סרטנים חד מיניים להגנה ממחלות

הדברה ביולוגית חכמה: מדענים ישראלים יצרו סרטנים חד מיניים נקביים שלא יכולים להפוך למין פולש. זאת על מנת שישמשו כמדבירים ביולוגיים כנגד מחלות

מדענים מהמכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב ומאוניברסיטת בן גוריון יצרו פיתוח ייחודי של סרטנים (חסילונים) שהורבו באופן חד מיני כך שהסרטנים הנקביים שמועברים לסביבה הנגועה, יטפלו בגורמי המחלה אך לא יוכלו להתרבות ללא בקרה ולהפר את האיזון כמין פולש.

חוקרי אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, פרופ’ אמיר שגיא, המשמש חבר במכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב  NIBN  ותלמיד המחקר תום לוי, מציעים פיתוח חדשני של אשר עשוי לשרת מטרה משולשת – מלחמה בעוני העולמי, שמירה על הסביבה והפחתת מחלות.

סרטני חסילון כנגד חלזונות נשאי בילהרציה. צילום: ד"ר אלי אפללו
סרטני חסילון כנגד חלזונות נשאי בילהרציה.
צילום: ד”ר אלי אפללו

הסרטנים מסוג חסילונים שהורבו ללא מניפולציות גנטיות או התערבות הורמונלית הם פיתוח ייחודי. מטרתם הינה לשמש כמדבירים ביולוגיים בכך שהם טורפים בעלי חיים אחרים נושאי מחלות. יישומו של המחקר במקרה זה השימוש בסרטנים הוא על מנת להשמיד את אוכלוסיית החלזונות שהתרבו בבריכות דגים, אשר נושאים את חיידק הבילהרציה המשפיע גם על הדגים.

במחקר הייחודי שפורסם השבוע בכתב העת Scientific Reports , הצליחה קבוצת חוקרים בראשות פרופ’ שגיא ליצור זן של סרטנים – חסילוני נהר זכריים עם שני כרומוזומי מין נקביים, שחסרים בהם כרומוזומי המין הזכרי, הקרויים “סופר חסילונים” אשר יוצרים רק צאצאים נקביים.

שימוש באוכלוסייה נקבית בלבד, יכולה להגדיל את היבולים בחקלאות הדגים ולסייע בבטחון תזונתי, ועשויה לשמש כגורם הדברה טבעי למניעת התפשטות טפילים ומזיקים במים. לדברי סטודנט המחקר תום לוי “הצלחנו לגדל את האוכלוסייה החד-מינית ללא שימוש בהורמונים וללא שינויים גנטיים, ובכך טיפלנו בשיקולים החקלאיים, לפיהם יש העדפה לאוכלוסיות חד-מיניות ובשיקולים אקולוגיים. חסילונים משמשים כגורמי בקרה ביולוגית יעילים במרחב המימי, בעיקר נגד חלזונות הנושאים טפילים. בזכות השימוש בחסילונים חד-מיניים שאינם מתרבים, הסכנה שהחסילונים יהפכו למין פולשני פוחתת משמעותית” .

הפיתוח נעשה עם צוות המחקר והפיתוח של Enzootic, חברת סטארט-אפ המתמחה בביוטכנולוגיות בחסילונים נקביים. לצורך חקר הבקרה הביולוגית באפריקה חברו פרופ’ שגיא וד”ר עמית סויה, שניהם מאוניברסיטת בן- גוריון, לצוות חוקרים בינלאומי בראשות פרופ’ ג’וליו דה ליאו מאוניברסיטת סטנפורד ומחקרם התפרסם בחודש שעבר בכתב העת היוקרתי Nature Sustainability .

המחקר מציג מודל המראה כיצד החסילונים שלא יכולים להתרבות בלי בקרה משמידים אוכלוסיית חלזונות המשמשים כפונדקאי טפילים במקווי מים הגורמים למחלה זיהומית בשם בילהרציה, בעיקר באפריקה. האסטרטגיה המוצעת למניעת בילהרציה עושה שימוש בחסילונים כנגד החלזונות ובמקביל מתן טיפול תרופתי לחולים בסביבת מקורות המים הנגועים. על פי המחקר שילוב של טיפול תרופתי עדיף על טיפול באמצעות סרטנים אלו בלבד .

בתשובה לאתר הדוקטור השיב פרופסור שגיא לשאלה אילו בעיות ביולוגיות נוספות יכולים הסרטנים לפתור כמדבירים ביולוגיים, לבד מחלזונות מפיצי בילהרציה. הפרופסור מסביר : “במעבדה מצאנו שהסרטנים יעילים ביותר בהדברת חלזונות תפוח שהם מין החילזון הגדול ביותר בעולם המהווה מין פולש במדינות רבות. פגיעתו אנושה בשדות אורז.
מחקר המתקיים בימים אלה באוניברסיטת בן גוריון ובעמק המעיינות (לב המדגה הישראלי) מוכיח כי בעזרת סרטנים כמדבירים ביולוגיים ניתן להוריד את רמת הנגיעות של דגים בברכות הדגים בפרזיטים הפוגעים בענף המדגה. בעיה קשה בעמק בית שאן, בחלקה נובעת מחדירה של מיני חלזונות פולשים לישראל ולבריכות הדגים בעמק, בעיה הקיימת גם באזורים אחרים בעולם.” ומוסיף כי “בעולם יש גם התעניינות ביישום פתרונות שכאלה כנגד מינים פולשים של סרטנים הפוגעים במגוון הביולוגי.”

הפרופסור שגיא מציין בתשובה לשאלה האם נעשה בעולם נסיון בבעלי חיים חד מיניים כמדבירים כי כיום נעשה שימוש לשם כך בזבובים זכרים עקרים. הרעיון של שימוש באוכלוסיות חד זוויגיות חדש ככל הידוע לנו.
הפרופסור שגיא מסביר כי לא קיים סיכון לרביה לא מבוקרת מכיוון ש”תפוצת מין הסרטנים הללו במקור הנה בדרום מזרח אסיה והשימוש בפתרון מיועד לשימוש “באזורים נרחבים בעולם שבהם יש בעיות תחלואה העשויות להיפתר באמצעות הדברה ביולוגית (כמו מערב ומרכז אפריקה) בהם המין אינו מצוי.”

המענה שניתן במסגרת זו מיועדת לטיפול בחלזונות נושאי בילהרציה. מהי מחלת הבילהרציה ? בילהרציה המכונה גם סכיסטוסומיאזיס הינה מחלה טפילית חריפה וכרונית הנגרמת על-ידי תולעים טפיליות אשר יכולות לגרום לכאבי בטן קשים, שלשול ודם בשתן ובצואה. ארגון הבריאות העולמי מעריך כי מעל מאתיים מיליון איש נדרשים לטיפול מנע כנגד בילהרציה מידי שנה. אצל נשים, המחלה עלולה להופיע כנגעים באיברי המין ולגרום לדימומים, כאבים ואף גידולים. אצל גברים, היא עלולה לגרום לפתולוגיה ביצירת הזרע, הערמונית ואיברים נוספים.

המחקר  המתאר את הפיתוח ראה אור בכתב העת Scientific Reports. נערך בשיתוף המכון הלאומי לביוטכנולוגיה בנגב בע”מ הינו מכון מחקר עצמאי וייחודי הממוקם באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, אשר הוקם במטרה לקדם מחקר יישומי וחדשני בתחום הביוטכנולוגיה ולייצר תשתית לקידום תעשיית הביוטק בנגב והוא מתמקד בנושאים כמו מחלות זיהומיות, מחלת הסרטן,  מחלות נוירו-דגנרטיביות  ומחקר ביוטכנולוגי יישומי בתחומי החקלאות וסביבה ירוקה. במכון חברים 24 חוקרים מובילים, חברי סגל באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, כ- 175 תלמידי מחקר לתארים מתקדמים, כולל פוסט דוקטורנטים, וכ- 40 עובדים עובדי מעבדה ומנהלה. המחקר במכון הניב מעל ל- 800 פרסומים בעיתונות מדעית מובילה, כ- 50 משפחות פטנטים ו- 5 עסקאות , שעיקרן מתן רישיון לפיתוח, של טכנולוגיות פורצות דרך שפותחו במכון – לחברות ביוטק וכן כבסיס להקמת חברות הזנק (startups) חדשות.

לפיתוח יישומי זה עשויה להיות השפעה מועילה על שיפור תפוקה מסחרית של חוות דגי מאכל, וגם יכולת התערבות במאזן האקולוגי של בעלי חיים בסביבות ימיות שבהן קיימים למשל מינים פולשים ובמיוחד כאלה בנושאים מחוליי מחלות כמו בילהרציה או חיידקים המשפיעים בתורם על בעלי החיים כמו הדגים באזור.