ולמעשה נוצרים מעין 'גושים', או מסות, של תאים-חיסוניים. גושים אלו נקראים 'טוברקל' (tubercle), ומכאן השם 'טוברקולוזיס' - ריבוי של טוברקלים.

במקום רקמת ריאה פעילה, ישנם גושים מוזרים, נזק רקמתי, ופגיעה תפקודית.

האמת היא שטוברקלים יכולים להתפתח גם באתרים חוץ-ריאתיים. אתרים נפוצים כאלה הם הקרומים העוטפים את הריאות, קרומי המוח, הטחול, הכבד, בלוטות האדרנל, החצוצרות, והאפידידימיס. מה שכן, הם יכולים להתפתח בכל רקמות הגוף.

האמת היא שטוברקלים יכולים להתפתח גם באתרים חוץ-ריאתיים. אתרים נפוצים כאלה הם הקרומים העוטפים את הריאות, קרומי המוח, הטחול, הכבד, בלוטות האדרנל, החצוצרות, והאפידידימיס. מה שכן, הם יכולים להתפתח בכל רקמות הגוף.

לכן הביטויים הקליניים של מחלה פעילה בשחפת כוללים בעיקר תחלואה נשימתית דמוית שפעת - חום, כאבי שרירים, קוצר נשימה, שיעול כרוני - אבל לעיתים גם תופעות רבות אחרות.

בין היתר אפשר למנות כאבים בחזה, כאבי בטן וגב, כאבי ראש, שיתוק, עקרות וכו', הכל כתלות במקום בו מתפתח טוברקל.

מהם התנאים שמעודדים התפרצות של שחפת?

ובכן, מדובר בעיקר על מצבים שבהם מערכת החיסון נחלשת. זקנה, סרטן, ותת-תזונה. אלה חלק מהגורמים המובילים לכך. גורם מהותי נוסף, כמו שאפשר לנחש, הוא הידבקות קודמת ב-HIV.

למעשה, בעוד שנשאי HIV מהווים כ-10% מהנדבקים בשחפת, הם גם כ-30-50% מהנפטרים.

הממשק שבין HIV לבין שחפת הוא יותר מסתם דיכוי חיסוני. הטיפול התרופתי שמיועד למלחמה ב-HIV מגיב לרעה עם האנטיביוטיקות שנותנים כנגד השחפת, ולהפך. אגב, המנגנון המרכזי שידוע שבאמצעותו HIV מחמיר את השחפת הוא דלדול תאי T, אפילו עוד לפני התפרצות איידס.

סינדמיה

מסתבר שקורונה ושחפת גם הן מהוות סינדמיה. אולי בישראל זה לא כל כך מורגש, אבל כאשר שליש מהאוכלוסייה האנושית נשא של שחפת, אי אפשר להתעלם מההשפעה של הידבקות בקורונה על קבוצה זו. הידבקות בקורונה מגבירה פלאים את הסיכון להופעת מחלת שחפת פעילה, ואם זה לא מספיק, אז גם כזו שהיא חמורה יותר.

מנגד, חולי שחפת פעילים גם רגישים יותר לקורונה, ונוטים לסבול מתחלואה קשה יותר. באיזורים מוכי-שחפת, זה הרסני, שכן מופיעה קבוצה של מטופלים שיכולים להיות מדבקים בו זמנית בשתי מחלות נשימתיות שונות - עם ביטויים דומים.

אז איך קורונה מגבירה את הסיכוי להופעת שחפת?

התשובה לכך ככל הנראה נעוצה בתופעה שכתבתי עליה ברשומה קודמת - דלדול רחב היקף של תאי T. הקורונה הורגת את חלק מהתאים החיסוניים שלנו, וכך מייצרת תנאים אידיאליים להתפרצות של שחפת.

אגב, יש חיסון לשחפת בשם BCG (ה-B מציין 'Bacillus' שזו הצורה של החיידק, ואילו C ו-G מציינים את שמות המפתחים של החיסון - Calmette ו-Guerin). החיסון ניתן ימים ספורים לאחר הלידה במקומות בהם הוא בשימוש, והוא אחד החיסונים הכי נפוצים בהיסטוריה. לצערנו, ההגנה כנגד הדבקה שלו נמוכה, כ-20%, אבל הוא מפחית בצורה משמעותית את הסיכוי של הדרדרות משחפת רדומה לשחפת פעילה. סך הכל יעילות של כ-80% במניעת תחלואה. יש אגב הבדל ביעילות בהתאם לזנים של החיידק. 

בישראל החיסון לשחפת לא נמצא בשימוש שגרתי, אלא ניתן בעיקר לעולים חדשים ממדינות המוכות בתחלואה גבוהה. הסיבה המרכזית לשימוש הנמוך בחיסון בארץ הוא בדיקות הסקר לזיהוי שחפת. הבדיקות לזיהוי שחפת נשענות על תגובה חיסונית, ולכן קשה לזהות שחפת בלתי פעילה באוכלוסייה מחוסנת, ומכאן גם קשה להתערב תרופתית כשצריך. שחפת מדבקת רק בזמן מחלה פעילה, בניגוד למחלות נשימתיות אחרות, ולכן יש בכך היגיון. עכשיו אתם בטח שואלים את עצמכם, לאן אני חותר?

אקדים, שמדובר בתופעה מעניינת (מי ידע שאיזה חיידק עלום, שקיים בגופם של כ-2 מיליארד איש, יכול להתרבות עשרות שנים אחרי שהוא מתמקם בריאה בגלל נגיף סיני שמקורו בעטלף?). אבל, חשוב מזה, ישנה מיסקונספציה לפיה הקורונה פוגעת באנשים עם תחלואה נשימתית קשה מיידית, וזהו. או שמתים, או שלא. בפועל זה רחוק מאוד מהמציאות. הקורונה מעלה משמעותית את הסיכון לתופעות קרדיווסקולריות שונות עד שנה אחרי שנדבקים, מעלה את הסיכון להפרעות אוטואימוניות, מגבירה סיכון לשחפת - ועוד. לכן, אין מנוס מלבחון מחדש את היקפי התחלואה והתמותה מקורונה, ומכזו שלא נרשמה כויראלית.

מקווה שהיה מעניין, ורק בריאות.

מקורות וקריאה נוספת 

סקירה על הדבקה משותפת בשחפת ו-Covid-19 - מ- Frontiers in Medicine 

סקירה על הדבקה משותפת בשחפת ו-HIV - מ- Clinical Microbiology Reviews 

סתיו כסלו, בוגר תואר ראשון (בהצטיינות יתרה) במדעי הרפואה מאוניברסיטת תל אביב. סטודנט לרפואה בטכניון.

פורסם במקור בטוויטר של המחבר

מקס דלברוק (Delbruck) - מפיסיקאי לביולוג - ענר אוטולנגי

 

בשבועות האחרונים התנהל דיון על פיזיקאים שמתעסקים עם אפידמיולוגיה וביולוגיה. הדעה שלי בעניין מורכבת, וזה נובע מהעובדה שהיסטורית היו לא מעט פיזיקאים שעברו מאטומים ופלנטות, לנגיפים וגנים, והאינטרדיספלינריה שהם יצרו, הניבה כמה מהמחקרים היפים והמשפיעים בהיסטוריה של הביולוגיה.

מקס דלברוק - 1981-1906
ארכיון פרס נובל

הדוגמה הבולטת ביותר לזה בעיני היא מקס דלברוק (Delbruck). פיזיקאי תיאורטי שעשה חיל בתחומו, ועד היום יש סוג של פיזור קרינה שנקרא על שמו. אך דלברוק לא חש סיפוק במקצוע שלו, משום שהרגיש שכל התגליות הגדולות בפיזיקה כבר נחתמו ב-1928. מקרה קלאסי של "התייפח כי לא נותרו עוד עולמות לכבוש"... 

המזימה לעבור לביולוגיה נרקמה בליבו, לאחר שהאזין להרצאה של נילס בוהר, בה בוהר הסביר את הצורך בנקודת מבט משלימה לפיזיקה הקלאסית כדי להבין את אטום המימן, ובאותה המידה דרושה נקודת מבט חדשה כדי להבין איך כל הכימיה שבתא הופכת לחיים. 

קטע מההרצאה של נילס בוהר

דלברוק החליט לצאת למסע שתואר אחר כך כניסיון שלו "למצוא את אטום המימן של החיים". כפיזיקאי קוואנטי, הוא ניסה למצוא את היחידה הפשוטה ביותר של הביולוגיה. לתקוף את העניין מתוך נקודת מבט של הפיזיקה החדשה, של תורת הקוואנטים. וצריך לזכור שכל העניין קורה בשנות ה-30, כשאנחנו לא יודעים עדיין מה ההבדל בין גן וחלבון. אנחנו חיים בתקופה שבה לא ברור מה זה נגיף, איך הוא בנוי ופועל. ידעו מה זה DNA,  אבל לא מה התפקיד שלו או המבנה שלו. הכל היה מאוד ראשוני, ולא ברור, ברמה שמזמינה מישהו עם נקודת מבט שונה. 

דלברוק חבר למדענים אחרים שחקרו מה שהיה אז ישות ביולוגית מיסתורית ולא מובנת במיוחד שזכתה לכינוי "בקטריופאג'", או "טורף חיידקים". היה מדובר במשהו בלתי נראה באותן שנים (עוד לא היה מיקרוסקופ אלקטרונים), שמסוגל לגרום למוות של חיידקים. 

דלברוק היה מחלוצי המחקר של אותן ישויות, ומה שעניין אותו מאוד הוא היכולת של אותן ישויות להתחלק ולהתרבות. באופן כללי רפליקציה (הכפלה) עניינה אותו מאוד. היום מאוד קל לחשוב על "גן" כיחידה הבסיסית של החיים שאותה הוא היה אמור לחפש אבל דווקא הרפליקציה קסמה לדלברוק הרבה יותר. הוא ראה בה את התכונה האינהרנטית הכי יסודית לכל דבר שחי, ולכן היא עניינה אותו הרבה יותר מגנים.

המחקר של דלברוק בנה יסודות רבים עליהם מושתת עד היום המחקר שמיקרוביולוגים רבים מבצעים. 

הוא בדק הדבקה ויצירה של מוקדים (Plaques - חורים במשטח הגדילה החיידקי, שנוצרו בגלל אותם בקטריופאג'ים).  דלברוק הבין שאותם מוקדים פרופורציונאליים למספר הבקטריופאג'ים המקורי שבתמיסה.

מוקדים צלולים על תרבית חיידקים
צילום: דרור בר-ניר

בסופו של דבר, שיתוף פעולה שלו עם סלוודור לוריא (Luria), הניב תוצאה מאוד מעניינת: הם גילו שכששני סוגים של בקטריופאג'ים מדביקים חיידקים, הם מפריעים אחד לשני. זה הלהיב את דלברוק כי זה אפשר לו לנסות להכיל על המקרה את הרעיון של הפרעה פיזיקלית. 

הניסויים של דלברוק גם הראו עוד משהו. הם הראו שהעמידות של חיידקים מסויימים לבקטריופאג'ים קיימת עוד לפני שהם פגשו את הפאג'ים. ורק אחרי המפגש, היתרון שאותה עמידות נתנה לחיידקים, הפכה להיות תכונה שנבררה. למעשה היה מדובר באישרור של רעיון הברירה הטבעית של דארווין.

בסופו של דבר הבינו שבאקטריופאג'ים הם למעשה נגיפים. נגיפים שתוקפים חיידקים. הרבה מאוד מהשיטות שדלברוק פיתח אומצו על-ידי הווירולוגים, והן משמשות עד היום במחקר, לרבות במחקר של נגיפי הקורונה (מבדקי פלאקים לדוגמא).

בקטריופאג'ים  נצמדים לתא חיידק (E. coli) ומזריקים לתוכו DNA
 Eye of Science / Science Source

בז'רגון המקצועי נהוג לומר שפאג'ים מזריקים או מחדירים את המידע הגנטי שלהם לחיידקים... אבל ברור שהמלה שהם היו צריכים להשתמש בה היא "מחרבנים" את המידע הגנטי שלהם לחיידקים.

סיכום:  

פיזיקאים לא פעם תורמים לביולוגיה הרבה מאוד. נקודת המבט השונה שלהם ויכולת למדל תופעות מורכבות, הרבה פעמים עוזרת לראות דברים מזווית שביולוגים שנמצאים בתחום שנים, לא תמיד מצליחים לראות. ולכן לא פלא שזה קצת מעצבן ביולוגים, כשזה מצליח.

ענר אוטולנגי הוא דוקטורנט לאימונולוגיה באוניברסיטת בן-גוריון.  

פורסם במקור בטוויטר