תמונת קרב

 

הם מתנדבים בצבא הגדול בעולם. הם לא לובשים מדים, לא נועלים מגפיים וגם לא מקבלים משכורת, אבל הם חמושים היטב. הם יוצאים לסיורים ארוכים באזורי סכנה, בודקים את זהותו של מי שנקרה על דרכם, מבודדים ומנטרליםגורמים חשודים, ומסתערים בחירוף נפש על כל מי שהם מזהים כאויב ופולש. אלה הם לוחמי המערכת החיסונית של הגוף.

 

אך כמו כל צבא, בלהט הקרב הם עלולים לעשות טעויות. התקשורת לעיתים nמתנתקת, ואז יש נפגעים מאש כוחותינו. כשזה קורה, אנחנו מאבחנים מחלה של חיסון עצמי (מחלה אוטו-אימונית).כדי למנוע טעויות גורליות כאלה שואפים המדענים להבין ולהכיר את המערכת החיסונית כמכלול, כיצד היא קובעת אסטרטגיות פעולה, וכיצד היא מוציאה אותה אל הפועל. הבנה כזאת עשויה להוביל לפיתוח דרכים להשפעה על תפקוד המערכת ולמניעת תקלות מבצעיות חמורות, דבר שעשוי למנוע את הצורך בהקמת ועדות חקירה לאחר מעשה. המערכת החיסונית מפעילה היסטוריונים המתעדים את מורשת הקרב של יחידותיה השונות, וכן גם צוותים של כתבי שטח אשר אוספים מידע באופן שוטף על מצבהגוף, רמת התחזוקה שלו ומידת פגיעותו.היחידות האלה, וכן יחידות אחרות של המערכת החיסונית, מנהלות ביניהן מערךמסועף של תקשורת וחילופי מידע על הקרבות המתנהלים בחזית. צוות רב-תחומי של מדעני מכון ויצמן מצא באחרונה דרךלצותת לתקשורת האל-חוטית הזאת, דבר שמאפשר לו לחדור מבעד לערפל הקרב ולקבל תמונת מצב כוללת של תפקוד המערכת.

 

המחקר החלוצי הזה החל כאשר פרופ' ירון כהן, מהמחלקה לאימונולוגיה של מכון ויצמן למדע, הבין שכדי לאסוף ולנתח את המידע המודיעיני אין די בכלים שמציעים מדעי החיים ותורת החיסון. הוא יצר קשר עם פרופ' איתן דומאני מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות, שהביא אתו שיטות מחקר מתחומי הפיסיקה והביו-אינפורמטיקה. הצוות הרב-תחומי החל לזהות ולמיין מיגוון אנטיגנים המגיבים עם הנוגדנים שנמצאו בדמם של נבדקים שונים, ולאחר מכן נותחו הממצאים בשיטות סטטיסטיות מתקדמות. בדרך זו קיוו המדענים לגלות דפוסים במלאי הנוגדנים של הנבדקים, שיאפשרו להם לחזות את מידת העמידות או הפגיעות של כל נבדק כלפי מחלות מסוימות. במחקר הראשון התמקדו המדענים בניסיוןלחזות את מידת הסיכון של הנבדקים לחלות בסוכרת מסוג 1, הנגרמת כאשר המערכת החיסונית תוקפת ומשמידה את התאים יוצרי האינסולין שבלבלב. חיזוי מוקדם של הסיכון לחלות במחלה זו הוא גורלי, מכיוון שהרס התאים יוצרי האינסולין מתחולל עוד לפני שמופיעים סימני המחלה, כך שעם גילוי הסימנים הראשונים כבר אין, למעשה, דרך יעילה לבלום את המחלה.

 

במחקרם המשותף הראשון הצליחו מדעני המכון לזהות "טביעות אצבעות חיסוניות" האופייניות לחולי סוכרת מסוג 1, המבדילות אותם מאנשים בריאים. תגלית זו נבעה מניתוח והשוואת ממצאים על הימצאותם של נוגדנים המגיבים עם 80 אנטיגנים שונים בדגימות דם. בהמשך הצליחו המדענים להראות, שניתן להשתמש בטביעות האצבעות החיסוניות האלה כדי לזהות את החולים. כדי לייעל את הבדיקות האלה הם פיתחו שבב שיאפשר לבדוק את תגובת המערכת החיסונית לכמה מאות אנטיגנים בעת ובעונה אחת.

 

המידע הרב שהתקבל מבדיקות שבוצעו באמצעות שבב האנטיגנים נותח באמצעות אלגוריתם (מתכון פעולה ממוחשב), שפיתח פרופ' דומאני. אלגוריתם זה מאפשר למחשב למצוא דפוסים המאפיינים את תגובת המערכת החיסונית של בעל-חיים או אדם מסוים, ולזהות דמיון ושוני בין תגובות של מערכות חיסוניות של בעלי-חיים או אנשים שונים. במחקר שבוצע בדגימות דם אשר נלקחו מעכברים הצליחו המדענים לבודד 27 אנטיגנים, שבחינת התגובה של המערכת החיסונית כלפיהם איפשרה לאבחן מי מהעכברים עתיד לחלות בסוכרת הדומה לסוכרת מסוג 1, ומי מהם חסין מפני מחלה אוטו-אימונית זו.

 

המדענים מקווים שיישום שיטת הפעולה החדשה בבני-אדם יסייע, בעתיד, בחיזוי מוקדם ואף בבלימת מחלות רבות ושונות.