הגרסה תאפשר למדענים לבחון במעבדה שיטות חיסון וטיפול מבלי לחשוש מחשיפה לוירוס הקטלני
מכיוון שהוירוס מדבק וקטלני כל-כך, וטרם הומצא חיסון עבורו או אפילו טיפול במחלה, המדענים החוקרים את הוירוס נאלצים לעבוד במעבדות מבודדות היטב, בתנאים קפדניים של הגנה מהוירוס. רק מעבדות מעטות בעולם יכולות לספק תנאים שכאלה, וכתוצאה מכך נפגעת יכולתם של המדענים לפתח אמצעי לחימה כנגד הוירוס.
יחד עם זאת, לאחרונה הצליחה קבוצת חוקרים מאוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון למצוא דרך לשתק את הוירוס ולהגביל אותו לסוג אחד בלבד של תאים יחודיים. בדרך זו הם הפכו את הוירוס לבטוח מספיק כך שניתן יהיה לחקור אותו בתנאים פחות מחמירים מאלו הקיימים כיום.
“רצינו ליצור וירוס אבולה שיוגבל באמצעים ביולוגיים,” מסביר יושירו קאוואוקה, פרופסור למדעי הפאתוביולוגיה בבית הספר לרפואה וטרינרית באוניברסיטת וויסקונסין-מדיסון. המחקר, בראשות פרופסור קאוואוקה, מתאר את יצירת המערכת המכילה ומגבילה את הוירוס והתפרסם ב- 21 לינואר ב- Proceedings of the National Academy of Sciences.
וירוס האבולה הגיח לראשונה ב- 1976, בהתפרצויות בסודאן ובזאיר. קיימים מספר זנים שונים של הוירוס, הגורמים לקדחת דימומית קשה ולמוות בקורבנות האנושיים.
כיום, חקר וירוס האבולה מוגבל לרמה הגבוהה ביותר של בטיחות ביולוגית, הידועה כ- Biosafety Level 4 – רמת בטיחות ביולוגית 4. נדירות המעבדות היכולות לעמוד בתנאים המחמירים של רמת בטיחות גבוהה שכזו, והן בדרך-כלל קטנות ויקרות מאד לתחזוקה. כתוצאה מכך, המחקר הבסיסי שדרוש לפיתוח תרופות או חיסונים נגד הוירוס, הוגבל למספר זעום של מעבדות ברחבי העולם. המערכת שפיתחו קאוואוקה ועמיתיו תאפשר להרחיב את המחקר על הפאתוגן ולהאיץ את פיתוח אמצעי הלחימה כנגדו.
שיתוק וירוס האבולה, לפי המחקר, מסתמך על גן אחד בלבד הידוע תחת השם VP30. בדומה לרוב הוירוסים, האבולה מסתמך על מספר זעום של גנים. יש ברשותו רק שמונה גנים, אך בעזרת שמונת הגנים הללו הוא משתלט על תאים אנושיים וגורם להם לייצר וירוסים נוספים. הגן VP30 של הוירוס מביא ליצור חלבון שמאפשר לוירוס להשתכפל בתוך התאים המארחים. בלי אותו חלבון, הוירוס אינו יכול להתרבות. לפי קאוואוקה, “הוירוס החדש אינו מסוגל לגדול בתאים רגילים.”
אך נשאלת השאלה כיצד, אם כך, ניתן לבדוק אמצעי לוחמה חדישים נגד הוירוס. אם הוירוס המשודרג אינו יכול להדביק תאים ממילא, מה יהיה אמצעי הבדיקה של החוקרים?
כדי לפתור את הבעיה, יצרו החוקרים תאים מהונדסים גנטית שבתוכם מיוצר חלבון ה- VP30 באופן בלתי-פוסק. כאשר הוירוס המשודרג מדביק את אותם תאים, הוא מסוגל להתרבות משום שבתוכם נמצא מאגר גדול של חלבוני ה- VP30, שכל-כך נחוצים לוירוס. אך אם ישתחרר הוירוס וידביק את המדען המטפל בו, הוא לא יוכל לעשות נזק לתאיו של אותו מדען. תאים רגילים של בני-אדם וחיות אינם מייצרים את חלבון ה- VP30, ולכן הוירוס החדש לא יוכל לפגוע בהם. המפתח – VP30 – הנחוץ להשתלטות על התא, יחסר.
לפי קאוואוקה נדרשו שנים כדי למצוא איזה חלבון ויראלי אינו רעיל לתאים, ולכן ניתן לגרום להם לייצר אותו בעצמם. המערכת שנוצרה מתבססת על תאי כיליה ממקור קופי על מנת לכלוא ולהרבות את הוירוס.
קאוואוקה, כחוקר ווירולוג בעל שם עולמי, משוכנע בבטיחותה של המערכת החדשה. “עשינו את כל העבודה הזו ברמת בטיחות 4, והתאים בהם אנו משתמשים לא הפיקו וירוסים שיכולים להדביק תאים רגילים, גם אחרי מחזורי השתכפלות רבים.”
הוירוס החדש זהה לוירוס האבולה הרגיל בכל דבר, מלבד העובדה שהוא אינו מסוגל לגדול בתאים שאינם מייצרים את חלבון ה- VP30. עובדה זו יכולה להביא להורדת רמת הבטיחות הנדרשת בחקר הוירוס, ובכך תביא לפתיחה של עידן חדש בחקר האבולה. עשרות מעבדות ברחבי העולם יפתחו במרתון של מחקרים המתמקדים בהבנת המבנה של הוירוס, החלבונים והגנים בעזרתם הוא פועל וכיצד ניתן לסכל אותם. לפי קאוואוקה, כמעט בלתי-אפשרי לערוך מחקרים בהיקף כזה במעבדות ברמת בטיחות 4.
המערכת החדשה קיבלה סיקור עיתונאי נרחב מצד ה- BBC, הטיימס ואפילו Nature-News. רופאים וחוקרי מחלות מקווים שתוך זמן קצר תתפשט המערכת למעבדות רבות, וכי הדרך משם ועד החיסון מאבולה תהיה קצרה.
11 תגובות
דן,
הגן הוצא לחלוטין מתוך הגנום. הסיכוי שהוירוס יעבור מוטציה ויחזור להתרבות כמו הוירוס המקורי הוא פחות מאפסי. דרושות מוטציות רבות מאד כדי שזה יקרה, כולן בכיוון הנכון ובבת-אחת. מוטציות כאלה מתרחשות בד”כ בוירוסים בגנים קיימים. אם הגן הוצא לחלוטין, הרי שאין למוטציות על מה לעבוד.
מלבד זאת, לא כל הוירוסים עוברים מוטציות בקלות או במהירות.
אריאל,
לפי הבנתי, הבעיה הגדולה בוירוסים היא לא נוכחותם בזרם הדם, אלא העובדה שהם הורגים תאים אנושיים בגוף. אם הוירוסים המהונדסים לא יכולים להרוג תאים אנושיים, הרי שאני לא רואה בעיה בהזרקה של כמות מבוקרת לזרם הדם כדי שמערכת החיסון תכיר את המאפיינים החיסוניים של הפולש.
מיכאל,
בוא נראה אם אני זוכר נכון את הקורס באימונולוגיה…
תאים שמודבקים בוירוס מחצינים את החלבונים הזרים על גבי חלבונים-חוצי-ממברנה בשם MHC. תאי הדם הלבנים הקוטלים מזהים את הגורמים הזרים על ה- MHC והורגים את התאים. אני לא חושב שיש כאן תהליך של חיסון לעתיד.
לפי מיטב זכרוני, החיסון נעשה באמצעות בליעה של וירוסים ע”י תאי דם לבנים דנדריטיים ומקרופאגים. לאחר בליעת הוירוס ופירוקו, הם הולכים לתאי B ומראים להם את חלבוני הוירוס שפורקו, כדי שתאי B יתחילו לייצר נוגדנים כנגדם. זוהי כבר תגובה חיסונית של ממש.
לאחר שהזיהום עובר, תאי B מייצרי הנוגדנים עוברים שכלול, ורק אלו מהם שמייצרים את הנוגדנים הטובים ביותר נשארים בחיים. הם ‘מקפיאים’ את עצמם לתקופות של עשרות שנים, עד הפעם הבאה בה זיהום מאותו סוג יכנס לגוף. ברגע שזה קורה, הם מתעוררים, מתרבים במהירות ומשחררים כמות עצומה של נוגדנים מתמחים ויעילים לזרם הדם ולרקמות. זוהי התגובה החיסונית היעילה שמתעוררת בעקבות חיסון.
אני בטוח לפחות במקרה של תאי הדם הלבנים הדנדריטיים, שממוקמים באיזור העור ותפקידם לתפוס גורמים זרים ולהביאם לתאי B.
למה החוקרים לא ציינו את האפשרות לחיסון? לא יודע. אולי כי זה בלתי-אפשרי, אולי כי הם לא רוצים שיקדימו אותם, אולי כי זה נראה להם ברור מאליו. אולי כי כבר קיים חיסון יעיל מאד לקופים… אבל מי מוכן לבדוק אותו על בני-אדם?
בברכת חברים,
רועי.
אם ההבדל הוא שינוי בגן אחד איך הם ימנעו את המצב הכל-כך נפוץ בוירוסים שהוירוס יעבור מוטציה ויחזור להתרבות כמו הוירוס המקורי?
רועי:
חלק גדול ממערכת החיסון שלנו מתבסס על חיסולם של תאים שנפגעו על ידי הוירוס.
חיסול זה מבוסס על העובדה שהתא המודברק נראה אחרת וזה קורה לרוב בגלל שהוא "עובד בשביל הוירוס".
כאשר הא לא עובד בשביל הוירוס משימת הזיהוי נעשית הרבה יותר קשה.
יכול להיות שזה אפשרי אבל מסופקני.
מה שכמעט אין לי בו ספק זה שמפתחי הוירוס חשבו על הרעיון ופסלו אותו (גם אני חשבתי על הרעיון אך מכיוון שלא הוזכר בכתבה ניסיתי לחשוב מדוע והנ"ל הוא המסקנה שהגעתי אליה. אני מניח שאם בקרב המגיבים כאן לפחות שניים חשבו על הרעיון אז גם בין מפתחי הוירוס נמצא מי שחשב עליו)
רועי
הזרקה של מליוני וירוסים מהונדסים לתוך הגוף כמוה כהדבקה וקשה להאמין שמערכת החיסון האנושית תוכל להתמודד עם כמות עצומה של וירוסים שכפי שכתבת לעיל הם טבעיים לכל דבר ואינם שונים מן הוירוס הרגיל וכאשר אתה מזריק כמות עצומה של וירוסים אתה בעצם מבטל את השוני שבין הוירוס המהונדס לוירוס הרגיל ויוצר בעצם את אותו אפקט
אריאל,
הומצאו כבר חיסונים שהוכיחו את היעילות שלהם (99%) על קופים. אני לא רואה סיבה שתמנע יצור של מליוני וירוסים מהונדסים והזרקתם לגוף בתור חיסון יעיל.
הבעיה העיקרית עם החיסון היא שחייבים לתת אותו לפני ההידבקות, או בימים הראשונים של ההידבקות, או שכבר יגרם יותר מדי נזק לגוף.
ככל הנראה מה שהופך את הנגיף הזה לכל כך קטלני זה היכולת שלו להתרבות בכמות עצומה ולא ניתן בעזרת וירוס מהונדס אחד או בכמות קטנה של וירוסים מהונדסים לגרום לגוף להיות חסין מפני הדבקה בנגיף הרגיל שכאמור מתרבה בכמות עצומה
מיכאל,
הנגיף המהונדס זהה לנגיף הטבעי בכל דבר, מלבד בחוסר באותו גן מסויים. סביר להניח שהגוף יכול לפתח חיסון כנגדו, אם הוא יוזרק בכמויות מתאימות.
אבל, כרגיל, ‘סביר’ אינו אומר בהכרח שהדברים יעבדו כמו שאנחנו מצפים.
לא ברור לי אם ניתן בכלל להשתמש בווירוס זה לחיסון כי הנגיף בכלל לא ידביק את האדם.
אבי,
זו שאלה מצויינת. לא מצאתי התייחסות לנושא, למרות שגם לי היו תהיות. אני מניח שיש מספר מוגבל של מחקרים על וירוס שכזה במספר קטן כל-כך של מעבדות.
בעיה אחרת עם הוירוס היא שהוא מתפרץ בצורה לא צפויה ובבת-אחת, ובפרק זמן קצר ביותר מדביק את כל הנוכחים בסביבה. לא ניתן לחסן את כל תושבי העולם כנגד הוירוס, או אפילו את כל תושבי איזור אפריקה. התוצאה היא שחיסון נגד הוירוס יכול לעזור, כנראה, רק כאשר יש חשש כמעט ודאי משימוש באבולה בלוחמה ביולוגית.
תודה על תגובתך,
רועי.
למה אי אפשר להשתמש בווירוס המהונדס כחיסון?