חיידקים במקלחת - לוטם אליהו

במחקר שהתפרסם במגזין הנחשב PNAS, מיקרוביולוגים (מדענים המתמחים בחיידקים) בדקו הימצאות חיידקים בראש המקלחת (הדוש). הם מצאו שהמחילות הקטנות דרכן עוברים המים (החלק שמפזר את המים המגיעים מהצינור הראשי) הן בית גידול מעולה למושבות חיידקים, במיוחד של חיידקים מסוג Mycobacterium avium. החיידק הזה יכול לגרום זיהום בריאות. זה בעייתי במיוחד לאלה מאיתנו שאוהבים לפתוח את הברז ישר על הפרצוף. למי שאוהב מים חמים ולכן נאלץ לחכות לפחות חצי דקה עד שהמים מתחממים אין בעיה, בזמן הזה החיידקים שהצטברו נשטפים החוצה וזורמים אל הביוב. מלבד זאת, החיידק הזה מסוכן בעיקר למי שמערכת החיסון שלו כבר מעורערת (כמו חולי איידס או אנשים אחרי השתלות למשל). אם אתם בריאים בדרך כלל זה לא צריך להטריד אתכם. אם אתם נמנים על קבוצת הסיכון, או שהידיעה זאת סתם גרמה לכם לאי נוחות היגיינית, החוקרים מציעים להשתמש בראש מקלחת מתכתי ולא פלסטי ולהחליף אותו באופן תדיר. חוץ מזה, חכו 30 שניות לפני שאתם דוחפים את הפרצוף אל המים.

Nicole-Koehler, Wikimedia commons, CC-BY-SA 3.0

המקור מאתר DISCOVER

פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"

פלצבו? אתה עובד עלי! - לוטם אליהו

בזמן מלחמת העולם השנייה, בעוד כוחות הברית נמצאים תחת הפצצות כבדות, מצאו עצמם אנשי הרפואה מתמודדים עם מלאי הולך ואוזל של משככי כאבים. תושייתה של אחת האחיות, שהחלה להזריק מי מלח במקום מורפיום, הובילה לגילויה של אחת התופעות המדהימות בעולם הרפואה - תופעת הפלצבו. הפצועים שהיו בטוחים שהם מקבלים תרופה אמיתית דיווחו על הקלה בכאב ונמנעה כניסתם להלם. הרופא המרדים שעמד אז ליד האחות, הפך עם תום המלחמה את הבנת תופעת הפלצבו למשימת חיים.

בשנים האחרונות יותר ויותר חברות תרופות מוצאות עצמן מתקשות להוציא תרופות חדשות לשוק. המשבר חמור במיוחד בתחום התרופות הפסיכולוגיות הכולל נוגדי דיכאון למיניהם. המדענים עדיין מבריקים, וההשקעה והפיתוח בשיאם. התרופות פשוט לא עוברות את מבחני ה-FDA (רשות המזון והתרופות האמריקאית). בכדי שתרופה תורשה לשיווק היא צריכה לעבור סדרה של בדיקות. קודם כל על עכברים או חולדות. השלב השני מבוצע על מספר מצומצם של מתנדבים, בעיקר לקבל כיוון כללי - וכדי לוודא שהתרופה לא הורגת. שני השלבים הבאים כוללים מספרים גדולים יותר של מתנדבים, דורשים מובהקות סטטיסטית של התוצאות וכן ביקורת. 

מקור התמונה

הביקורת בבחינת תרופות היא קבוצת חולים שחושבים שהם מקבלים את התרופה הנבדקת אך למעשה מקבלים גלולות דמה ובהן סוכר. תרופה נחשבת מוצלחת אם הצליחה להקל על החולים יותר מאשר גלולות הסוכר שקיבלה קבוצת הביקורת. במצב הקיים כיום, מחצית מהתרופות שנפסלות הוא כתוצאה מחוסר יכולתן לנצח גלולות סוכר.

אך לא מדובר רק בתרופות חדשות. חלק מבדיקת  תרופות חדשות כולל השוואתן לתרופות ותיקות. בדיקות אלה העלו נתונים מפתיעים בהם גם התרופות המוכרות מתקשות לנצח את גלולות הסוכר. תרופה אחת שכזו היא הפרוזאק.

לפי יצרני התרופות ,זה לא שהתרופות נעשות חלשות יותר אלא שבאופן כלשהו הפלצבו מתחזק. הבדיקות הנערכות לתרופות כוללות כמה הנחות שהתגלו כמוטעות. ההנחה הראשונה היתה שאם המבחן נוהל כשורה, התרופה תראה ביצועים זהים באם ניתנה בבית חולים בעיר אחת או במרפאה בעיר אחרת. פוטר (Potter), הרופא המרדים מהמלחמה שכעת התמקד בפיתוח תרופות חדשות, גילה כי מיקום גיאוגרפי עשוי לבדו להשפיע על התוצאות. עד שנות ה-90, למשל, התרופה דיאזפאם (וואליום בשמה השני) עדיין גברה על הפלצבו בצרפת ובבלגיה, אך כשלה בארה"ב. באופן הפוך, פרוזאק היתה יעילה יותר בארה"ב מאשר במערב אירופה ובדרום אפריקה. הנחה שגויה שנייה היא שהבדיקה השגרתית להערכת שיפור המתנדבים תראו תוצאות עקביות. פוטר ועמיתיו הראו כי הציונים שניתנו נראו כאילו השופטים של תחרות ריצה קבעו כל אחד קו סיום אחר.

החוקר האיטלקי בנדיטי (Beneditty) חוקר כבר 15 שנים את תופעת הפלצבו. מעבדתו של בנדיטי הצליחה למפות רבות מהתגובות הביוכימיות האחראיות לתופעת הפלצבו במוח. כך נחשף טווח רחב של מנגנוני ריפוי עצמי. אופיטאים מופעלי פלצבו, למשל, לא רק משככים כאבים, הם גם מווסתים את קצב הלב והנשימה. המוביל העצבי דופאמין, כאשר הוא משוחרר על ידי טיפול פלצבו, עוזר לשפר יכולות מוטוריות בחולי פרקינסון. תהליכים מאין אלה יכולים לרומם את מצב הרוח, לחדד את היכולת השכלית, להקל בבעיות עיכול, להקל בנדודי שינה ולהגביל את ההפרשה של הורמונים קשורי עקה כמו אינסולין וקורטיזול.

מחקר נוסף הראה כי ההבטחה לקבלת טיפול מפעילה במוח אזורים המעורבים בשקילת משמעותם של אירועים ורצינותם של איומים. כלומר, דרך פעולה אחת של הפלצבו היא בחדירה אל יכולתו של המוח לחזות את העתיד. אנו כל הזמן מחפשים סימנים בסביבה לגבי העתיד, כך למשל בטון הדיבור של הרופא המבשר לנו על תוצאות בדיקה. אחד המעוררים החזקים ביותר של תגובת הפלצבו היא צפייה באדם אחר החווה את השפעותיה החיוביות של תרופה. בחולי אלצהיימר נמצא כי עקב חוסר יכולתם לדמיין את העתיד, אין הם יכולים לצפות את ההשפעות החיוביות של משככי כאבים ולכן אינם נהנים מתוספת ההשפעה של הפלצבו הנלווית למשכך הכאבים התרופתי. לכן חולים אלו נזקקים לכמות גדולה יותר של משככי כאבים.

ההשפעה הפסיכולוגית פועלת גם בכיוון ההפוך ומייצרת את התאום הרשע של הפלצבו, הנוצבו (nocebo). לדוגמא, גברים שקיבלו תרופה נפוצה לבעיות בבלוטת הערמונית היו בסיכון גבוה פי שניים לפתח אי אונות אם נאמר להם שהתרופה עשויה לגרום לכך.

ההכרה בפעילות הפלצבו פתחה דלת למחקרים המשלבים את השפעת התרופות והפלצבו. כך למשל ניתן לנצל את הפלצבו כדי לטשטש זכרונות מניסיון רע עם תרופה קודמת ולהקל על טיפול עתידי. בינתיים השימוש הקלאסי של הפלצבו ברפואה נמשך. כמעט מחצית מהרופאים שנשאלו ב-2007 הודו שרשמו תרופות שידעו שלא ישפיעו או במינונים נמוכים מידי בכדי להשפיע, כל זאת במטרה לעורר את תגובת הפלצבו של הגוף.

אך למה השפעת הפלצבו מתחזקת? חלק מכך נובע מההצלחה של חברות התרופות לשווק את מוצריהם. הדרך לשיווק מוצלח הוא בקשירת המוצר עם צדדים רצויים של החיים: "מה עושה לך טוב? האם זה זמן איכות עם הילדים? האם זה לקרוא ספר טוב על הכורסא הנוחה? האם זו גלולה קטנה וסגולה שעוזרת לך להיפתר מהצרבת?" על ידי הפניית הצרכן למחשבות מרוממות רוח, החוקרים אומרים, הפרסומות עוזרות ליצור ציפיות המובילות לתופעת הפלצבו במוצר.

הצלחת מכירת התרופות הובילה גם למצב בו נעשה קשה יותר ויותר למצוא מתנדבים "תמימים", שלא התנסו כבר באיזושהי תרופה. חברות התרופות העבירו את הניסויים אל אפריקה ואסיה. במקומות אלו הדינמיקה התרבותית יכולה לתרום לפלצבו בדרכים אחרות. המוטיבציה הכלכלית של הרופאים המקומיים גורמת להם לגייס מתנדבים הלוקים במקרים קלים יותר של המחלה הנבדקת. חולים אלו גם נוטים יותר להשפעת הפלצבו. עצם קבלת הטיפול הרפואי ברמתו הגבוהה, וכן ציפיית המטופל לקבלת הטיפול הם מגורמי הפלצבו העיקריים. במדינות עולם שלישי, בהם מתבצעים הניסויים, אנשים נלחמים על קבלת טיפול בסיסי, השתתפות במחקר הוא מותרות של ממש.

המשותף למחלות אותן קשה לאבחן הוא מקורן בתפקודים גבוהים של המוח, נקודות שבהן למדע יש עוד הרבה ללמוד. כיום, אחרי עשר שנים ובליוני דולרים, פוטר, שהוא כיום סגן נשיא חברת מרק (Merck), בחסות הNIH החל להקים מאגר מידע הכולל עשרות שנים של ניסויים מחברות התרופות הגדולות. מאגר המידע נועד לאפשר את קביעת המשתנים האחראיים לעליה בעוצמת הפלצבו. מאגר זה יוצר, סוף סוף, שיתופי פעולה בין ענקי התרופות והעולם האקדמאי במטרה לקדם את תחום פיתוח התרופות וניצול מירבי לטובה של תופעת הפלצבו.

כיום, השימוש בתופעת הפלצבו נפוץ מאוד, אם כי המשתמשים בו לא יודו בכך. שיטות הרפואה המשלימה, ובראשם ההומאופתיה מסתמכים על יכולתו הטבעית של הגוף לרפא את עצמו מבלי להכניס לגוף חומר תרופה של ממש.

 ועוד קצת:

גלולות צהובות - הן נוגדות הדכאון המועילות ביותר, כמו נקודות קטנות של אור שמש רפואי.

גלולות אדומות - מעוררות

גלולות ירוקות - מורידות חרדה

גלולות לבנות - מועילות להרגעת כיב קיבה (אולקוס), גם כאשר הן מכילות לקטוז בלבד.

יותר גלולות - יותר השפעה

המיתוג עובד - גלולות פלצבו בעלות חותמת או עטיפה של חברה מוכרת יעילות יותר מפלצבו רגילות.

שמות מתוחכמים יכולים להוסיף חיזוק פלצבו לתרופות אמיתיות. ויאגרה מרמז גם על פוריות (vitality) וגם על אין סופיות כמו מפלי הניאגרה (Niagara).

פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"

רמאות, חטיפת גופות ולוחמה ביולוגית - לוטם אליהו

בכל שנה, מגיע האביב, הטבע בשיא פריחתו ובעלי חיים רבים מנצלים את שפע המזון והמים בכדי להתרבות. אך המזון של האחד הוא הגוף של האחר. משוואה זו פותחת צוהר לעולם של מלחמות הישרדות.

צמחי טבק מאופיינים בעלים גדולים שזחלים רבים מוצאים טעימים למדי. כצעד מניעתי ראשון נגד הזחלים הרעבים, התפתחו בצמחי הטבק חומרי רעל, ניקוטין למשל, שמטרתם לגרום לבעלי החיים להעדיף צמחים אחרים, לא רעילים. הטריק הזה עבד תקופה מסוימת אולי, אך הגיע היום בו קם הזחל שיכל לניקוטין והחל מכרסם במרץ מעלי הטבק. צמחי הטבק לא נשארו חייבים ולקחו את מרוץ החימוש נגד הזחלים צעד אחד קדימה - אם לוחמה כימית לא תעבוד, נשתמש בחיל האוויר. "חיל אוויר?" תשאלו, "לצמח?" ואני אענה, "בטח!". הטבק לא הקים חיל אוויר, הוא מצא דרך להשתמש בחיל קיים - חיל של צרעות טפילות. כאשר זחלים מתחילים לכרסם את עלי הטבק הם גורמים לשחרור חומרים נדיפים מהעלה. החומרים הללו מחקים פרומונים (כמו הורמונים רק עובר באוויר במקום בדם) של הצרעות הנמשכות אל העלה. כאשר הצרעה מגיעה, היא אמנם לא מוצאת בן/בת זוג אך היא מוצאת את הדבר הטוב הבא - אוכל לצאצאים שלה.

צרעות טפיליות מתקיימות מחטיפת גופות של חרקים, והשימוש בהם כאינקובטורים חיים לצאצאים שלהן. חלק המינים תוקפים זחלים ומכניעים אותם עם נשק ביולוגי. הם מחדירים לזחל חלקיקים דמויי נגיפים (PDVs) המחלישים את המערכת החיסונית של הזחל. פעולה זו מאפשרת לצאצאי הצרעה להתפתח ללא התנגדות, על חשבון הזחל. ללא הנגיף, ביצת הצרעה הייתה מוקפת בתאי דם ומושמדת.

יחסי הגומלין בין  הנגיף לצרעה הטפילית 
מקור:  Ikehiker, Wikimedia commons

PDV הם סוג של נגיפים מוגבלים. לאחר שהנגיף חדר לתא בגוף הוא לא מייצר עוד עותקים של עצמו, הוא פשוט לא יכול, חסר לו את המידע הגנטי כיצד לעשות זאת. כך הנגיף נתקע בתוך התא אליו פלש. התופעה כל כך מוזרה שמדענים תהו האם הPDVs הם באמת נגיפים או שהם מעין "הפרשות גנטיות" של הצרעה. חוץ מזה, איפה לעזאזל נמצאים הגנים החסרים של הנגיף? אלו שהוא זקוק להם כדי להתרבות.

התשובה מדהימה. הגנים לא נעלמו, הם עברו מקום. במקום להיות בגנום של הנגיף הם נמצאים בגנום של הצרעה ! כך נוצר קשר בלתי שביר בין הצרעה והנגיף, אף אחד לא יכול לשרוד ללא עזרתו של האחר. ללא הנגיף, הדור הבא של הצרעה יותקף על ידי מערכת החיסון של הזחל. ללא הצרעה הנגיף לא יכול להתרבות. עד כה הכירו נגיפים גורמי מחלה, נגיפים שאפשר לחיות איתם (כמו הרפס אצלנו) ונגיפים מועילים (כן יש גם כאלה) אך לא הייתה תלות הדדית כמו זו שבין הצרעה והנגיף.

השותפות כנראה התחילה כבר לפני 100 מליון שנה. החוקרת משערת כי לא רק הנגיף העביר גנים לצרעה אלא גנים עברו גם מהצרעה אל הנגיף. כך למעשה מתאפשר לצרעה להפעיל גנים שלה בתוך הזחל בו היא מטילה את ביציה. השותפות הזו היא כנראה שהפכה את הצרעות הטפילות לכל כך מוצלחות וזה ההסבר מדוע יש 17,500 מינים של צרעות טפילות מקבוצה זו כיום.

אך ה"אינקובטורים" החביבים על הצרעות לא נשארו חייבים. במלחמה כמו במלחמה, מחזירים אש.

בגוף של מין מסוים של כנימות, נגיף וחיידק יצרו ברית לא שגרתית להגנה על המארח שלהם כנגד צרעה טפילית. החיידק בשילוב עם הנגיף הורגים את צאצאי הצרעות המוחדרים אל הכנימה ומגנים עליה. החיידק מועבר בין הכנימות מאם לבת ואף דרך יחסי מין ומידת ההדבקה עולה כאשר הכנימות מאוימות על ידי צרעות. מסתבר שהחיידק משמש כהגנה רק כאשר הוא עצמו מודבק בנגיף. זהו סוג של נגיפים המדביק חיידקים ונקרא בקטריופאג`. הפאג` המסוים הזה נקרא בקיצור APSE. הפאג` מייצר רעלנים המתבייתים על רקמות צאצאי הצרעה. לא לגמרי ברור כיצד תהליך זה נעשה. יתכן וקיים שילוב של פעילות רעלנים מהפאג` ומהחיידק.

בתנאי מעבדה השילוב כנימה - חיידק - פאג` הוא יציב, אך בתנאי שדה הוא לא. ייתכן וקיימת עלות מטבולית גבוהה לאחזקת הפאג` ולכן כאשר אין בו צורך הכנימות נפטרות ממנו. אפשרות אחרת היא שלא ניתן להעביר את החיידק עם הפאג` מכנימה לכנימה ולכן יש את הצורך להיפטר ממנו.

זהו לא המקרה היחיד המוכר בו לחיידק יש צורך בהדבקה בפאג` הנושא עימו גנים יוצרי רעלנים בכדי לעורר מחלה. זהו גם המצב עבור החיידק הגורם לכולרה, וכן המצב עבור E. coli. אותו קוליפורם מפורסם של רפי גינת, גורם הרעלת מזון רק כאשר הוא מודבק בפאג`. אך כאן, הפאג`, במקום להפוך את החיידק לטפיל יעיל יותר, הופך אותו ללוחם נגד טפילות נוספת.

מרוץ החימוש בטבע לא נעצר לרגע. זו הייתה טעימה מהיצירתיות במציאת פתרונות במלחמה האין סופית להישאר בחיים.

מקורות:

Bacteriophages Encode Factors Required for Protection in a Symbiotic Mutualism- Science 10.1126/science.1174463

Polydnaviruses of Braconid Wasps Derive from an Ancestral Nudivirus - Science 10.1126/science.1166788

Wasps use genes stolen from ancient viruses to make biological weapons - Blog: Not Exactly Rocket Science

פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"

להתנשק על בטוח - קרן מרון

נשיקות ראשונות, פגישות חשובות וראיונות עבודה הם מצבים מלחיצים כשלעצמם, והדאגה הטורדנית לריח פה חריף עשויה להגביר את הלחץ שבעתיים. מכשיר חדש שפיתחו פרופ׳ מל רוזנברג וד״ר ניר שטרר, מומחים לריח פה בפקולטה לרפואה ע״ש סאקלר באוניברסיטת תל-אביב, יוכל להניח את דעתנו לפחות בעניין זה.

המכשיר, הנקרא OkayToKiss, קל לשימוש. המנשק הפוטנציאלי מורח טיפת רוק על חלון קטן במכשיר וממתין כמה שניות. אם הטיפה נשארת שקופה, אפשר להתנשק בלב שקט. אבל אם הטיפה נצבעת בכחול, מוטב כנראה שישקול שנית את צעדיו (או לפחות יצחצח שיניים לפני כן). המכשיר, שכנראה יהיה מוכן לשיווק בעוד כשנה, הוא בגודל חפיסת מסטיק, ולכן יהיה אפשר לשאתו בדיסקרטיות בתוך כיס או ארנק. 

פעולת המכשיר מבוססת על מחקרים אשר יצאו בחודשים האחרונים ממעבדתו של רוזנברג. עד לאחרונה האמינו מדענים כי רק חיידקים גראם-שליליים גורמים לריח פה חריף. אולם רוזנברג ושטרר מצאו כי גם לחיידקים גראם־חיוביים (הנצבעים בצביעת גראם) תפקיד מרכזי בגרימת ריחות לא נעימים, זאת מכיוון שחיידקים אלה מפיקים אנזימים אשר מסייעים לחיידקים גראם-שליליים לפרק חלבונים לחומרים מסריחים. המכשיר OkayToKiss מכיל קרום ביולוגי (biofilm) אשר בודק אם האנזימים הללו נמצאים בטיפת הרוק הנבדקת. הקרום מפריד בין החיידקים הגראם־חיוביים לגראם־שליליים וצובע בכחול את החיידקים הגראם-חיוביים המייצרים את האנזימים הבעייתיים. 

מקור: אוניברסיטת תל-אביב

ראוי לציין כי רוזנברג ועמיתיו מפתחים גם פתרונות לריח פה חריף ולא רק דרכים לאבחונו. לאחרונה גילו החוקרים כי דווקא קפה, הנתפש אצל רובנו כגורם לריח פה לא נעים, מכיל מרכיבים אשר עוצרים ריבוי חיידקים ובכך מונעים ריחות בלתי רצויים. ל-OkayToKiss וליתר הגילויים פרי מעבדתו של רוזנברג פוטנציאל מעשי עצום. כמו מכשירים לבדיקת רמת האלכוהול בדם, הם יעזרו להבטיח שערב שתחילתו נעימה ומבטיחה לא יסתיים בהתרסקות.

פורסם ב"גליליאו"  132, אוגוסט 2009 

מונעים את המגפה הבאה - לוטם אליהו

משחר האנושות מוכרים סיפורים ואגדות אודות מפלצות ענקיות ודרקונים. קל לנו לפחד מאותו יצור גדול ומאיים ולהזהר מפניו. עם התפתחות המחקר הביולוגי עולה ההכרה כי את אוייבנו הגדולים באמת איננו מסוגלים לראות.

נגיפים (וירוסים) בנויים ממולקולה של חומר תורשתי (DNA או RNA) המוקפת חלבון או שומן. הם תלויים לחלוטין בקיום בתוך מאכסן ואינם יכולים להתקיים מחוץ ליצור חי אחר. זו גם הסיבה לוויכוח בהגדרתם, האם הם חי או דומם? הם חיים כי הם מסוגלים להתרבות, אך הם תלויים לחלוטין לצורך כך ביצור אחר, אז הם לא ממש חיים. הנגיף גורם לנזק אצל המארח על ידי הרס תאים, פגיעה בשווי המשקל של החומרים השונים בגוף ועוד.

אחד הנגיפים הידועים לשמצה בעולמינו הוא נגיף ה-HIV שגורם למחלת האיידס. כאשר רוב האנשים חושבים על איידס, עולות בראשינו תמונותיהם של פרדי מרקורי ומג`יק גונסון בלבוש מזעזע של תחילת שנות ה-80. בתקופה זו גילה עולם המדע לראשונה את המחלה והנגיף שיוצר אותה.  אך למעשה הנגיף, שמקורו בקופים, עשה את הקפיצה לבני אדם עשרות שנים לפני כן. חלק מהחוקרים טוענים שכבר בשנות ה-30 של המאה ה-20, אלפי אנשים נשאו את הנגיף, אשר עבר אליהם משימפנזים אותם הם צדו. קשה שלא לעצור ולחשוב מה היה קורה אילו היינו מגלים את המחלה כבר בשנות ה40, 50 או ה-60 של המאה ה-20. גילוי כזה עשוי היה לשנות את האופן שבו המחלה התפשטה בעולם, ואולי גם למנוע את המגיפה שקיימת כיום.

חלק ניכר מהנגיפים בבני אדם הגיעו במקורם מבעלי חיים. הנגיפים עוברים מספר שלבים עד שהם הופכים להיות נגיפים של אדם. באופן אירוני, רוב מאמצי הרפואה מתמקדים בשלב בו הנגיף כבר עבר התאמה מלאה לבני אדם, בראש הפירמידה לפי האיור, ולא בשלבים מוקדמים יותר, כאשר הנגיף נמצא עדיין בבעלי חיים.

במחקר שמנהל ד"ר נתן וולף, הוא מתמקד בשלבים המוקדמים של מעבר הנגיף מחיות לבני אדם. שלב זה מסומן באיור כ"פטפוט נגיפי" (viral chatter).

החוקרים הציבו חמישה שלבים של מעבר נגיפים מחיות לבני אדם. בשלב הראשון הוירוס חי רק בחיות. בשלב השני הנגיף יכול לעבור לבני אדם רק מחיה (כלבת). בשלב השלישי הנגיף עובר בעיקר מחיות לבני אדם אך יכול לעבור גם בין בני אדם (אבולה). בשלב הרביעי הנגיף מגיע מחיות ועובר בקלות בין בני אדם ועשוי לגרום להתפרצויות (דנגיי). בשלב החמישי הנגיף עבר התאמה מלאה לבני אדם ומהווה זן בפני עצמו. בשלב זה הוא עשוי לגרום למגפות ולתמותה משמעותית (איידס).

כאשר ניגשו החוקרים אל אותם אזורים בעולם בהם מתבצעות חלק גדול מהעברות הנגיפים האלה, בעיקר באפריקה בקרב ציידי חיות הבר, הם הבחינו במגע הדם הרב המתרחש בין הצייד והטרף שלו. החוקרים הגיעו להכרה כי אוכלוסיות אלה מהוות את הנקודה הקריטית למחקר שלהם וכי יש צורך להגיע אליהן. החוקרים אוספים דגימות דם מהציידים ומהטרף שלהם ובודקים אילו נגיפים ניתן למצוא בהם. במצב אידאלי סריקות אוכלוסיה מעין אלה יאפשרו לתפוס את הנגיפים עם תחילת המעבר שלהם אל בני האדם.

החוקרים הכירו בכך שעליהם לפתח שיטת עבודה שתנטר באופן שיטתי את המגע הזה בין הציידים והטרף שלהם. הם חילקו דפים מיוחדים לציידים והנחו אותם לאסוף דגימות דם בצורה פשוטה מכל חיה אותה הם לוכדים.

פעולת הציידים מעוררת בעיות אתיות. הם גם צדים בעלי חיים בסכנת הכחדה וגם מסכנים את כולנו בהעברת נגיפים חדשים מהחיות אל בני האדם. יחד עם זאת, עלינו להכיר בעוני הרב השורר באזורים נרחבים של העולם המציבים את הציידים הללו במצב בלתי אפשרי בו זו האפשרות היחידה עבורם לשרוד.

החוקרים הקימו צוות רחב שכיסה אזורים הולכים ומתרחבים באפריקה ובאסיה (הסארס הגיע משווקים של בעלי חיים חיים באסיה, זוכרים?) תוך הפעלת אנשי תקשורת מקומיים וצוותי הסברה להשכלת הציידים ותושבי הכפרים.

בתום עשר שנות מחקר החוקרים זיהו נגיפים חדשים, חלקם רטרווירוסים (כמו ה-HIV), אספו דגימות דם מ-26,000 בני אדם ומ-18,000 בעלי חיים ותעדו קפיצות נגיפים מבעלי חיים לבני אדם. בין הנגיפים שזוהו מספר רטרווירוסים שתוקפים תאי דם לבנים מסוג T. נגיפים אלו דומים לנגיפים המוכרים באוכלוסייה האנושית כתורמים לסרטן ומחלות נוירולוגיות. איננו יודעים האם הנגיפים חדשים אלו יגרמו לחולי בבני אדם. לא כל הווירוסים גורמים למחלות בבני אדם ומבין אלו שכן, לא כולם מובילים למגפות קטלניות, קחו את נגיף ההרפס למשל.

למען ההגינות אציין כי גם בני האדם הדביקו חיות בלא מעט מחלות כמו למשל שחפת (בקר), חצבת (גורילות הרים) ושיתוק ילדים - פוליו (שימפנזים).

נתיבי המסחר המפותחים הקיימים היום, הביאו למצב בו מה שמתחיל במרכז אפריקה, מהר מאוד יוצא ממנה לשאר העולם. עקב כך החוקרים הקימו יוזמה בשם (GVFI (Global Virus Forcasting Initiative והם פועלים להפצת דרך הפעולה שלהם למקומות נוספים בעולם בהם מתרחש מגע הדוק בין בני אדם לחיות בר. הרעיון הוא לתפוס את המחלות לפני שהם מגיעים לבנק הדם, רשתות מין וכו`.

האתר הרשמי של GVFI

הרצאה של וולף בTED


פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"

הנדס לך מערכת חיסון - לוטם אליהו

בהרצאה שניתנה ב-TED בפברואר 2009 הציג ד"ר קארי מוליס (Mullis) שיטה מהפכנית להתמודדות עם זיהומים ממקור פתוגני - הדבקה בנגיפים או חיידקים למשל. אם השם מוליס נשמע לכם מוכר זה לא במקרה. מדובר באותו גאון שפיתח את שיטת ה-PCR שלה תפקיד ראשי בקפיצה שעשתה הביולוגיה המולקולרית מאז שנות ה-80. שיטה זו מאפשרת לנו בין היתר את הבדיקות הגנטיות למחלות וזיהוי פלילי לפי "טביעת אצבע" של החומר התורשתי. מוליס קיבל על פיתוחו זה פרס נובל לכימיה ב-1993.

מערכת החיסון שלנו מורכבת מתאים בעלי תפקידים שונים. כאשר פתוגן נכנס אל הגוף החלק הלא ייחודי של מערכת החיסון נכנס לפעולה. תאים השייכים לחלק זה תוקפים כל דבר שאינו שייך לגוף לרבות חלקיקי אבקה מפרחים למשל, ויעילותם מוגבלת.  חלק אחר של המערכת החיסונית הוא תגובת החיסון הייחודית. בתגובה זו תאים לבנים מסוג לימפוציטים מגיבים באופן ייחודי למרכיבים בגורם הפולש (אנטיגנים) ומובילים לתגובה החיסונית. על פני הלימפוציטים ישנם קולטנים שהם האחראים על התגובה הייחודית. לימפוציטים שונים יגיבו כנגד אנטיגנים שונים. בגופנו לימפוציטים המסוגלים לזהות באופן ייחודי כל גורם זר אפשרי, אך מספר הלימפוציטים מכל סוג קטן, ויעבור הגברה רק בעקבות חשיפה לאנטיגן המסויים שלו. פיתוח תגובה חיסונית מלאה לאנטיגן חדש שחדר לגוף נמשכת כשישה ימים. לא סתם אומרים ששפעת עוברת אחרי שבוע עם תרופות ואחרי שבעה ימים בלי תרופות. לגוף לוקח את הזמן שלו כדי ללמוד כיצד להלחם בפולש בצורה יעילה.

בפעם השנייה שאותו פולש ייכנס לגוף, המערכת החיסונית תזהה אותו מיד ותגיב אליו בצורה חזקה עם זיהויו, ואנחנו כלל לא נרגיש בפלישה.

עם העליה באוכלוסיית העולם, מחלות מדבקות הלכו ונהיו גורם לדאגה. כאן ניתן לזכור את מגפת "המוות השחור" שקטלה כשליש מאוכלוסיית אירופה במאה ה-14, וכמובן את מגפת האיידס של ימינו. גם מחלות מוכרות יותר כבר הצליחו להפתיע אותנו, כך בשנים 1917-1918 מחלת "השפעת הספרדית" פגעה דווקא בצעירים והחזקים ולא בזקנים ובתינוקות כמו בשפעת רגילה. כיום, זנים אלימים של סוגי שפעת מוכרים צצים ועולים, כמו שפעת העופות ושפעת החזירים. לרשימה זו יש להוסיף מגוון מחלות הנגרמות על ידי חיידקים. השימוש ההולך וגובר באנטיביוטיקה הוביל לפיתוח עמידות אליה בקרב זני חיידקים שהפכו קטלניים. לקריאה נוספת.

Altermune, חיסון משתנה בתרגום חופשי, פיתוחו החדש של מוליס, היא שיטה המשתמשת בתגובה חיסונית שכבר פיתחנו בעבר, כדי לתקוף גורם מחלה חדש שנכנס לגוף. החוקרים בחרו אנטיגן שהגוף שלנו מאוד טוב בלתקוף אותו, שאנחנו "אוהבים לשנוא", בשם אלפא -גאל (קיצור לשם כימי ארוך הרבה). שסתומי לב של חזיר, למשל, מלאים באנטיגנים אלו וזו אחת הסיבות למה אי אפשר להשתיל שסתום לב מחזיר לאדם בקלות למרות הדמיון המבני. הגוף יזהה את האנטיגן ויתקוף אותו. את האנטיגן הזה, האלפא גאל, חיברו לרצף DNA ייחודי (aptamer) שייקשר רק לפתוגן אותו אנו רוצים לתקוף. חיבור זה הופך את הפתוגן למזוהה בקלות ומאפשר את חיסולו על ידי מערכת החיסון.

מוליס מביא דוגמא בה, אם מטרת המשטרה היא לפנות את הרחובות מאנשים, דרך מועילה להשיג את זה היא לעצור כל אדם שיוצא לרחוב, לשתול עליו סמים ואז לעצור אותו על אחזקה של סמים. זו דרך מהירה להסיר את האנשים מהרחובות. לפי גישה זו, הפתוגן הוא האנשים ברחוב, והסמים הם אנטיגן של האלפא-גאל. השוטרים הם מערכת החיסון.

החדשנות בשיטה זו היא בשימוש במנגנון זיהוי חיסוני שכבר קיים, ללא הצורך לפתח תגובה חיסונית חדשה כנגד הגורם הפתוגני החדש. לקצר תגובה של 6 ימים, למיידי. גישה זו מועילה במיוחד כנגד פתוגנים קטלניים שלא מאפשרים למערכת החיסון שלנו את ששת הימים להם היא זקוקה.

בניסוי שנערך על עכברים שהודבקו בחיידק הגחלת (אנתרקס), העכברים שטופלו בשיטת החיסון המשתנה שרדו כולם ובדיקה נוספת העלתה שהעכברים למעשה, החלימו לחלוטין מהחיידק.

בעולם בו ריצוף מקטע DNA הפך להיות פשוט ונגיש לכל מעבדה ביולוגית, גישה זו מאפשרת לנו לבצע קפיצה אבולוציונית כל כך גדולה קדימה במרוץ החימוש שלנו כנגד פתוגנים שאפשר לומר שהחיידקים לא יבינו מה נפל עליהם.

פורסם במקור ב"מדע וחיות אחרות" - הבלוג של המחברת ב"תפוז בלוגים"

אבולוציה מסריחה - יונת אשחר

תחרות אבולוציונית מעניינת מתקיימת בין בעלי חיים הניזונים מפגרים לבין חיידקים ופטריות הניזונים מאותו מקור. לאחרונה בדק חוקר מאוניברסיטת מנצ'סטר השערה בנושא משנות השבעים ואישר מסקנה זו

כאשר מדברים על ברירה טבעית ועל אבולוציה, מדברים לרוב על תחרות בין פרטים מאותו מין או ממינים קרובים – הצבי שמסוגל לרוץ מהר יותר מחברי להקתו, הנמר בעל החושים החדים יותר, שועל השלג בעל הפרווה הארוכה יותר – ישרדו וישגשגו על חשבון קרוביהם בעלי הגנים המוצלחים פחות.

אבל בעלי-חיים מתחרים לא רק בבני-מינם, אלא גם ביצורים שונים מאוד מהם – לעתים שונים עד כדי כך שאינם כלל בעלי-חיים. האקולוג האמריקאי דניאל ג'נסן (Jansen) הבין כבר בשנות ה-70 כי ישנה תחרות בין בעלי חיים הניזונים מפגרים לבין חיידקים ופטריות, הניזונים גם הם מאותו מקור. התחרות בין בעלי החיים אוכלי הנבלות לבין עצמם גלויה למדי לעין – אם אלו עופות, כמו העזנייה, שפתחו ראייה חדה על מנת לזהות ולהגיע אל הפגר ראשונים, או התחרות הישירה יותר בין תנים, צבועים ויונקים אחרים על השליטה במקור המזון.

ג'נסן הציע כי התחרות בין החיידקים לבעלי החיים נעשית תוך שימוש בכלי נשק אחרים: החיידקים מייצרים תרכובות הגורמות לבשר להירקב, כך שהוא הופך לבלתי-אכיל ואף רעיל לבעלי החיים. ריח הריקבון, שנובע גם הוא מתרכובות המיוצרות ע"י החיידקים, נועד להבהיר לאוכלי הנבלות שהפגר הזה כבר "תפוס": החיידקים תפסו עליו חזקה. אבל אם כך הדבר, מהם כלי הנשק של בעלי החיים בתחרות הזו? מה הם עושים על מנת להבטיח שהחיידקים לא ינצחו אותם במרוץ? התשובה היא שהם לרוב לא עושים שום דבר, מלבד להימנע מפגר שריחו מעיד עליו שיושב ע"י החיידקים.

הסיבה לכך היא שבעלי חיים יכולים ללכת ולחפש מקור מזון אחר, אבל אם החיידקים יפסידו את הפגר שבו הם נמצאים הם ימותו – כך שבמהלך האבולוציה, ה"מניע" של החיידקים לפתח כלים לניצחון במרוץ הזה היה חזק הרבה מזה של בעלי-החיים. כלומר, של רוב בעלי החיים – אבל ישנו לפחות בעל חיים אחד שיכולתו להתרבות תלויה במציאת פגר מתאים, ולכן המניע שלו להילחם בחיידקים חזק יותר. זוהי החיפושית הנקראת "הקברנית הטומנת" (Burying beetle, Nicrophorus vespilloide). החיפושית מטילה את ביציה על פגרים של יונקים קטנים, ומגדלת את הזחלים שבוקעים מהם – מאכילה אותם במזון מעוכל ומגינה עליהם ממתחרים או טורפים. ד"ר דניאל רוזן (Rozen) מאוניברסיטת מנצ'סטר באנגליה וחוקרים נוספים, במאמר שפרסמו לאחרונה במגזין PNAS, בחנו את תיאוריית התחרות של ג'נסן – האם (וכיצד) נלחמת החיפושית בחיידקים?

חיפושית הזבל. זחליה ניזונים מהפגר

כצעד ראשון, בדקו החוקרים האם זחלי החיפושית והחיידקים אכן נמצאים בתחרות – האם לזחלים נגרם נזק מכך שהפגר שעליו הם גדלים מזין גם יצורים קטנים יותר. לצורך כך הם גדלו חלק מהזחלים על פגרים טריים של עכברים, וחלקם – על פגרים בני שבוע. החוקרים מעידים במאמרם כי הפגרים הישנים אכן יושבו ע"י חיידקים, שכן הם היו נפוחים ו"הפיקו ריחות מאוד בלתי-נעימים של ריקבון". התברר שהזחלים שגודלו על פגרים אלו היו קטנים יותר – גודל הזחל ידוע כמשפיע על סיכויי ההתרבות שלו בעתיד. בנוסף, הם בילו זמן רב יותר כשהם מבקשים אוכל מאימם, דבר המצביע על תזונה לקויה, וגם עזבו את הפגר מאוחר יותר מהזחלים שגודלו על פגרים טריים.

אם כך, הזחלים אכן ניזוקים מנוכחותם של החיידקים. מה עושות האמהות כדי לעזור להם? קודם כל, כאשר ניתנת להן ברירה, הן מעדיפות להטיל את ביציהן על הפגרים הטריים, בהם היו פחות חיידקים. באופן מפתיע, חיפושיות שחיפשו אוכל ולא מקום רבייה נמשכו בתחילה אל הפגרים הרקובים: ייתכן שהסיבה לכך היא סוגים שונים של חיידקים שנמצאים בפגר בשלבים שונים, והרעילות שלהם לחיפושית או לזחלים. מכל מקום, כאשר הן עמדו להטיל את ביציהן, הן בחרו באופציה הטובה יותר לגידול הזחלים.

גם כאשר החוקרים לא אפשרו לחיפושיות לבחור והכריחו אותן להטיל את ביציהן על פגרים רקובים, היו להן דרכים לשפר את מצבם של הזחלים. החיפושיות נוהגות לכסות את הפגר לפני ההטלה בהפרשות מיוחדות, שככל הנראה מכילות חומר הנלחם בחיידקים. עדיין לא ברור מה בדיוק יש בחומר הזה, אך מחקרים קודמים הראו כי פגרים שטופלו בחומר היו עמידים יותר לפטריות וחיידקים. החוקרים מצאו כי הטיפול האימהי מסוגל לפצות, לפחות במידה מסויימת, על מצבו הרקוב של הפגר – זחלים שגדלו על פגר רקוב שעבר טיפול היו גדולים יותר מאלו שגדלו על פגר רקוב שלא טופל. אם הפגר היה טרי, לא היה כל הבדל בין הקבוצות – עובדה שמחזקת את ההנחה שהטיפול נועד להילחם בחיידקים. כך מצליחות החיפושיות לדאוג לזחלים, גם אם הן מוצאות את עצמן בתנאים לא אידיאלים.

המחקר מציג דוגמה נדירה יחסית ליחסי אנטיביוזה – יחסים בין יצורים חיים בהם כל צד משקיע משאבים ומאמץ לא על מנת להיטיב עם עצמו, אלא כדי להזיק לצד השני. יחסים כאלו יכולים להתקיים רק כאשר המשאב הנמצא במוקד התחרות – במקרה זה, הפגר – חיוני לשני הצדדים באותה מידה. בנוסף, המחקר מראה שתחרות יכולה להתקיים בכל מקום בעולם החי – ושאין גבול למה שאנשים מסויימים מוכנים לעשות (ולהריח) למען המדע.

לקריאה נוספת

המאמר ב-PNAS

פורסם גם ב"הידען"