נקמת מונטזומה - הסוף?

01.06.2003
מימין לשמאל: רבקה ברכה, פרופ' דוד מירלמן, יעל נוחמוביץ ופרופ' קרלוס גיטלר. האמבות באות
 
 
מיליוני בני אדם נדבקים מדי שנה, ואלפים מהם מתים, ממחלות מעיים הנגרמות על ידי אמבות, שהן מיקרו-אורגניזמים חד-תאיים טפיליים. מחלות הנגרמות על ידי אמבות תוקפות בעיקר אוכלוסיות המתגוררות בארצות עניות ונחשלות שרמת הסניטציה בהן גרועה, כיוון שמי השתייה מזוהמים בשפכים. 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 אינה מהווה תמריץ כלכלי מספיק כדי שחברות תרופות גדולות ייכנסו לעובי הקורה. ועם זאת, מנגנוני ההישרדות והאלימות כאחד שפיתחו האמבות במשך האבולוציה מהווים תעלומה ונושאי מחקר המרתקים מדענים (אם כי מעטים יחסית) ממקומות שונים בעולם, לרבות מכון ויצמן למדע.
 
סיפורו של מחקר כזה המתנהל במכון מתחיל בתחילת שנות ה-80, 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 אז 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, גורמים 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 אר-אן-אי שליח. האר-אן-אי השליח יוצא מהגרעין אל חלל התא, שם הוא מגיע לריבוסום, המתרגם את המידע הכלול בו ומייצר על פיו חלבון (במקרה זה, זהו החלבון אמבפור, שמאפשרלאמבות לקטול תאי מטרה). פרופ' מירלמן וחברי קבוצת המחקר שלו בידדו את הגן המקודד לאמבפור, וחזרו והחדירו עותק שלו (באמצעות פלסמיד שהוכן במיוחד למטרה זו) למטען הגנטי של האמבה, כשסדר הנוקליאוטידים שלו הפוך ("אנטי סנס"), כלומר, כש"זנבו" מופנה "קדימה" והוא מהווה תמונת ראי מושלמת לגן 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 (שנמצא על הפלסמיד). כך, בד בבד עם יצירת אר-אן-אי שליח, שאמור לגרום לייצור החלבון הקטלני, מיוצרת גם מולקולת אר-אן-אי שליח הפוכה. שתי המולקולות האלה, המתאימות בהיפוך מדויק זו לזו, נצמדות זו לזו בדומה לשני חלקיו של רוכסן. כתוצאה מכך שתיהן אינן זמינות ל"תרגום" וליצירת חלבון האמבפור. כך הצליחו המדענים לעכב בכ-60% את ייצורו של החלבון הקטלני באמבות הטרנסגניות.
 
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 פלסמיד שנשא עותק של המקטע המאתחל (פרומוטור) בלבד של הגן לאמבפור. פרופ' מירלמן אומר, שהימצאות עותקים נוספים של המקטע המאתחל של הגן גרמה לריאקציה אנזימטית שהוסיפה קבוצות מטיליות לאזור הגנטי הזה. ידוע שריאקציה כזאת גורמת בצמחים ובתאים אחרים להשתקה של גנים, אבל זו הפעם הראשונה שתופעה כזאת נצפתה באמבות.
 
לאחר שהאמבות חדלו באופן מוחלט לייצר את האמבפור, הוציאו מהן המדענים את הפלסמידים הנושאים את המקטע המאתחל של הגן לאמבפור. אבל, תופעת ההשתקה של הגן לאמבפור נמשכה. תופעה זו ידועה בתאים מסוגים אחרים כתורשה אפיגנטית. כך הצליחו המדענים לפתח זן חדש של אמבות שאינן לייצר אמבפור, ולפיכך אינן מסוגלות להזיק לבני אדם. עכשיו מתכננים החוקרים לנסות להשתמש באמבות ה"מושתקות" כבאמצעי לחיסון נגד 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 כדילחסן 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, יפתח הדבר פתח להקלה רבה בקרב מיליוני בני אדם הסובלים ממחלות שנגרמות על ידי אמבות.
 

חימצון-חיזור

תה ואורז יש בסין, אבל תנאי התברואה הגרועים השוררים באזורים הכפריים של ארץ רחבת ידיים זו מסייעים להפצתן של אמבות הגורמות מחלות מעיים קשות. מאות מיליוני סינים המצליחים להתגונן מפני האמבות חייבים תודה לאחד מאבות אבותיהם, שלפני כחמשת אלפים שנה גילה את סגולותיה הרפואיות של תמצית שום אלכוהולית מיוחדת. פרופ' דוד מירלמן, שביקר בסין לפני כעשר שנים, הופתע לגלות שתמצית השום האלכוהולית הזאת קוטלת את האמבות גורמות המחלה, בעוד שאינה מזיקה לבני האדם ששותים אותה.
 
כשחזר למכון ויצמן למדע, החל לחקור את פשר התעלומה. הוא גילה, שמולקולה המצויה בשום, הקרוי אליצין, מחמצנת והורסת אנזימים מסוימים החיוניים לאמבה, ובכך גורמת למותה. למעשה, אותו חומר פוגע באותה דרך גם באנזימים בתאי האדם, אלא שבתאי האדם קיים מעין מנגנון הגנה המבוסס על מולקולות של חומר הקרוי גלוטתיון. מולקולות הגלוטתיון מחזרות את האנזימים שנפגעו על ידי האליצין, וכך הן מתקנות ומחזירות אותם לפעולה תקינה בתאי האדם. לרוע מזלן של האמבות, ולמזלם הטוב של בני האדם, האמבות, כמו מיקרו-אורגניזמים אחרים, חסרות את הגלוטתיון, כך שהן נותרות חשופות וחסרות הגנה מפני האליצין שבשום.
 
בימים אלה נעשים ניסיונות לפתח, על בסיס האליצין, דרכים לטיפול במחלות מעיים הנגרמות על ידי אמבות.
 
פרופ' מירלמן על החומה הסינית. מה שטוב למיליארד בני אדם
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם