נקמתו של מונטזומה - הסוף? - יבשם עזגד

 

נשיקת המוות של האמבה

מיליוני בני אדם נדבקים מדי שנה, ואלפים מהם מתים, ממחלות מעיים הנגרמות על ידי אמבות, שהן מיקרואורגניזמים חד- תאיים טפיליים. מחלות הנגרמות על ידי אמבות מתחוללות ותוקפות בעיקר אוכלוסיות המתגוררות בארצות שרמת הסניטציה בהן גרועה, כך שמי-השתייה מזוהמים בביוב. עד כה כמעט שלא פותחו דרכים חדשות להילחם במחלות אלה, וזאת, בין היתר מכיוון שמספרן של קבוצות המחקר החוקרות את המחלות האלה קטן יחסית. העובדה שהאוכלוסייה הנפגעת מסוג זה של מחלות היא, בדרך כלל, נחשלת וענייה מצמצמת את התמריץ הכלכלי לחברות התרופות הגדולות. עם זאת, מנגנוני ההישרדות והאלימות שפיתחו האמבות במהלך האבולוציה מהווים תעלומה ונושאי מחקר המרתקים מדענים ממקומות שונים בעולם, לרבות מכון ויצמן למדע.

סיפורו של מחקר כזה המתנהל במכון וייצמן מתחיל בשנות השמונים הראשונות, כאשר פרופ׳ קרלוס גיטלר ופרופ׳ דוד מירלמן מהמחלקה לחקר ממברנות וביופיסיקה (כיום המחלקה לכימיה ביולוגית), קיבלו מענק מחקר משותף מקרן רוקפלר כדי לחקור את האמבות הגורמות למחלת הדיזנטריה. פרופ׳ מירלמן התמקד בחקר החלבונים (לקטינים) המאפשרים לאמבה להיצמד לתאי האדם, ואילו פרופ׳ גיטלר גילה שלאמבות יש חלבון קטן מיוחד - שלאחר שהן נצמדות לתאי האדם, הן "מזריקות״ אותו לקרומיהם, דבר שגורם למותם. תופעה זו כונתה ״נשיקת המוות של האמבה״. הרג אלים זה של תאים, והפלישה לתוך רירית המעי, גורם למחלת הדיזנטריה שכונתה על ידי הספרדים, שכבשו את מקסיקו במאה ה-16, ״נקמת מונטזומה״.

פרופ' גיטלר, שעלה לישראל ממקסיקו, ראה במו עיניו את הסבל הרב שנגרם לבני אדם רבים במקסיקו החולים במחלות מעיים הנגרמות על ידי אמבות. הוא קרא לחלבון המיוחד שגילה בשם ״אמבפור" וקיווה שבאמצעות נוגדנים שיפותחו נגד החלבון הזה אפשר יהיה לבלום את נזקן של האמבות. אלא שאז התברר שהנוגדנים אינם יכולים להגיע אל האמבפור ולבלום אותו, מכיוון שהאמבות מצמידות את הקרום שלהן לקרומיהם של תאי המטרה, כך שהאמבפור עובר מהן ישירות אל תא המטרה, כשהוא מוסתר בין שני הקרומים והנוגדנים אינם יכולים להגיע אליו.

כעבור כ-15 שנה החלו גם פרופ׳ מירלמן, וחברות קבוצת המחקר שלו רבקה ברכה ויעל נוחמוביץ, לחקור את האמבפור במטרה להוכיח את תפקידו בהתפתחות המחלה. לשם כך, הם הפעילו נגד החלבון הקטלני טכניקה מיוחדת של הנדסה גנטית, המבוססת על בלימת תהליך השיעתוק של גנים. כידוע, תהליך ייצורו של חלבון מתחיל כאשר הגן המקודד את המידע הדרוש לבנייתו נפתח ומול הגדיל נושא המידע שלו נוצרת מולקולה חד-גדילית של RNA-שליח. ה-RNA-שליח יוצא מהגרעין אל חלל התא, שם הוא מגיע לריבוזום, המתרגם את המידע הכלול בו ומייצר על פיו חלבון - ובמקרה זה, החלבון אמבפור, שמאפשר לאמבות לקטול תאי מטרה.

 פרופ׳ מירלמן וחברי קבוצת המחקר שלו בידדו את הגן המקודד לאמבפור, וחזרו והחדירו עותק שלו למטען הגנטי של האמבה, כשסדר הנוקליאוטידים שלו הפוך (״אנטי סנס״), כלומר, כש״זנבו״ מופנה ״קדימה״ והוא מהווה תמונת ראי מושלמת של הגן המקורי המקודד את המידע לבניית האמבפור. כך, למעשה, נוצרה אמבה טרנסגנית הנושאת הן את הגן המקורי לאמבפור והן את הגן ההפוך. כאשר הגן לאמבפור מתחיל להתבטא, עושה זאת גם הגן ההפוך. כך, בד בבד עם יצירת RNA-שליח שאמור לגרום לייצור החלבון הקטלני, מיוצרת גם מולקולת RNA-שליח הפוכה. שתי המולקולות האלה, המתאימות בהיפוך מדויק זו לזו, נצמדות זו לזו בדומה לשני חלקיו של רוכסן. כתוצאה מכך שתיהן נעשות לא זמינות ל״תרגום״ וליצירת חלבון האמבפור. כך הצליחו המדענים לעכב בכ-60% את ייצורו של החלבון הקטלני באמבות הטרנסגניות.

פרופ' מירלמן  וקבוצת המחקר שלו

האמבות ש״הונדסו״ בדרך זו היו הרבה פחות אלימות מהאמבות המקוריות, אך המדענים לא הסתפקו בתוצאה זו. ואכן, במחקר המשך הם הצליחו לגרום להשתקתו המוחלטת של הגן המקודד את החלבון הקטלני (כלומר, למניעת התבטאותו). תופעת ההשתקה המוחלטת של הגן התחוללה כאשר המדענים החדירו לאמבה עותק של המקטע המאתחל (פרומוטור) בלבד של הגן לאמבפור. פרופ׳ מירלמן אומר שהימצאות עותקים נוספים של המקטע המאתחל של הגן גרמה לתהליך אנזימטי של שינוי כימי, הוספת קבוצות מתיליות. בצמחים ובתאים אחרים תהליך מתילציה כזה גורם להשתקה של גנים, אבל זו הפעם הראשונה שתופעה כזאת נצפתה באמבות.

עכשיו מתכננים החוקרים לנסות ולהשתמש באמבות ה״מושתקות״ כבאמצעי לחיסון כנגד אמבות אלימות. כידוע, כדי לחסן את הגוף כנגד מחלה נגיפית כלשהי, אפשר להשתמש בנגיפים מומתים, או מוחלשים. כאשר מחדירים נגיפים כאלה לגוף, הם אינם יכולים לגרום מחלה, אבל מרכיבי המערכת החיסונית לומדים את מאפייניהם וכך, כאשר חודרים לגוף נגיפים אלימים, המערכת החיסונית כבר מוכנה לקראתם ומסוגלת לבלום את התפשטותם בגוף. בדרכים דומות מפתחים המדענים גם תרכיבי חיסון כנגד מחלות הנגרמות על ידי חיידקים. אבל עד כה, לא נעשה שימוש בטכניקה הזאת כדי לחסן כנגד מחלות הנגרמות על ידי אמבות. האמבות המוחלשות שפיתח פרופ׳ מירלמן, שאינן מסוגלות לייצר את החלבון הקטלני אמבפור, עשויות להוות את הבסיס לחיסון הראשון מסוג זה. אם יצליחו המדענים במשימה זו, יסייע הדבר למיליוני בני אדם הסובלים ממחלות שנגרמות על ידי אמבות.

פורסם ב"גליליאו" 56, אפריל 2003