חיסון לריפוי מחלות - רוני ליפשיץ

מאז נסיונותיו הראשונים של לואי פסטר ב-1885 לפתח נסיוב חיסוני, האמינו המדענים כי חיסון יכול למנוע מחלות, אך לא לרפאן. לאחרונה מתעורר ויכוח חדש: חוקרים הציגו חיסונים המרפאים צרעת והרפס, והמדענים נחלקים בדעותיהם כיצד להסביר את התוצאות.

חיסונים, ככל הנראה, הורידו את התמותה האנושית יותר מכל התערבות רפואית אחרת, למעט אולי משמירה על היגיינה. אלא שכיום יש חוקרים הטוענים, כי השימוש בחיסונים יכול לסייע לנו אף יותר; החיסון, לדעתם, אינו רק יעיל במניעת מחלות - הוא יכול גם לרפא אותן.

רעיון זה צבר תנופה כתוצאה מנסיונות שנעשו להגביר את פעילות המערכת החיסונית של אנשים אשר נפגעו מנגיף האיידס, אף על פי שבמקרה זה הנסיונות לא הוכתרו בהצלחה. ההנחה המסורתית הנקוטה בידי החוקרים, עד היום, היא שלא ניתן להשפיע על עוצמת פעילות המערכת החיסונית. מרגע שהאדם נפגע במחלה, אומרים רוב החוקרים, המערכת החיסונית תוקפת את גורמיה בעוצמה המקסימלית. אם היא נכשלת במשימה, יש צורך להשתמש בתרופות התוקפות ישירות את הפולשים הזרים.

לאחרונה דיווחו חוקרים העוסקים בנסיונות חיזוק המערכת החיסונית אצל בני אדם החולים בהרפס, צרעת, לישמניאזיס (שושנת-יריחו) ושחפת, כי התוצאות הראשונות מלמדות שניתן לחזק את המערכת החיסונית של בני אדם שכבר נפגעו במחלות אלה.

נגיפי HSV במיקרוסקופ אלקטרונים חודר
CDC/Dr. Erskine Palmer

נגיף ההרפס סימפלקס מסוג HSV-2) 2) תוקף 20 אחוזים מהמבוגרים בארצות הברית. הוא מועבר באמצעות יחסי מין וגורם להופעת פצעים על אברי המין אשר נרפאים מעצמם בתקופות מסוימות, ומתפרצים מחדש.

לפני שנה הציגו קורי (Corey) ושטראוס (Straus), שני חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון,תוצאות ניסוי של טיפול חדשני בחולי הרפס. ל-98 חולים הוזרק נגיף ההרפס-2 שעבר מספר שינויים, אשר הפחיתו ב-30 אחוזים את רמת חזרת פצעי המחלה. החוקרים, עם זאת, מציינים, כי יש להתייחס בזהירות לתוצאות המתאימות.

התרופה המקובלת לטיפול בהרפס היא אציקלוויר ויעילותה גדולה פי שלושה מהטיפול באמצעות הנגיף, שכן, לאחר קבלת התרופה חלה ירידה של (90 אחוזים בחזרת הפצעים).

אולם לתרופה זו, למרות יעילותה, יש גם חסרונות. "כדי לקבל תוצאות טובות יש לקחת את התרופה פעמיים ביום במשך כל החיים", אומרים שטראוס וקורי. "לאנשים רבים, האפשרות של קבלת זריקה פעם או פעמיים בשנה בלבד, מועדפת בהרבה".

האם נפתחים אופקים חדשים במחקר האימונולוגי (תורת החיסון)? קשה לומר בוודאות שכן. ויכוח עירני מתנהל על משמעות התוצאות. לאחרונה הודיעו גם כמה יצרניות תרופות על כוונתן לתרום למחקרים אלה. סביר להניח, שמעורבות החברות המסחריות תעודד את המשך הוויכוח האקדמי, כך שתוצאותיו תהיינה השלכות כלכליות, ולא רפואיות בלבד.

פורסם ב"גליליאו" 5, יולי-אוגוסט 1994

נא להכיר: הסטרפ הבריטי - צבי עצמון

על פי כותרות העיתונים נדמה היה שכבר ניחת עלינו יום הדין העתידי, או להיפך - שחזרנו לשחר ההיסטוריה, כשקדמונינו מצאו מותם בניביהן של חיות טרף. הכל החל בדיווחים בריטיים אודות "חיידק טורף". מורים התלחשו אודות תלמידים מבוהלים המציירים חיידקי ענק בעלי מלתעות; הורים סיפרו על ילדים החוששים להירדם פן יופיע החיידק האימתני. ואנו, אנשי "גלילאו", שמנו נפשנו בכפנו ופסענו הישר לתוך גוב האריות - מעבדה העוסקת בזיהוי ובחקר חיידקים, שגם אם אינם נמנים בדיוק על אותו זן "טורף" של סטרפטוקוקוס-A (ובקיצור: סטרפ-A), הרי שהם לפחות שארי בשר קרובים שלו. סטרפטוקוקים הם חיידקים נפוצים, בעלי דופן עבה וקשיחה, הגורמים להרס כדוריות הדם האדומות. צורתם כרגיל כדורית, לעיתים ביצית, והם מסודרים לעיתים קרובות בצורת שרשרות. הסטרפטוקוקים מצוידים בחלבון מיוחד, חלבון-M, שמעכב את בליעתם על ידי התאים הבולעניים, המגינים על גופנו מפני פולשים זרים. רבים מהם מייצרים קופסית (קפסולה), העוטפת את דופנותיהם מבחוץ, ואף היא, כנראה, שומרת עליהם מפני בליעה.

סטרפטוקוקים שונים נבדלים בכושרם להרוס תאי-דם אדומים, כלומר - לגרום להמוליזה ("פירוק דם"). אלה הגורמים הרס של תאי-הדם האדומים תוך יציאת ההמוגלובין מתוכם מכונים ביתא-המוליטים. ביניהם מבחינים במספר רב של קבוצות, ונוהגים לסמנן באותיות אנגליות, ומכאן כינוי הסלבריטי שלנו - סטרפטוקוקוס-A.

מושבות חיידקי סטרפטוקוקוס A על מצע גידול המכיל דם. קל להבחין בפירוק כדוריות הדם האדומות (המוליזה) שגורמות המושבות סביבן. ניתן להבחין בין מושבות ריריות, של חיידקים בעלי קופסית (משמאל), לבין חיידקים חסרי קופסית (מימין). התמונה מתוך מחקר של ד"ר אלון מוזס.

 סטרפטוקוקים-A נפוצים, כאמור, בטבע. הם גורמים לדלקות גרון ולוע, לדלקות בעור ולפצעים מוגלתיים, ל"שושנה", למחלת השנית (סקרלטינה), ועוד. הם מפרישים אנזימים ורעלנים (טוקסינים), בעלי השפעה מזיקה לגוף. כך, למשל, הרעלן הגורם לפריחה האופיינית למחלת השנית.

לזיהום הנגרם על ידי סטרפטוקוקים עלולות להיות לעיתים תוצאות בריאותיות חמורות ארוכות-טווח, גם לאחר שהזיהום עצמו חוסל: פגיעה בכליות, וכן פגיעה במפרקים ובלב (קדחת השיגרון). תופעות אלו נובעות מהתגובה החיסונית של הגוף לזיהום.

קשה, אם כן, להתרשם לטובה מאופיים של סטרפטוקוקים-A, אך האם יש ביניהם "טורפים" של ממש? - כך שאלנו את הד"ר אלון מוזס מהמחלקה למיקרוביולוגיה קלינית ומחלות זיהומיות בבית החולים "הדסה" עין-כרם ובית הספר לרפואה של האוניברסיטה העברית. ובכלל - מה משפיע על מידת אלימותו של החיידק? ד"ר מוזס מונה גורמים אחדים: החלבון המקנה לחיידק עמידות בפני תאיו הבולעניים של הגוף - ככל שיש לחיידק יותר חלבון-M כך הוא אלים יותר, פוגע יותר ומסוכן יותר; גם אנזימים ורעלנים שמפריש החיידק פוגעים ברקמות ומקילים על התפשטותו.

ואנחנו ממשיכים לשאול בשם הציבור שוחר הדעת ורדוף החרדה - האמנם קיימים סטרפטוקוקים "טורפים"? ובכן, משיב ד"ר מוזס, שעסק בעצמו בחקר הסטרפטוקוקים, זיהום בסטרפ-A יכול להתבטא בצורות שונות: אצל אחד בדלקת גרון, אצל שני בזיהום ברגל, ואצל ביש המזל בנמק. המשתנים האחראים להבדלים באופי הזיהום הם, בין היתר, האתר שאליו פלשו הסטרפטוקוקים והשתכנו בו, מצבו הכללי והחיסוני של החולה, ותכונותיו הייחודיות של החיידק.

ובכן, מה בדבר הנמק? הוספנו להקשות. מתברר כי מצבי נמק כתוצאה מזיהום בסטרפ-A מוכרים למיקרוביולוגים הקליניים. מדי שנה מטפלים ב"הדסה" בכ-20 חולים הלוקים בפלישה חודרנית של חיידק זה, עד כדי אלח-דם כללי. מדי שנה יש מקרים - בודדים אמנם, של נמק קשה מאוד שנגרם על-ידי סטרפ-A, המצריכים טיפולים ניתוחיים עד כדי כריתה. ד"ר מוזס אינו מוכן לקבוע מסמרות בעניין אותם מקרים שזכו לכותרות בעיתונים, שאותם לא בחן בעצמו. אולם, הוא משער כי סטרפטוקוקוס-A, הגורם לנמק מהיר במיוחד הוא, חיידק שבו חוברים יחד כמה גורמים אלימים, כמו למשל קופסית, כמות רבה של חלבון-M ורעלנים.

נחמה פורתא, ואולי אפילו נחמה רבה, ניתן למצוא בכך שסטרפטוקוקים-A רגישים בדרך-כלל לאנטיביוטיקה המוכרת לכולנו - פניצילין, ובמקרים אחרים אפשר להיעזר באריתרומיצין ובצפלוספורינים. וגם זאת: בדורות האחרונים חלה ירידה ניכרת בשכיחות המחלות השיגרוניות (ראומטיות) שמקורן זיהום בסטרפ-A.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 5, יולי/אוגוסט 1994.

כריית מחצבים בעזרת חיידקים - רועי שפירא

בניגוד לרפואה ולחקלאות, הכרייה כמעט ולא השתנתה בבסיסה משחר התרבות האנושית: עפרות שונות נחפרות מן האדמה, מרוסקות, והמחצב המבוקש מחולץ מהן על-ידי עינויין בחום יוקד או ברעלים חריפים. אולם, יתכן ונהיה עדים, עוד בתקופתנו, להיעלמו של אחד הדימויים הקמאיים ביותר המלווים את מלאכת הכרייה מאז ימי קדם: חום, לכלוך ושאגתם של כבשנים לוהטים שסביבם עמלים המוני אדם מיוזעים. בשנים האחרונות פנתה תעשיית הכרייה לשיטה עדינה יותר, "ידידותית לסביבה" יותר, והחשוב מכל - יעילה יותר, כדי לאלץ את אמא אדמה לוותר על אוצרותיה: ביו-כרייה.

לפני כ-2000 שנה פעל בריו-טינטו (Rio-Tinto) שבספרד מכרה נחושת רומאי. הרומאים הבחינו בצבעם הכחול של המים הניגרים מערימות העפרה שנערמו סביב המכרה, וגילו כי על ידי אידוים של המים מתקבלים מלחי נחושת. רק בשנות החמישים של המאה העשרים התברר, כי הנחושת חולצה מן העפרה אל המים בגלל פעולתו של החיידק Acidithiobacillus (Thiobacillus) ferrooxidans.

 Acidithiobacillus  ferrooxidans.
המקור - Riken center, Japan

חיידק זה, המצוי באופן טבעי בעפרות המכילות תרכובות גופרית, מקבל את האנרגיה הדרושה לקיומו באמצעות חימצון חומרים אי-אורגנים, כמו תרכובות של נחושת וגופרית. כתוצאה ממטבוליזם זה נוצרת חומצה המכילה יוני ברזל, אשר שוטפת את הנחושת מן העפרה. הפטנט הראשון לחילוץ נחושת מעפרה בעזרת החיידק הוענק בשנת 1958 לחברה אמריקנית, והתהליך אומץ חיש מהר על ידי תעשיית הנחושת העולמית.

הגילוי בא בעיתו, שכן רוב מרבצי הנחושת האיכותיים בעולם נדלדלו זה מכבר. אפשר אומנם להפיק נחושת מהעפרות הנותרות, שאיכותן ירודה, על ידי התכתן בחום גדול. אולם, זהו תהליך "מלוכלך", מורכב, ויקר - עלות בנייתו של מתקן התכה מודרני מתקרבת למיליארד דולר! למעשה, שורר מחסור עולמי במתקני התכה, שכן הקיימים "סתומים" בכמויות ענק של עפרות ירודות. לעומת זאת, הטכנולוגיה של ביו-כרייה פשוטה, זולה, וידידותית לסביבה.

בשיטת הביו-כרייה נערמת העפרה בסמוך למכרה. כדי לעודד את רבייתו של החיידק, מושקית העפרה תדיר בחומצה גופרתית. החיידקים עושים את פעולתם, והנחושת מופקת מן התמיסה הזולגת מן המערומת. את החומצה הגופריתית ניתן לחלץ מן התמיסה ולעשות בה שימוש חוזר. רבע מתפוקת הנחושת העולמית השנתית, בשווי של מיליארד דולר, מופקת בשיטה זו.

"שימוש זה", אומר דייויד הולמס (Holmes) מאוניברסיטת קלארקסון שבמדינת ניו יורק, "הוא אולי השימוש התעשייתי החשוב ביותר של ביו-טכנולוגיה בעולם בימינו". אך לחיידק "זולל המתכות" שימושים נוספים, חשובים אף יותר.

בתחילת שנות השמונים של המאה הנוכחית דלדל המין האנושי כמעט את כל מרבצי הזהב באיכות גבוהה הסמוכים לפני כדור הארץ. נותר כמובן זהב רב, אך הוא טמון במרבצים עמוקים יותר, ורובו מצוי בתרכובות גופרתיות.

הפקת זהב היא תהליך יקר, מסובך, ומזיק לסביבה מאין כמותו - קרוב לוודאי כי קשה היה להמציא תהליך הפקה מזיק ומסוכן יותר לאורגניזמים חיים. ראשית, יש להיפטר מן הגופרית על ידי שריפת העפרה או "בישולה" בלחץ גבוה בסביבה עשירה בחמצן. מאחר שריכוז הזהב בעפרה נמוך מאוד, יש לעבד כמויות עפרה גדולות; לפיכך, צריכת האנרגיה גבוהה מאוד. התוצאה המיידית של שריפת דלקים מחצביים היא שחרור גזי-חממה לאטמוספרה וזיהום האוויר בתרכובות גופרית - הגורם העיקרי לגשם חומצי. (ראו גליליאו, גיליון 2 , עמ' 3).

לאחר שלב מקדים זה יש להפיק את הזהב עצמו מהעפרה. לשם כך שוטפים אותה בציאניד או בכספית - שני רעלים חזקים והרסניים ביותר. הכספית והציאניד מוצאים את דרכם לקרקע ולמקווי מים, דרך משקעים או במעבר ישיר ומשם לגופם של בעלי-חיים וצמחים. יש הזוקפים את רוב הזיהום העולמי בכספית לחובת תהליכי הפקת כסף וזהב, בעיקר מאז הכיבוש הספרדי את דרום אמריקה.

ביו-כרייה מאפשרת לוותר על שלב "הבישול המוקדם". גם כאן גיבור המעשה הוא זן של A. ferrooxidans. יתרה מזאת, כאשר פתחה חברת גנקור (Gencor) את המפעל הראשון לביו-כרייה בדרום אפריקה בשנת 1986, התברר עד מהרה, כי הנצולת של התהליך החדש מגיעה ל95%-, לעומת 70% ניצולת בשיטה הקלאסית. כיום מוקמים מפעלים דומים באוסטרליה, בברזיל ובגאנה. למעשה, התהליך כה יעיל שאפשר להפיק באמצעותו זהב ממחצבים שאיכותם נחשבה ירודה מדי עד לפני שנים ספורות.

מחצבים כגון נחושת, זהב ואורניום (שאף אותו אפשר להפיק באמצעות ביו-כרייה), הם בעלי ערך סגולי גבוה. מחצבים אחרים, כגון תרכובות זרחניות, חומר הגלם העיקרי לדשנים, אינם כאלה. בישראל, אחת היצרניות הגדולות בתבל, מפיקים בשיטות הקלאסיות, יותר משישה מיליון טונות פוספטים בשנה מהמכרות אשר באתרים צין, אורן ורותם. השיטות הקיימות להפקת פוספטים, כרוכות בזיהום סביבתי רב. לאחרונה, לאחר בדיקת מאות מינים וזנים, נתגלו שני חיידקים: Pseudomonas cepacia E37 ו-Erwinia herbicola, המסוגלים לשחרר את הפוספט מן המחצב הגולמי. ואכן, בקרוב יוחל בארצות הברית בהקמת מפעל נסיוני לביו-כרייה של פוספטים.

ההתלהבות רבה, אך ביו-כרייה היא טכנולוגיה שטרם הבשילה. לדברי הולמס, "דומה הדבר למצב שבו היינו משתמשים בפניצילין טבעי, או בחיטת בר". האתגר כעת הוא לשפר את "ביצועי" החיידקים הטבעיים באמצעות הנדסה גנטית.

זו אינה משימה קלה. פעולתם של החיידקים יוצרת חום כה רב, עד שיש בו כדי להאט את פעולתם ואף להורגם. פול נוריס (Norris) מאוניברסיטת וורוויק שבאנגליה מנסה, בשיתוף פעולה עם חברת הכרייה האוסטרלית (CRA), לפתח זנים עמידים לחום. ברצונו לבודד זנים היפרתרמופיליים, המשגשגים בטמפרטורות שמעל מאה מעלות צלזיוס (ראו "חיים ברתיחה", בגיליון זה), ולהעניק להם את היכולות הדרושות. נוסף על כך, יש מי שמנסים להקנות לחיידקים עמידות בפני מתכות כבדות כגון קדמיום וכספית, שנוכחותן בעפרה מרעילה את החיידקים.

יחסית ל"חיידק העבודה" של הגנטיקאים, Escherichia coli, מעט מאוד ידוע על הגנטיקה של אורגניזמים אלו. לכן, לדברי ברוס קלי מ-CRA, "יעברו לפחות חמש שנים עד למהפכה הבאה בביו-כרייה". אך זהו פרק זמן קצר יחסית לזה שחלף מימי הרומאים חדי האבחנה בריו-טינטו ועד לשנות החמישים של המאה העשרים.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 5, יולי/אוגוסט 1994.

יחסי המין ותולדות האנושות - אלכס כהן

מתי התחילו בני המין האנושי לקיים יחסי מין פנים אל פנים?

התשובה לשאלה זו באה ממקור בלתי צפוי. במחקר נגיפי השלבקת (herpes), נמצאו אצל האדם שני זנים של הנגיף. הזן האורלי - זה התוקף את השפתיים והפה, והזן הגניטלי - התוקף את אברי המין. אצל הקופים קיים רק הנגיף הגניטלי.

דגם תלת-מימדי של הנגיף Herpes simplex 1
Thomas Splettstoesser - Wikimedia commons

מכיוון שאצל רוב הקופים, כמו אצל יונקים אחרים, בזמן קיום יחסי מין הזכר נמצא תמיד מאחורי הנקבה (מלבד קופי הבונובו. ראו גליליאו 1, 1993) ומכיוון שההדבקה בנגיף השלבקת דרך הפה קיימת רק אצל האדם, הרי שזמן הפיצול בין שני מיני הנגיף מאפשר לקבוע ממתי התפצל המין האנושי מהפרימאטים האחרים.

בדיקה שנערכה בחומצות הגרעין והחלבונים של שני מיני הנגיף הראתה שהפיצול התרחש לפני כ-10 מיליון שנה.

את המחקר ערכו גץ גנטרי (Gentry) ועמיתיו מאוניברסיטת מיסיסיפי, והוא פורסם בכתב -עת היוקרתי: ״רשומות
האקדמיה הלאומית למדעים״ היוצא בארצות הברית, כרך 85 עם׳ 2658.

המאמר המקורי ב-PNAS

פורסם ב"גליליאו" 5, יולי אוגוסט 1994, 

כלים חדשים - תגליות חדשות (שחפת במומיה פרואנית) - רועי שפירא

האבחנה אומנם איחרה לבוא, אך התגלית כי לפני כאלף שנה סבלה אישה פרואנית משחפת מרעידה אמות סיפים בקרב חוקרי מחלות קדומות.

פירושו של מימצא זה הוא, כי השחפת היתה נפוצה בעבר בעולם החדש ולא הובאה אליו על ידי האירופים. כידוע, ״מואשמים׳׳ האירופים הראשונים כי הביאו לאמריקה מחלות חדשות שכנגדן לא היה למקומיים כל חיסון, ובכך (ולא בחרב) המיטו כליה על עמי העולם החדש.

על סמך סימני פגיעה אופייניים בעצמות, חשדו פליאופתולוגים (העוסקים בחקר מחלות קדומות) זה מכבר, כי השחפת היתה נפוצה באזור, אך לא עלה בידיהם להוכיח כי המדובר בחיידק השחפת (Mycobacterium tuberculosis) ולא בחיידקים אחרים הפוגעים נעצמות באופן דומה.

בדרום פרו פרחה בתקופה הקודמת לאינקה תרבות הצ׳יריביה. באקלים הקר והיבש של האזור התייבשו גופות המתים, ונחנטו חניטה טבעית לפני שפשו בהם תהליכי ריקבון. בכמה מהגופות נמצאו סימנים לשחפת בריאות ובחלל החזה.

ארתור אופדרהייד (Aufderheide) מאוניברסיטת מיניסוטה ועמיתיו מאוניברסיטת שיקגו בודדו דוגמיות של החומר התורשתי מהרקמה החשודה. בהמשך, השתמשו בשיטות חדישות של הנדסה גנטית ויצרו מיליוני עותקים מפיסות ה-DNA שנמצאו. הם הניחו, כי מצויים בידם מיקטעים של חומר תורשתי אנושי נוסף על זה של החיידק המבוקש. השלב הבא היה חיפוש רצף בסיסים מסוים, הייחודי לחיידק השחפת, והנעדר כליל מן ה-DNA האנושי. ואכן, אחרי מאמץ עצום עלה בידם לזהות את חיידק השחפת ברקמות הקדומות.

מימצאים מעניינים אלו מעוררים שאלות באשר לתפוצתן של מחלות בימים עברו, ויחסי הגומלין שלהן עם ההיסטוריה האנושית. למשל: האם ייתכן כי השחפת היא ביסודה מחלה נדירה, ורק התכנסותו של המין האנושי בקהילות צפופות וגדולות, בתנאים ירודים, מביאה להתפשטותה המהירה? או האם אכן הובאה העגבת (Syphilis), לעולם החדש ביד׳ האירופים? האם נכונה המקובלה כי האוכלוסייה של אמריקה הקדם-קולומביאנית הייתה קטנה מכדי לסבול ממגפות נגיפיות?

ובהקשר זה, אחת השאלות המרתקות בתקופתנו היא: האם תסמונת הכשל החיסוני הנרכש (איידס) היא מחלה קדומה המקננת בקרב המין האנושי בלא שזוהתה עד כה; והפכה מסיבה זו או אחרת לאלימה, או שמא זו מחלה מודרנית?

מומיה בת 5000 שנה מן הכפר -San-Pedro-de Atacama. אזור האלטיפלט, צפון צ׳ילה. (ר.ש.)

פורסם ב"גליליאו" 4,  מאי יוני 1994 

דם מלאכותי (מחיידקים מהונדסים) - רועי שפירא

לאחרונה, בעקבות אירועים טרגיים שהביאו להידלדלות מלאי הדם, התבקש הציבור בארץ לתרום דם לבנק הדם של מגן דוד אדום. הצורך בדם טבעי לעירויים הוא גורם מגביל מאין כמוהו, ומזה שנים רבות מחפשים חוקרים תחליפי דם. פיתוח דם מלאכותי בכמויות מסחריות יכול לשחרר אותנו מחסרונותיו הבולטים של ״משק הדם״ הנוכחי: החיסרון הראשון הוא התלות המוחלטת בתורמים, מה שמקשה על אספקת הכמויות הנדרשות בזמן הדרוש. הבעיה השנייה, שהוחרפה בשנים האחרונות, היא זיהום אפשרי של הדם במחלות זיהומיות כמו איידס וצהבת, שמחייב בדיקת כל מנה ומנה וסילוקן של המנות המזוהמות. ולבסוף, בכדי למנוע תגובה חיסונית חריפה אצל המקבל, יש להתאים את סוג הדם של כל מנה לדמו שלו.

Mimooh, Wikimedia commons

סומטוגן (Somatogene), חברה ביו-טכנולוגית אמריקנית המתמחה בהנדסה גנטית, הודיעה לאחרונה על פיתוחו של דם מלאכותי, אשר מיועד לפתור אותנו מבעיות אלו.

הסיבה הראשונית והמיידית למתן דם לחולה היא ירידה חדה בלחץ הדם שלו, לרוב עקב איבוד דם, והצורך להבטיח אספקת חמצן תקינה, בעיקר למערכת העצבים המרכזית. לדם כמובן תפקידים נוספים, אך במקרי טראומה, כגון פציעה או ניתוח, זקוקים לדם עבור הבסיסית שבסיבות - הולכת חמצן אל רקמות הגוף. רוב החברות השוקדות על פיתוח דם מלאכותי מפיקות המוגלובין - המולקולה נושאת החמצן האצורה בתוך כדוריות הדם האדומות - מכדוריות שמקורן במנות דם שפג תוקפן. משתי סיבות לא ניתן לערות המוגלובין ישירות לדם: ראשית, מולקולת ההמוגלובין מתפרקת בדם לחומרים רעילים לכליות; ושנית, המוגלובין ״עירום״ אינו נוטה לשחרר ברקמות את מולקולת החמצן שספח. בגוף, כאמור, ארוז ההמוגלובין בתוך כדוריות הדם האדומות, המצוידות באנזים מיוחד שעוזר לחמצן להשתחרר מן ההמוגלובין ולעבור לרקמות הסובבות. תוצרי הפירוק נותרים בתוך הכדורית.

מולקולת ההמוגלובין מורכבת מארבע תת-יחידות, חלבוניות. קיושי נאגאי (Nagai) מאוניברסיטת קיימברידג׳ שבאנגליה, פיתח שיטה המאפשרת להשתיל את הגנים המקודדים לכל ארבע תת- היחידות בחיידק Escherichia coli. החיידק ״המהונדס״ מייצר המוגלובין אנושי היכול לשמש לעירויים. הגנים שנאגאי משתיל בחיידק עברו מוטציות (שינויים). שינוי אחד כרוך בחיזוק עוצמת הקשר בין תת-היחידות, כך שימנע פירוק ההמוגלובין החופשי בדם לתוצרים רעילים. שינוי אחר מתבטא בשיחרור קל ומהיר יותר של חמצן לרקמות.

חברת סומטוגן מייצרת כבר עתה המוגלובין אנושי במכלי התססה של 1,500 ליטר. קרוב לוודאי, כי כאשר יאשרו רשויות הפיקוח של ארצות הברית את שיווקו המסחרי, יוכל הדם המלאכותי למלא את מקומו של הדם הטבעי, וכך לא נמצא עצמנו במצוקה דוגמת זו ששררה בעת שאירע אותו פיגוע המוני.

פורסם ב"גליליאו" 4,  מאי-יוני 1994. 

אשפה לטיוב הקרקע - מרית סלוין

מיחזור הוא אחת ממילות המפתח השגורות בפי תושבי כדור הארץ במאה ה-20. במדינתנו הזעירה משמעות המיחזור כפולה ומכופלת. מיחזור האשפה העירונית עשוי לפתור את אחת הבעיות הסבוכות באיכות הסביבה בארץ.

במדינת ישראל מתגוררים כ-5.3 מיליון תושבים, וכל אחד מייצר בממוצע 1.6 קילוגרם אשפה ביום, המסתכמים ב-0.58 טון בשנה. בסך הכל מייצרים תושבי המדינה 3.1 מיליון טון אשפה בשנה. אשפה זו נשלחת לאתרי סילוק אשפה - 400 במספר, שמרביתם אינם מטופלים כראוי. בכך הם מסכנים את איכות מי התהום, מפיצים ריח רע ולכלוך, פוגעים בנוף וגורמים לשורה של מיטרדים אחרים. כך, למשל, במזבלת חיריה, הקולטת כ-2,500 טון אשפה מדי יום מתרכזים שחפים בריכוזים כאלה המסכנים את תנועת המטוסים הממריאים מהאזור.

כמויות עצומות של שחפים מעל מזבלת חיריה מסכנים את תנועת המטוסים באזור. 

צילום: בניה בן-נון 

קבוצת חוקרים מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, ובראשם פרופ' יונה חן, דיקן הפקולטה, מנסה למצוא שיטות שתאפשרנה מיחזור האשפה. בשלב ראשון בדקו החוקרים את האפשרות למחזר את החומר האורגני המצוי בשאריות המזון המושלכות לאשפה. לשם כך למדו את תהליכי פירוקו בעזרת חיידקים ליצירת קומפוסט, שהוא חומר אורגני חסר ריח. בקומפוסט ניתן להשתמש כתחליף לכבול במצע גידול לצמחים בחממות, כחומר חיפוי על פני הקרקע להקטנת אובדן מים וכזבל אורגני לטיוב הקרקע. אולם, הקומפוסט שהתקבל מתהליכי הפירוק לא היה אחיד בהרכבו, והיה זמין לחיידקים שפירקו אותו וגרמו להפצת ריחות לא נעימים לסביבה. והגרוע מכל, הוא הכיל מרכיבים אי-אורגניים, בכללם מתכות כבדות, שמקורם בקופסאות שימורים, מכשירי אלקטרוניקה, סוללות ועוד, המסכנים את איכות מי התהום, הצמחיה והסביבה.

עתה שוקדים החוקרים על לימוד תהליכי המעבר של חומרי האשפה למצב אחיד ויציב, דל במתכות כבדות, הניתן ליישום בחקלאות, ועל פיתוח טכנולוגיה ליישום התהליכים. במקביל, הם מפתחים שיטות וכלים לבדיקת רמת קליטת המתכות הכבדות שבחומר על ידי צמחים שיגדלו בקרקע או במצע גידול המכיל תוצרים אלה. כלים אלה יסייעו בידם להחליט אם שימוש בתוצר המכיל מתכות אינו מסכן את הסביבה. בחלקו השלישי של המחקר בודקים המדענים את תכונות הקומפוסט כמדכא התפתחותן של מחלות צמחים המועברות בקרקע.

מימצאי המחקר הראשונים מראים, כי הקומפוסט שהופק מעודד גידול צמחים ומספק להם חומרי דשן, ואף משפר ומייצב את הקרקע. כמו כן איתרו החוקרים שיטות לחיזוי קליטת המתכות מן החומר על ידי צמחים, שיטות שבאמצעותן אפשר יהיה להשתמש בחומר בלא לגרום לזיהום סביבתי.

אם אכן ייושמו מימצאי המחקר, ייתכן שנהיה עדים להיעלמותם של הררי הזבל וגלי הסירחון מאתרי האשפה הרבים שברחבי המדינה.

פורסם ב"גליליאו" גיליון 4,  מאי/יוני 1994.