חיידקים מחוללי מחלות נוקטים לפעמים תכסיסים נבזיים: הם משתלטים על אמצעי ההגנה של הגוף ורותמים אותם לצורכיהם. מדעני מכון ויצמן למדע חשפו באחרונה תכסיס מסוג זה, המשרת את חיידק הסלמונלה.
חיידקי סלמונלה עלולים, כידוע, לגרום מחלת מעיים, אך אם הם חודרים לזרם הדם – ומשם מגיעים לכבד, לטחול ולאיברים נוספים - הם יכולים לחולל מחלה חמורה בהרבה, שעלולה אף להיות קטלנית. כאשר זה קורה, תאי המערכת החיסונית המכונים מקרופאגים (מיוונית: זללנים גדולים) נכנסים לפעולה ובולעים אותם במטרה לעצור את התפשטות הזיהום. למרבה ההפתעה, החיידקים שנבלעו מצליחים לעתים לא רק לשרוד בתוך המקרופאגים אלא אף לשגשג בתוכם, משל היו אלה אינקובטורים המסייעים להפצת הזיהום בגוף - ולא חיילים בשירות המערכת החיסונית.
כדי להבין כיצד מצליח הטריק הזה של הסלמונלה, החליטו בקבוצתו של ד"ר רועי אברהם מהמחלקה לבקרה ביולוגית להתמקד בסביבה המטבולית של המקרופאגים שבתוכה פועלים החיידקים שנבלעו. כאשר חשפו המדענים, בהובלת תלמיד המחקר גילי רוזנברג, מקרופאגים לחיידקי סלמונלה, הם ראו כי חילוף החומרים במקרופאגים עובר תמורה משמעותית: במקום להפיק אנרגיה כרגיל במיטוכונדריה – תחנות הכוח של התא - הם החלו לשרוף כמויות גדולות של גלוקוז. כאשר בלמו המדענים את השינויים בחילוף החומרים, החיידקים שבתוך המקרופאגים נהפכו, בניגוד לציפיות, לאלימים פחות.
2 צפייה בגלריה
מימין: ד"ר רועי אברהם וגילי רוזנברג. סלמונלה מפרה בידוד
(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע)
החוקרים הסיקו מכך שמידת האלימות של הסלמונלה תלויה בדרך כלשהי בשינויים בחילוף החומרים של המקרופאגים. לאחר בחינת החומרים השונים הנאגרים במקרופאגים כתוצאה מהמאבק בסלמונלה, החליטו המדענים להתמקד באחד מהם: חומצה סוקסינית שנותנת את האות להפעלת תוכניות ההגנה של המקרופאגים נגד פולשים.
להפתעתם, גילו המדענים כי החיידקים למדו במהלך האבולוציה לנצל חומר זו לטובתם: החומצה מפעילה גנים חיידקיים שעוזרים לסלמונלה להצמיח "מחט" המחוררת את המעטה שעוטף אותה בתוך המקרופאג ומאפשרת לסלמונלה להזריק לתוך התא המאכסן חלבונים המבטיחים את השרידות התוך תאית של החיידק. אם לא די בכך, החומצה הסוקסינית גם מפעילה מנגנון המגן על הסלמונלה מפני פפטידים נוגדי-חיידקים המופרשים בתוך המקרופאג. בכך הופך למעשה המקרופאג – בסיועה של החומצה הסוקסינית – למעין "מלון הכל כלול" הדואג לכלל צורכיהם של חיידקי הסלמונלה.
כדי לוודא שהחומצה הסוקסינית היא אכן זו האחראית להשתלשלות העניינים, הנדסו המדענים חיידקים שאינם יכולים לקלוט את החומצה – וגילו כי הם אינם שורדים בתוך המקרופאגים ויעילים הרבה פחות בגרימת זיהומים בעכברים.
2 צפייה בגלריה
חיידקי סלמונלה (ירוק בוהק) הנמצאים בתוך מקרופאגים (צהוב-חום) של עכבר
(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן למדע)
ממצאי המחקר שופכים אור חדש על זיהומי סלמונלה וסוללים דרך למחקרים עתידיים שיבדקו אם גם חיידקים תוך תאיים אחרים השורדים בתוך מקרופאגים מתנהגים באופן דומה. מדובר, בין היתר, בחיידקי שחפת, חיידקי ליסטריה – העלולים להוביל לדלקת קרום המוח ולזיהומים חמורים אחרים – וחיידקי שיגלה, גורם נפוץ של מחלות מעיים בילדים בארצות אפריקה ודרום אסיה. ממצאים אלה עשויים לשמש גם בסיס לפיתוח תרופות אשר יחסמו את כניסת החומצה הסוקסינית לחיידקים. "אנטיביוטיקה הורגת את כל החיידקים, גם את החיידקים הטובים, אך תרופה החוסמת את כניסת החומצה הסוקסינית לחיידק תהיה מכוונת רק נגד מחוללי מחלות", מסביר רוזנברג.
במחקר השתתפו הדר בן-ארוש, דרור יחזקאל, דותן הופמן, ליאה וינמן, נועה ניסני, ד"ר שלי חן אביבי, ד"ר שירלי ברנר וד"ר נעה בוסל בן משה מהמחלקה לבקרה ביולוגית במכון; וכן ד"ר מקסים איטקין וד"ר סרגיי מליצקי מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים.
הכתבה פורסמה במסע הקסם המדעי - מכון ויצמן למדע
