מיקרוביום הוא אוסף של מיליארדי חיידקים, וירוסים, פטריות ויצורים מיקרוסקופיים אחרים שמאכלסים את גופנו. רובם נמצאים במערכת העיכול, אך גם בעור, בדרכי הנשימה ובאיברים נוספים. מיקרואורגניזמים אלו חיים ביחסי גומלין עם הגוף ומשפיעים באופן משמעותי על הבריאות שלנו.
את המונח "המיקרוביום האנושי" טבע ג'ושוע לדרברג בשנת 2001. לדרברג היה מדען אמריקני-יהודי שידוע במחקריו הרבים בנושא גנטיקה של חיידקים. הוא אף זכה בפרס נובל לרפואה על הגילוי של תהליך הקוניוגציה, שבעזרתו חיידקים יכולים להעביר גנים מאחד לשני, קצת בדומה לזיווג מיני. בצורה זו הם יכולים להעביר, לדוגמה, גנים של עמידות לאנטיביוטיקה.
מחקרים על אודות המיקרוביום האנושי היו קיימים עוד הרבה לפני טכנולוגיית ריצוף ה-DNA או אפילו גילוי האנטיביוטיקה. בשנת 1680 אנטוני ואן לוונהוק, שנחשב לאבי מדע המיקרוביולוגיה, השווה דגימות שלו מאזורים שונים בגוף (רוק וצואה, אם ממש רציתם לדעת) בעזרת מיקרוסקופ ושם לב להבדלים עצומים בהרכב המיקרואוגניזמים ביניהן. כיום כבר ברור לנו שהמיקרוביום משתנה בין אדם לאדם, וגם באותו אדם במהלך החיים כתלות בגורמים שונים כגון גיל, תזונה, שינויים הורמונליים ומחלות.
בנוסף, טכנולוגיות הביולוגיה המולקולרית התקדמו מאוד כך שניתן גם לרצף גנים של כל החיידקים הקיימים בדגימה מסויימת כדי להבין איזה מינים נמצאים בה, או אפילו לרצף את כל ה-DNA של כל היצורים הקיימים בדגימה (בשיטה שנקראת "ריצוף מטאגנומי").
יש המון מחקרים שקושרים את פעילות המיקרוביום לתהליכים שונים בגוף, אך לא תמיד ברור באילו מקרים קיים קשר ישיר בין הדברים ובאילו מקרים מדובר בקשר נסיבתי בלבד (אם שני אנשים עומדים ליד גופה, סיכוי טוב שאחד מהם הוא הרוצח, השני אולי סייע לו ואולי במקרה עבר שם אחרי המעשה). עד כה, רוב המחקרים התמקדו בקביעת הרכב החיידקים וההשפעה שלהם על מחלות שונות או תהליכים שונים בגוף.
חשיבות לאינטראקציה בין החיידקים
מחקר חדש שהתפרסם לאחרונה בכתב העת המדעי Nature שופך אור על הקשר בין זהות החיידקים השונים. העיקרון הבסיסי במחקר הוא שמעבר לזיהוי מיני החיידקים ושכיחותם במערכת העיכול, יש חשיבות גדולה לאינטראקציה בין החיידקים עצמם.
המחקר שהוא תוצאה של שיתוף פעולה בין חוקרים מדנמרק, לוקסנבורג ויפן, בדק את הקשר בין חיידקי מערכת העיכול ובין התפתחות של טרשת נפוצה בעכברים. מטרת המחקר הייתה לזהות גורמים מיקרוביאליים שיכולים להשפיע על התפתחות מחלות נוירודגנרטיביות כגון טרשת נפוצה.
טרשת נפוצה (Multiple Sclerosis) היא מחלה כרונית של מערכת העצבים המרכזית, שמתאפיינת בהתקפים חוזרים של דלקת והרס המעטפת של סיבי העצבים במוח ובחוט השדרה. התוצאה היא שיבוש בהעברת האותות העצביים, מה שמוביל למגוון תסמינים נוירולוגיים כגון חולשה, קושי בתנועה, בעיות תחושה, ראייה כפולה ולעיתים גם שינויים קוגניטיביים. הסיבות המדויקות להתפתחות המחלה אינן ידועות, אך מניחים שהיא נגרמת כתוצאה משילוב של גורמים גנטיים וסביבתיים. כיום אין טיפול שמרפא את המחלה, אך קיימים טיפולים שמיועדים להאט את התקדמותה ולהקל על התסמינים.
החוקרים בחנו עכברים בעלי רקע גנטי שונה ומיקרוביום מורכב או שילובים שונים של מיקרוביום אנושי וסינתטי, כדי לבדוק את הקשר בין נוכחות חיידקים מסוימים לחומרת הדלקת הנוירולוגית. הם מצאו שנוכחותם של חיידקים שנחשבים כגורמי סיכון לא תמיד הצליחה לחזות את חומרת המחלה. לדוגמה, החיידק Akkermansia muciniphila, שנמצא בשכיחות גבוהה יותר בחולי טרשת נפוצה, הראה קשרים משתנים עם חומרת הדלקת בהתאם למיקרוביום הרקע של העכברים. כלומר, במקרים מסוימים נוכחות החיידק דווקא הקלה על המחלה, ואילו במקרים אחרים היא גרמה להחרפה של הדלקת.
"המיקרוביום של כל עכבר השפיע בצורה שונה על התפתחות המחלה, גם כאשר עכברים שונים חלקו את אותו המיקרוביום. החוקרים הסיקו מכך שיש להתחשב בקשרים המורכבים בין המיקרוביום למארח ולא רק בנוכחותם של חיידקים ספציפיים"
בנוסף, כשהחוקרים בדקו עכברים בעלי רקע גנטי זהה ואותו המיקרוביום (מה שלא קיים בבני אדם, ולכן נעשה שימוש בעכברי מודל), עדיין נמצאו הבדלים משמעותיים ביניהם מבחינת מהלך המחלה.
מהן התגליות החדשות במחקר זה?
המחקר הדגיש את חשיבותן של אינטראקציות ייחודיות בין המארח למיקרוביום בכל הנוגע לחיזוי חומרת הדלקת הנוירולוגית. נמצא כי המיקרוביום של כל עכבר השפיע בצורה שונה על התפתחות המחלה, גם כאשר עכברים שונים חלקו את אותו המיקרוביום. החוקרים הסיקו מכך שיש להתחשב בקשרים המורכבים בין המיקרוביום למארח ולא רק בנוכחותם של חיידקים ספציפיים.
3 צפייה בגלריה
ד"ר נדב שורק וד"ר דניאל קידר פרידמן מבית החולים הציבורי אסותא אשדוד עם החידושים במחקר על המיקרוביום
(צילום: אלבום פרטי)
אפשר לומר שבדומה לתחומים רבים אחרים במדע, ככל שמעמיקים ומגלים יותר, אנחנו גם מבינים עד כמה הדברים בעצם הרבה יותר מורכבים משחשבנו. המחקר מעלה את הצורך בשינוי גישה בחקר המיקרוביום, והתמקדות לא רק בהרכבו אלא גם באינטראקציות המורכבות בין החיידקים לבין עצמם ובינם לבין המארח. הבנה טובה יותר של אינטראקציות אלו תוכל לסייע בחיזוי מדויק יותר של התפתחות מחלות נוירודגנרטיביות ולקדם פיתוח של טיפולים מותאמים אישית.
האם זה אומר שמחר בבוקר נטפל במיקרוביום ונרפא טרשת נפוצה?
החיים לא עובדים ככה. העובדה שמישהו מייצר זנים חדשים של חיטה לא אומר שמחר בבוקר נאכל לחם מסוג חדש, אבל מכיוון שהדבר הזה קורה כבר עשרות שנים, יש לנו היום דגנים שלא היו פעם ומגוון עצום של לחמים. מחקר מדעי עובד באותה הדרך. אנחנו כל הזמן לומדים דברים חדשים והיישום שלהם לוקח זמן. אז מחר בבוקר לא נרפא טרשת נפוצה בעזרת טיפול בחיידקי מערכת העיכול שלנו, אבל מחקרים מלפני שנים מבשילים עכשיו לטיפולים חדשים והיום כבר יודעים לטפל במגוון מחלות, ואפילו נותנים למטופלים קפסולה עם צואה כטיפול בדלקות מעי חוזרות כדי לייצר מיקרוביום תקין. כן, אנחנו יודעים בדיוק איך זה נשמע, לאכול ח@א תרתי משמע, אבל הקפסולה עוברת טיפול שמוריד מאוד את הריח. זה עובד מעולה, וזה מה שחשוב.
ד"ר נדב שורק וד"ר דניאל קידר פרידמן, המעבדה למיקרוביולוגיה ומחלות מתפרצות, בית החולים הציבורי אסותא אשדוד
