חיידקים מהונדסים-גנטית נלחמים במלאריה… במעי היתושים

חוקרים במכון ג’ונס הופקינס לחקר המלאריה הנדסו מחדש חיידק המצוי במעיים של יתושי אנופלס, וגרמו לו לייצר רעלנים שקטלו את טפילי המלאריה ביתושים, אך לא הזיקו ליתושים או לבני-אדם. לפי המחקר, שפורסם בשנה האחרונה בכתב העת המדעי היוקרתי PNAS, החיידקים המהונדסים הצליחו ‘לרפא’ חלק גדול מהיתושים שהשתתפו במחקר, ולסלק ממעיהם את טפילי המלאריה.

קשה לחשוב על מחלה הפוגעת יותר באנושות מהמלאריה. חצי מאוכלוסיית העולם נמצאת בסיכון להידבק במחלה אכזרית זו, הגורמת להתקפי חום גבוה, לקדחת ולתשישות. בין 300 ל- 500 מיליון בני-אדם נדבקים במחלה מחדש מדי שנה, בעיקר כתוצאה מעקיצות יתושים. מתוך אותם מודבקים, למעלה ממיליון נפטרים מהמחלה מדי שנה – מספר השווה ערך ל- 3,000 בני-אדם מדי יום. צחוק הגורל הוא כי המלאריה פוגעת בעיקר במדינות המתפתחות באסיה ובאפריקה, ובכך משתקת עוד יותר את כלכלתן של המדינות הללו, ואת יכולתם של האזרחים בהן להתפרנס בכבוד.

כיצד מועברת המלאריה מאדם לאדם? בניגוד למחלות כמו אבעבועות שחורות או שפעת, העוברות דרך האוויר, טפילי המלאריה רגישים ועדינים לפגעי הסביבה. הם זקוקים לסיוע כדי להתפשט מאדם לאדם. למזלם, עיצב עבורם האל הטוב – בסיוע האבולוציה – כלי מושלם: את יתושי האנופלס.

בפעם הראשונה בה שזפתי את עיני באחד מיתושי האנופלס, הוא לא היה נראה לי שונה מהיתושים הטורדניים הרגילים מהטיולים השנתיים בבית-הספר: שתי כנפיים, שש רגליים אחד חדק. אלא שיתושי האנופלס נושאים את סודם הזדוני במעיהם ובבלוטות הרוק שלהם. כאשר נקבת היתוש יוצאת לציד, היא מתמקדת על בני-אדם עסיסיים במיוחד ומוצצת את דמם בתאווה מרובה. כחלק מתהליך המציצה, היא מחדירה את ה- ‘חדק’ – מזרק זעיר שעל פניה – לתוך העור ויונקת את הדם. וכדי למנוע מהדם להיקרש במהלך היניקה, מזריקה היתושה לתוך הפצע רוק המכיל נוגדי קרישה… וגם את טפילי המלאריה, הנמצאים במעי ובבלוטות הרוק שלה.
יתושה מתכוננת למציצת דם מספקת. במקור מוויקיפדיה.

יתושה מתכוננת למציצת דם מספקת. במקור מוויקיפדיה.

מה אפשר לעשות? ניסיונות חוזרים ונשנים להשתמש בקוטלי חרקים כנגד היתושים נכשלו, מכיוון שאלו עוברים אבולוציה מהירה ומסתגלים לחלק מהרעלים. הניסיון לפתח חיסון יעיל למלאריה נתקל גם הוא בכישלון לעת עתה מסיבה דומה: הטפילים מתמודדים היטב עם מערכת החיסון האנושית, ומסתגלים אליה במהירות.

אבל מה אם היינו משתמשים בהנדסה גנטית, ומפנים את כל כוחו של הטבע כנגד טפילי המלאריה?

הרעיון להשתמש בהנדסה גנטית כדרך להתמודד עם המלאריה קיים כבר שנים רבות, אך בעבר דובר בעיקר על הנדסה מחדש של היתוש עצמו. אחרי הכל, אם הטפילים זקוקים ליתושים כדי לעבור מאדם לאדם, עלינו רק להנדס את היתושים כך שיהיו עמידים בפני הטפילים. אלא שקל לדבר, וקשה לעשות. הנדסה גנטית של כל אורגניזם אינה משחק ילדים, ויצורים מורכבים כמו יתושים דורשים עבודה קשה מצד החוקרים במעבדות. מעבר לכך, היתושים המהונדסים מתקשים להזדווג עם היתושים ה- ‘טבעיים’, ולכן יתקשו גם לשגשג בטבע.

מרסלו ג’ייקובס-לורנה, חוקרת באוניברסיטת ג’ונס הופקינס, הבינה את הבעייתיות בהנדסה גנטית של היתושים, והחליטה להתרכז באורגניזם אחר: חיידקים החיים במעי היתושים. החיידקים הללו חיים באותו איבר בו גדלים גם טפילי המלאריה, מתרבים בפראות מיד לאחר שהיתושה מוצצת דם, ומספריהם גדלים פי מאות ואלפי-מונים. בקיצור, הם המועמדים המושלמים לביצוע סיכול ממוקד בטפילי המלאריה, ברגע בו אלו מגיעים למעי היתושה.

רעיון טוב כל-כך אינו נשאר יתום, ומחקרים שונים כבר בוצעו בתחום. לפני 16 שנים התקיים ניסיון להתמודד עם מחלת שגס, המועברת על-ידי חיפושיות, באמצעות הנדסה של חיידק המתארח גם הוא בגופה של החיפושית. ג’ייקובס-לורנה עצמה פעלה בעבר להנדסת חיידקים כנגד המלאריה, והצליחה לפני שש שנים להנדס מחדש חיידקים מסוג E. coli, כך שיציגו על קליפתם החיצונית מולקולות שפגעו ביכולתם של טפילי המלאריה לגדול ולהתבגר ביתושים ובעכברים.

פיתוחים מוקדמים אלו הצליחו להדגים את ערכו של הרעיון, אך חיידקי ה- E. coli המהונדסים אינם נמצאים בדרך-כלל במעי היתושים, ולכן גם לא הצליחו לשרוד שם. המעטים ששרדו נתקלו בבעיה אחרת: המולקולות הקטלניות שיצרו לא השתחררו למעי ופגעו בכל הטפילים, אלא נשארו צמודות לחיידקים ולפיכך היו מוגבלות ביכולתן לקטול את טפילי המלאריה.

באמצע שנת 2012 הצליחה ג’ייקובס-לורנה להנדס מחדש חיידקים החיים באופן טבעי במעי היתושים, ועונים לשם הלטיני שובר-השיניים פנטואיאה אגלומרנס. היא החדירה לתוכם מנגנון דומה לזה שהיה קיים ב- E. coli, אך שינתה אותו כך שהחלבונים הקטלניים ישוחררו הפעם לנוזלי המעי, במקום שיישארו דבוקים לחיידק. תקוותה הייתה שהחיידקים החדשים יצליחו לשרוד היטב במעי, ולקטול את טפילי המלאריה. תקווה זו התממשה במלואה. היתושים אכלו את החיידקים עם מי הסוכר שקיבלו, והמיקרובים הזעירים הצליחו לשרוד ולשגשג בתוך היתושים, ושיחררו את המולקולות קוטלות-הטפילים לחלל המעי.

התוצאה? מתוך קבוצת הביקורת של היתושים, שלא קיבלו טיפול בחיידקים המהונדסים, כתשעים אחוזים מהחרקים נותרו מודבקים בטפילי המלאריה. מתוך הקבוצה שקיבלה את החיידקים המהונדסים, רק 14 אחוזים נותרו מודבקים – כלומר, ירידה של יותר משבעים וחמישה אחוזים במספר היתושים הנשאים.

תוצאות אלו נושאות בשורות מעודדות בנוגע לעתיד המאבק במלאריה. בעתיד הנראה לעין נוכל לשחרר מחלות מדבקות שיועילו לנו, בני-האדם. נדביק את היתושים בחיידקים באמצעות מתקני הזנה מיוחדים המכילים מי סוכר ומיקרובים. כל יתוש שיזכה לקבל את החיידקים לקרבו, הינו יתוש שלא ידביק אדם אחד, שניים או עשרה במלאריה.

כמובן, הדרך עוד רחוקה עד לעתיד מעין זה. קיימים יותר ממאה מינים שונים של יתושי אנופלס המסוגלים לשאת את טפילי המלאריה, וכל אחד מהם עשוי להגיב באופן שונה לחיידקים. יש גם לשקול בזהירות וברצינות את ההשלכות של שחרור חיידקים מהונדסים-גנטית לטבע, ולבדוק האם אינם עלולים לגרום לנזקים סביבתיים או להעביר גנים לחיידקים אחרים ולהקנות להם יכולות יוצאות-דופן.

על אף כל המגבלות הללו, וכל המכשולים שעוד בדרך, העתיד נראה מבטיח. ההנדסה הגנטית מספקת לנו כיום את הנשקים הראשוניים האמיתיים במלאריה. ילדיה ונכדיה של האנושות לא יתכסו עוד בכילות נגד יתושים. טפילי המלאריה, הגורמים למחלה שליוותה את האנושות יותר מעשרת-אלפים שנים, יאלצו להתמודד בעשורים הקרובים עם החיידקים מתוצרת בני-האדם.

הגיע הזמן לנקום.