ראשי » בריאות- כללי, כתבות-מרכזיות-ראשי » מה טוב לחיידקים ולנו ?

מה טוב לחיידקים ולנו ?

מנגנון חיסוני המצוי בחיידקים הינו האב הקדמון של מסלול חיסוני אנטי-ויראלי בתאים הגוף שלנו

חלפו יותר ממיליארד שנים של אבולוציה מאז שאבותינו הקדמונים התפצלו מהחיידקים הקדומים, אולם המערכת החיסונית שלנו עדיין חולקת עם יצורים חד-תאיים אלה מנגנון הגנה חשוב. את העובדה המדעית החדשנית הזו גילו מדעני מכון ויצמן במחקר שממצאיו שופכים אור על האבולוציה של התגובות החיסוניות בגופנו, ועשויים להוביל לתובנות חדשות בטיפול במחלות אוטואימוניות.

חיידקים מגינים על עצמם כל העת נגד וירוסים שתוקפים אותם, אשר מכונים פאג’ים. המנגנון החיסוני המפורסם ביותר של חיידקים, ה-CRISPR, אשר מנטרל את הפאג’ים בעזרת עריכת הדי-אן-אי שלהם, משמש כיום במעבדות ביולוגיות לצורך עריכת גנים. יחד עם זאת ישנם עשרות מנגנוני הגנה נוספים. חלקם התגלו במעבדה של הפרופסור רותם שורק מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן ברחובות. במחקר זה התמקדו פרופסור שורק וצוות המחקר שלו במולקולה שהתגלתה בחיידקים רק בשנים האחרונות ומכונה cGAMP. המדענים ידעו שמולקולה זו המורכבת משני הנוקליאוטידים A ו-G, והינה חלק ממנגנון חיסוני המצוי בתאי גופנו: כשתא אנושי מזהה נוכחות של DNA של וירוס, התא מייצר cGAMP המובילה להפעלת המולקולה אינטרפרון. האינטרפרון מזעיקה את המערכת החיסונית לעזרת התא הנגוע.

המקור של מנגנוני החיסון האוטונומיים בתאי גופנו מצוי עוד בתקופה בה כל היצורים היו חד-תאיים וללא גרעין תא. משמע האיקריוט הראשון – האורגניזם שבו הופיע לראשונה גרעין תא – כבר היה מצויד במנגנון אנטי-נגיפי זה, שהתפתח למנגנון החיסוני שאנו מכירים כיום בבני-אדם”

יחד עם זאת בשונה מהתאים שבגופנו, חיידקים מתפקדים כיחידות עצמאיות ולא יכולים להעזר בתאי חיצוניים כתאים של מערכת החיסון. אם כך, לאיזו מטרה הם זקוקים ל-cGAMP? המדענים  שיערו שגם בחיידקים יש למולקולה cGAMP ישנו תפקיד הגנתי. המדענים מצאו לכך חיזוק כשאיתרו את הגנים האחראים לייצור cGAMP ב”איי הגנה” – אזורים בגנום החיידקי שבהם נוטים להתקבץ יחד גנים הקשורים לפעילות חיסונית. בכדי לבחון האם הגנים הללו קשורים בפעילות חיסונית, המדענים העבירו אותם  מחיידקים שבהם הם מצויים  באופן טבעי, אל חיידקים ללא מערכת זו- חיידקי אשרישיה קולי הנפוצים והדביקו את החיידקים המהונדסים בפאג’ים. המדענים גילו שמושבות החיידקים המהונדסים צמחו היטב בצלחות המעבדה שלהם והפגינו עמידות בפני מגוון רחב של פאג’ים.

הפרופסור שורק מסביר : “גילינו שבדומה למנגנון חיסוני זה בבני אדם, המנגנון החיידקי חש בפלישת הנגיף, ואז מפעיל את ייצור ה-cGAMP. המנגנון הזה מגן על החיידקים בכך שהוא גורם להם להתאבד לפני שהפאג’ים מצליחים לשכפל עצמם ולסכן את שאר המושבה. התאבדות כזו נחשבה בעבר כנחלתם הבלעדית של יצורים רב-תאיים, אך כיום ידוע שהיא מופיעה גם ביצורים חד-תאיים רבים.

בעוד הפרופסור שורק וצוותו חקרו מנגנון חיסוני עתיק זה, קבוצת מחקר אחרת, באוניברסיטת הרווארד, מצאה כי חיידקים מסוגלים לייצר מגוון מולקולות הדומות ל-cGAMP. כל המולקולות הללו מורכבות משילובים של נוקלאוטידים הקשורים זה לזה בתצורה מעגלית. קבוצת המחקר של פרופסור שורק מצאה שגם המולקולות הללו הינן חלק ממערכות אנטי-פאג’יות שפועלות באופן דומה ל-cGAMP.

ממצאי המדענים אשר חקרו את הקשר בין המנגנון החיסוני בחיידקים בהקשר של מסלול חיסוני אנטי-נגיפי בתאים שלנו ראו אור בכתב העת היוקרתי NATURE.

הפרופסור שורק מסביר כי “כל מערכות הנוקליאוטידים המעגליות האלה הן ככל הנראה מערכות הגנה חיסונית. נראה שההבדלים ביניהן טמונים בשיטת ההתאבדות המועדפת: מערכת ה-cGAMP מחוררת את קרום התא, בעוד אחרת מבקעת את הדי-אן-אי של החיידק וכן הלאה. מקור מנגנוני החיסון האוטונומיים בתאים גופנו הוא בתקופה שבה כל היצורים היו חד-תאיים ונטולי גרעין. כלומר האיקריוט הראשון – האורגניזם שבו הופיע לראשונה גרעין תא – כבר היה מצויד במנגנון אנטי-נגיפי זה, שהתפתח למנגנון החיסוני שאנו מכירים כיום בבני-אדם”.

ממצאי מחקר זה עשויים להיות ישימים גם לבריאות האדם. הגרסה האנושית של מנגנון חיסוני זה מעורבת במחלות אוטואימוניות. הפרופסור שורק מסכם: “אנו יודעים כי פאג’ים מסוימים מצליחים להתחמק ממנגנון חיסוני זה. אם נצליח ללמוד מהם כיצד להשבית את התגובה החיסונית, ייתכן שנוכל להשתמש בתובנה זו כדי לטפל במחלות שבהם המערכת החיסונית תוקפת את הגוף עצמו במקום פולשים חיצוניים”,