מחקר חדש עשוי לקדם פיתוח חיסונים שיינתנו דרך הפה

שיעורי ההתחסנות בקרב אוכלוסיות שונות מצויים במוקד הדיון הציבורי בעקבות התפרצות מחודשת של מחלות שנדמה היה כי חלפו מהעולם, לפחות בחלק מהמדינות המפותחות. רוב רובם של החיסונים הזמינים כיום בשוק ניתנים בזריקה – ורק מעטים מהם ניתנים דרך הפה. מלבד קלות השימוש בחיסונים שאינם דורשים הזרקה תת-עורית או תוך-שרירית, חיסונים הניתנים דרך הפה עשויים לספק הגנה טובה יותר מפני גורמי מחלה החודרים לגוף דרך רקמות ריריות (מערכת העיכול, הנשימה והרבייה). עם זאת, אחד הקשיים המרכזיים בפני פיתוח חיסונים אוראליים הוא התנאים הייחודיים השוררים במעי. מדעני מכון ויצמן למדע חקרו באחרונה את פעילות תאי המערכת החיסונית במעי בעזרת שיטה חדשנית המאפשרת דימות של איברים שלמים ומיפוי כל תאי המערכת החיסונית בתוכם; ממצאיהם המתפרסמים היום בכתב-העת המדעי Nature Immunology עשויים לאפשר להרחיב את השימוש בחיסונים אוראליים.

בין אם בזריקה, בטיפות או בכדורים, מטרתם של חיסונים היא להעניק לגוף הגנה יעילה וארוכת-טווח באמצעות חשיפה למחוללי מחלה מוחלשים או מומתים שאינם מסכנים את הגוף. ההגנה החיסונית מתאפשרת הודות לאופי הפעילות של תאי המערכת החיסונית המכונים תאי B, אשר כל אחד מהם "יודע" להפריש נוגדן מסוים המתאים למטרה ספציפית. כשהגוף נחשף למולקולה המעוררת תגובה חיסונית (אנטיגן) – בין אם מקורה במחולל המחלה או בתרכיב החיסוני – תאי B בעלי הנוגדנים המתאימים ביותר לאיום הספציפי מועברים ל"אתרי אימונים" ייעודיים בתוך בלוטות הלימפה (קשרי לימפה). בתוך גומחות אלה עוברים התאים מחזורי חלוקה ושינויים גנטיים, וכך מלטשים את יכולתם לייצר נוגדנים בעלי זיקה גבוהה לאיום. תאי ה-B ה"מלוטשים" נשארים בגוף, ומקנים לו חסינות ארוכת טווח.

מלבד "תוכניות אימונים" אלה, לאיברי הלימפה במעיים יש תפקיד חשוב נוסף: פיקוח על חיידקי המעי. ריבוי תפקידים זה מקשה על חוקרים לבחון כל אחת מהמטלות של איברי הלימפה במעי בנפרד. בנוסף, אתרי האימונים באיברי המעי קטנים ונסתרים מכדי שאפשר יהיה לצפות בהם בשיטות הדימות המקובלות. כדי להתמודד עם קשיים אלה, פיתחו ד"ר זיו שולמן ותלמידת המחקר עדי בירם מהמחלקה לאימונולוגיה במכון שיטה המאפשרת לבודד את איברי הלימפה במעי ולבצע דימות שלהם באמצעות מקבילה של שיטת "המוח השקוף" בנוירוביולוגיה. כנרמז משמה, בשיטה זו הופכת הרקמה לשקופה – למעט תאים ספציפיים שאותם רוצים לחקור. באמצעות שיטה זו יכלו החוקרים לראות באמצעות מיקרוסקופ פלורסצנטי מיוחד המאפשר דימות של איברים שלמים, מה מתחולל באתרי האימונים באיבר לימפה שלם במעי. לשם כך החדירו החוקרים לעכברים חיסון דרך הפה ובחנו את התגובה החיסונית שהתחוללה במערכת העיכול שלהם.

גילינו כי איברי הלימפה במעי פועלים על-פי מערכת חוקים שונה מזו המאפיינת את מערכת הלימפה ההיקפית"

>> הסרטון מציג תאי חיסון מסוג B (באדום) המגיבים לחיסון הניתן דרך הפה בנישה התת-אפיתלית של איברי הלימפה במעי (הלוחיות של פייר) ולאחר מכן נכנסים ל"מרכזי האימונים" (בירוק)

"גילינו כי איברי הלימפה במעי פועלים על-פי מערכת חוקים שונה מזו המאפיינת את מערכת הלימפה ההיקפית", אומר ד"ר שולמן. למעשה, מערכת הלימפה במעי אינה אוספת אנטיגנים באמצעות ניקוז רקמות, כפי שעושים קשרי הלימפה ההיקפיים, אלא על-ידי ספיגה פעילה של חלקיקי החיסון או מחולל המחלה מתוך המעי. כמו כן, להבדיל מהמערכת ההיקפית, שהיא מערכת "קפיטליסטית" מטבעה, כלומר מכוונת ליצירת הנוגדנים היעילים ביותר במהירות הגבוהה ביותר, מערכת הלימפה במעי פועלת כביכול על-פי עיקרון "סוציאליסטי" יותר, לפחות בשלב הראשון: היא מאפשרת תחילה לכל תאי ה-B להתחלק ולהפריש נוגדנים בתגובה לאיום ללא קשר למידת הזיקה שלהם לאנטיגן. עם זאת, בהמשך, התאים שמייצרים נוגדנים בעלי זיקה גבוהה יותר יתקבלו לאתרי האימונים למקצה שיפורים.

בשלב הבא, השתמשו החוקרים בשיטה שפיתחו כדי לצפות גם בתאים ה"מאמנים" אשר בוחרים את תאי ה-B בעלי הזיקה הגבוהה ביותר. הם גילו כי בניגוד למערכת הלימפה ההיקפית, התאים ה"מאמנים" במעי לא הצליחו להבחין בין נוגדנים בעלי זיקה גבוהה לאלו בעלי זיקה נמוכה. מגבלה זו, סברו החוקרים, נובעת ממורכבות הסביבה שבה פועלים איברי הלימפה במעי: הם חשופים לכמויות עצומות של אנטיגנים שמקורם בחיידקים השוכנים במעי דרך קבע. בתנאים אלה, האנטיגנים של החיסון "נעלמים בהמון" – מדוללים עד כדי כך שאי אפשר לבחור תאי B על בסיס זיקתם אליהם. בהתאם להשערה זו, כאשר הגדילו החוקרים את רמות האנטיגן במעי של העכברים באופן מלאכותי, הם הצליחו לגרום ל"מאמנים" לבחור את תאי B הכשירים ביותר.

הבנת הפעילות הייחודית של המערכת החיסונית במעי היא צעד חשוב לקראת הרחבת השימוש בחיסונים הניתנים דרך הפה. הודות לנוחות השימוש בחיסונים אוראליים, זמינות רבה יותר שלהם תאפשר ככל הנראה להגדיל את שיעורי ההתחסנות בקרב אוכלוסיות שונות. בנוסף, כאמור, הודות למסלול בגוף של חיסונים אלה, הם עשויים לספק הגנה טובה יותר נגד מחוללי מחלה רבים החודרים לגוף דרך רקמות ריריות במעי, באף, בפה ובאיברי המין.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדובר - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il