סיקור מקיף

השחקנים המפתיעים של המערכת החיסונית שעלולים לטפח חיידקים

הממצאים החדשים עשויים לאפשר פיתוח טיפולים חדשים בזיהומים, כגון שחפת, סלמונלה ושיגלה, ובתגובות מסכנות חיים של המערכת החיסונית

מפגשים בין חיידקים מחוללי מחלות לחייליה הנאמנים של המערכת החיסונית עלולים להסתיים בתוצאה מפתיעה: הפיכת האחרונים ממכונות הרג קטלניות המגינות על הגוף לבתי גידול מפנקים שבהם החיידקים משגשגים באין מפריע. מדעני מכון ויצמן למדע גילו באחרונה תת-סוג חדש של תאי המערכת החיסונית אשר תורם בעל כורחו להיווצרות תרחיש קטלני זה. הממצאים החדשים עשויים לאפשר פיתוח טיפולים חדשים בזיהומים, כגון שחפת, סלמונלה ושיגלה, ובתגובות מסכנות חיים של המערכת החיסונית.  

מעבדתו של ד"ר רועי אברהם מהמחלקה לבקרה ביולוגית חוקרת חיידקים תוך-תאיים – כלומר כאלה המסוגלים לשגשג בתוך תאי המערכת החיסונית שלנו. אחד המוכרים במשפחה זו הוא חיידק הסלמונלה, אשר במקרים קלים גורם לבני-אדם קלקול קיבה ובמקרים חמורים יותר עלול להוביל לתגובה מסכנת חיים של המערכת החיסונית הקרויה אלח דם (ספסיס). במחקר החדש, שנערך בהובלתו של תלמיד המחקר דותן הופמן, הדביקו המדענים עכברים בסלמונלה מזן המוביל להתפתחות מחלה חריפה ועקבו אחר שלבי ההדבקה השונים, ובפרט אחר תגובת תאי "הקו הראשון" של המערכת החיסונית המכונים מקרופאגים; תפקידם של תאים אלה הוא ליירט כל סוכן זר – מחיידקים ועד תאי סרטן, והם עושים זאת באמצעות בליעת הפולשים בשלמותם (ומכאן מקור שמם: זללנים גדולים, ביוונית), בזמן שהם משחררים חומרים רעילים המכוונים להורגם. 

צילום מיקרוסקופי פלואורסצנטי של חיידקי סלמונלה (ירוק) שנבלעו על-ידי תאים מקרופאגים (אדום) שמקורם בטחול העכבר (בכחול – גרעיני התאים)
צילום מיקרוסקופי פלואורסצנטי של חיידקי סלמונלה (ירוק) שנבלעו על-ידי תאים מקרופאגים (אדום) שמקורם בטחול העכבר (בכחול – גרעיני התאים)

לאורך יממה לאחר ההדבקה, דגמו החוקרים את כמות חיידקי הסלמונלה בטחול של העכברים הנגועים. ניתוח הנתונים הצביע על מגמה ברורה: בשמונה השעות הראשונות להדבקה, העומס החיידקי הלך והצטמצם, אך לאחר מכן חל מהפך מפתיע: אוכלוסיית החיידקים החלה לגדול, ובהמשך לשגשג ממש, והביאה למותם של העכברים בתוך ימים מספר.

מקרופאגים, הנמצאים כמעט בכל רקמה, יכולים להתקיים בכמה תצורות שונות, שההבדלים ביניהן דקים מאוד. באמצעות שיטת ניתוח גנטי מתקדמת – ריצוף אר-אן-אי ברמת התא הבודד – הצליח הופמן להבדיל בין שלוש אוכלוסיות שונות של מקרופאגים בעכברים המודבקים בסלמונלה. אחת מהן היא אוכלוסיית מקרופאגים שטרם אופיינה עד כה. התגלית הייתה מפתיעה במיוחד, שכן אוכלוסייה לא מוכרת זו הלכה וגדלה עם התקדמות ההדבקה, וכאשר השוו החוקרים את כמות החיידקים התוך-תאית בין כל אחד מסוגי המקרופאגים, הם גילו שהמקרופאג שזה עתה זוהה משמש בית גידול שבו מתרבים החיידקים ומשגשגים. "מצאנו את האשמים בגידול המפתיע באוכלוסיית החיידקים", מציין הופמן. "כעת נותר לנו לנסות להבין מה הם המניעים שלהם".

המאקרופאגים מנטרלים תרכובות רעילות שמשחררת מערכת החיסון

תאים פעילים של המערכת החיסונית משחררים לסביבתם תרכובות רעילות לחיידקים. ואולם, מעבר לרמה מסוימת, תרכובות אלה עלולות להיות רעילות הן לתאים עצמם והן לתאים אחרים בסביבה, ובכך לגרום נזק לרקמה. החוקרים גילו כי המקרופאגים מהסוג החדש שגילו יכולים לנטרל תרכובות אלה, ככל הנראה כדי להגן על עצמם, וכן לבצע בקרת נזקים על פעולת המערכת החיסונית. עם זאת, התהליך הכימי של נטרול התרכובות מייצר מקור פחמן זמין לחיידקים תוך-תאיים כמו סלמונלה. במלים אחרות, המקרופאגים שזוהו במחקר הופכים מבלי משים למזנון אכול-כפי-יכולתך מזמין במיוחד לסלמונלה. כדי לבדוק את ההשערה, הדביקו החוקרים עכברים מהונדסים שאינם יכולים לייצר סוג זה של מקרופאגים, וגילו כי הם אכן היו עמידים יותר בפני סלמונלה.

"אוכלוסיית המקרופאגים שגילינו ממלאה כנראה תפקיד בקרתי הממתן את תגובת המערכת החיסונית, אך החיידקים מנצלים זאת כדי להיכנס לתאים בדלת האחורית", מסביר הופמן. ממצאים אלה סוללים את הדרך להבנה עמוקה יותר של מהלך ההדבקה החיידקית ופורצים כיווני מחקר חדשים על אודות אסטרטגיות ההישרדות של חיידקים תוך-תאיים מסוגים שונים וברקמות גוף שונות. מוסיף ד"ר אברהם: "יש בידינו עדויות ראשונות לכך שתת-סוג זה של מקרופאגים קיים גם בריאות וייתכן שהוא משחק תפקיד בהישרדות של חיידק מחולל מחלת השחפת".

במחקר השתתפו גם יערה טבת, גילי רוזנברג, ליאה וינמן, אריה סולומון, ד"ר שלי חן אביבי וד"ר נעה בוסל בן-משה מהמחלקה לבקרה ביולוגית וסבסטיאן טרזבנסקי מהמחלקה לאימונולוגיה במכון ויצמן.

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook
לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן