מחקר פורץ דרך בהבנה איך אנחנו נראים לחיידקים

חוקרים בראשותו של ד”ר ארז מילס, חוקר ישראלי שעושה את התמחות הפוסטדוקטורט, במעבדתו של פרופסור סמואל מילר, באוניברסיטת וושינגטון בסיאטל, בחנו מנגנון תוך תאי הנפוץ בחיידקים רבים ומסייע לחיידקים לרכז מידע על הסביבה ולהחליט אם לזוז או להשתקע במקום בו הוא נמצא

מאת ד”ר מיכל ארד

מחקר חדש בחיידק הסלמונלה מהווה פריצת דרך בהתגברות על סלמונלה וחיידקים אחרים. חיידק הסלמונלה יכול לגרום להרעלת מזון קשה בבני אדם ובחיות. לפי המרכז האמריקאי למניעה ושליטה במחלות (center for disease control and prevention), חיידק הסלמונלה אחראי על 1.2 מיליון מקרי חולי בשנה בארצות הברית לבדה, ובישראל על אף שאין מידע מדויק, ההערכה היא שישנם כאלפיים מקרים חדשים בשנה (National Salmonella Reference Center).

על מנת לשרוד בסביבה משתנה חיידקים, כמו יצורים חיים אחרים, צריכים לזהות שינויים בסביבתם. חיידקים מזהים לדוגמה, ריכוזים גבוהים של אנטיביוטיקה, ומשנים את הקרום החיצוני שלהם כדי לשרוד בסביבה האנטיביוטית. היכולת לזהות שינויים בסביבה מאפשרת לחיידקים לשרוד בתנאים של מחסור במזון, וכך להתרבות ולפגוע בנו דרך המזון שלנו.

במאמר שפורסם בעיתון science signaling בתשעה ביוני החוקרים בחנו אילו מסרים סביבתיים מזהה החיידק סלמונלה (Salmonella typhimurium). על מנת לשפר את הבנתנו ולייעל את ההתגוננות מפני הסלמונלה, ניצלו חוקרים בראשותו של ד”ר ארז מילס, חוקר ישראלי שעושה את התמחות הפוסטדוקטורט, במעבדתו של פרופסור סמואל מילר, באוניברסיטת וושינגטון שבסיאטל, מנגנון תוך תאי הנפוץ בחיידקים רבים – cyclic-di-GMP. ד”ר מילס מסביר כי “המנגנון מסייע לחיידק לרכז מידע על הסביבה, ולהחליט אם לזוז או להשתקע במקום בו הוא נמצא. מהמחקר שלנו עולה כי, בשביל להחליט אם לזוז או לא אוסף חיידק הסלמונלה מידע על מספר רב של מולקולות בסביבתו”.

אחת המולקולות המשמעותיות, שזוהו כמעורבות בתהליך, היא החומצה האמינית ארגינין – אחת מעשרים חומצות האמינו הנפוצות בעולם החי. מכיוון שחיידק הסלמונלה חש בריכוזים מאוד נמוכים של ארגינין, חושבים החוקרים שארגינין בסביבת החיידק מלמד על איכות הסביבה מבחינתו. “תארו לעצמכם שאתם נכנסים לחדר שעל דלתו כתובה המילה ‘המנהל’, החדר אינו שונה מחדרים אחרים שתכנסו אליהם אבל אתם תדעו להתנהג אחרת” מסביר ד”ר מילס. החוקרים חושבים שבמקרה של סלמונלה ייתכן שארגינין מייצגת עבור החיידק את הסביבה התאית האנושית אליה חודר חיידק הסלמונלה בעת יצירת המחלה המאופיינת בתופעות כמו שלשולים, כאבי בטן וחום. החוקרים עומלים כרגע על בדיקת סברה זו, כמו גם אפיון התנהגות החיידק כאשר הוא מזהה נוכחות ארגינין בסביבה.

לממצאי המחקר ישנן מספר השלכות פוטנציאליות. המשמעות המיידית טמונה בפוטנציאל למנוע את השתקעות הסלמונלה במזון שלנו ושל בעלי חיים בסביבתנו, ובכך למנוע את התפרצות המחלה כתוצאה מאכילת מזון הנגוע בחיידק בלתי נראה. מעבר לכך, ההבנה החדשה של יכולת התקשורת של חיידק הסלמונלה עם סביבתו, מהווה פריצת דרך באפיון התקשורת הסביבתית של חיידקים בכלל, ויכולה להוביל לשיפור דרכי ההתמודדות שלנו עם מספר רב של חיידקים. למידע על מסרים אותם חשים חיידקים יתכנו שימושים רבים ברפואה, בחקלאות ובביוטכנולוגיה כגון דרכי טיפול חדשות בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה ואף הנדסת חיידקי המעי שלנו, הפלורה הטבעית, וחיזוק המערכת החיסונית שלנו.

למאמר המדעי

ד”ר מיכל ארד, המחלקה לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית, ביה”ס לרפואה, אוניברסיטת מרילנד