חיידקים וצמחים נגד טפילים

בעקבות זכיית מפתחי תרופות המשפרות את סיכויי השרידה ממחלות טרופיות קשות

פריצות דרך רפואיות. וויליאם קמפבל (מימין), סאטושי אומורה ויויו טו. צילומים: אתר פרס נובל
פריצות דרך רפואיות. וויליאם קמפבל (מימין), סאטושי אומורה ויויו טו. צילומים: אתר פרס נובל

פרס נובל ברפואה יוענק השנה לשלושה חוקרים מתחום הפרזיטולוגיה על פיתוח תרופות נגד טפילים. פרופ' יויו טו (Youyou Tu) מסין, תקבל מחצית הפרס על פיתוח התרופה ארטמיסינין (Artemisinin) לטיפול במחלת המלריה. פרופ' וויליאם קמפבל (Campbell), אירי העובד בארה"ב ופרופ' סאטושי אומורה (Omura) מיפאן יחלקו את המחצית האחרת על פיתוח התרופה אייברמקטין (Ivermectin) – תרופה נגד תולעים הגורמות למחלות רבות.

 

דם ויזע

מחלת המלאריה (בעברית נקראה בעבר קדחת או קדחת הביצות) נגרמת מטפיל חד-תאי, פלסמודיום (plasmodium) המוחדר לגופנו בעקיצות יתושים. הטפיל חודר בגוף לתוך תאי הדם האדומים, ובסופו של דבר מפוצץ אותם, ומחולל מחלה קשה. התאים האדומים המכילים פלסמודיום נצמדים לדופן כלי הדם כדי להקשות על מערכת החיסון להשמידם, ולכן גורמים לעיתים לסתימות בכלי הדם. הסתימות האלה, לצד הפגיעה באספקת החמצן לרקמות בשל הרס תאי הדם והנזק שגורמים רעלנים של הטפיל – כל אלה הופכים את המלאריה למחלה קשה מאוד, שעדיין קוטלת מאות אלפי (ולפי נתונים מסויימים עד מיליון) בני אדם בכל שנה, רובם ככולם בעולם השלישי – בעיקר באפריקה ובדרום מזרח אסיה.

במשך שנים רבות, הטיפול היחיד כמעט נגד מלאריה היה כינין (quinine). התרופה המופקת מקליפת עצים התגלתה כבר במאה ה-17, ושימשה לטיפול במחלה בהצלחה מוגבלת עד אמצע המאה ה-20, אז הוחלפה בנגזרות אחרות של החומר, בעלות פחות תופעות תוואי. מנגנון הפעולה של הכינין ונגזרותיו אינו ברור לגמרי – מעריכים שהחומרים האלה מונעים מהטפילים לסלק מתוכם חומר המכונה הם (Heme) – זהו המרכיב נושא הברזל בהמוגלובין, ובריכוז גבוה הוא רעיל וגורם למותו של הטפיל. ואולם, ככל שהתרחב השימוש בנגזרות החדשות של הכינין, הטפילים הצליחו לפתח במהירות עמידות נגדו, ויעילות הטיפול פחתה והלכה.

עוני ופרסים

מהצמח העתיק ועד לתרופה החדישה, תהליך שהביא את יויו טו הסינית לגילוי תרופה למלריה, עליה זכתה במחצית פרס נובל לרפואה לשנת 2015. איור: אתר פרס נובל

יויו טו (Tu) נולדה בדצמבר 1930 בנינגבו שבמזרח סין, ולמדה רפואה ופרמקולוגיה באוניברסיטת בייג'ינג. בהמשך התמחתה גם ברפואה סינית מסורתית. היא עבדה במשך שנים באקדמיה הסינית לרפואה, אבל רק ב-1980 (בגיל 50) קיבלה משרת חוקרת ורק ב-2001 הוסמכה להדריך תלמידי מחקר. ב-1969 מונתה טו להוביל מיזם של צבא סין לחיפוש תרופות חדשות למלאריה. היא פנתה עם עמיתיה לכתבים סיניים עתיקים, בחיפוש אחר מקורות לחומרי טבע יעילים נגד המחלה. טו וצוותה הפיקו תמציות ממאות צמחים, ובחנו את יעילותם על בעלי חיים חולים במלאריה. עד מהרה התברר כי מועמד טוב יהיה צמח הארטמיסיה (Artemisia) – החומרים שהופקו ממנו היו יעילים למדי, אך תוצאות הניסויים לא היו עקביות. טו שבה אל הכתבים העתיקים בחיפוש אחר רמזים להפקה יעילה יותר של החומר הפעיל מן הצמח המכונה בסינית קינגהאו (qīnghāo), ומוכר כבר מאות שנים כיעיל נגד מלאריה. היא נעזרה בעצות בנות אלפיים שנה ויותר להשרות את הצמח בכמויות גדולות של מים קרים, ובסופו של דבר, בתחילת שנות ה-70 הצליחה לבודד את החומר הפעיל, שקיבל את השם ארטמיסינין (Artemisinin). היא המשיכה לבחון את החומר ולחפש צורות יעילות שלו, וב-1979 פרסמה את ממצאיה בכתב עת רפואי סיני. הפיתוח החדש התקבל תחילה בספקנות, אבל עד מהרה הוכחה יעילותו של החומר ובהדרגה פותחו ממנו כמה תרופות. ארטמיסינין משמש בהצלחה בטיפול נגד מלאריה, והציל את חייהם של חולים רבים, ואולם, ארגון הבריאות העולמי ממליץ שלא להשתמש בחומר לבדו, אלא עם תרופות נוספות, מחשש להתפתחות מהירה של עמידות גם נגדו.

טו לא הסתפקה בהפקת החומר, אלא חקרה גם את מנגנון הפעולה שלו. מעריכים כי יעילותו נגד מלאריה נעוצה בעובדה שהוא מכיל "גשר" – קישור בין שני אטומי חמצן. בנוכחות ריכוז גבוה של ברזל, כפי שקורה בתאי הטפיל, הצוברים כאמור מולקולות הם (heme), מתפרק גשר החמצן, והאטומים החופשיים של חמצן המשתחררים בתהליך, פוגעים בטפיל ותורמים להתפרקותו. בשנים האחרונות נבחנת יעילותו של ארטמיסינין גם נגד סרטן, משום שתאים של גידולים רבים מכילים גם הם ריכוזים גבוהים של ברזל.

על אף ההכרה שקיבלה מהקהילה המדעית והרפואית, ולמרות שזכתה בפרסים רבים בתחום, טו חיה בדלות רבה. עיתונאי שראיין אותה לפני כמה שנים בביתה, בשכונת עוני בבייג'ינג, סיפר כי המכשיר החשמלי היחיד בדירה הזעירה הוא מקרר, המשמש לאחסון צמחי המרפא שהיא חוקרת. אולי כעת, הזכייה בפרס היוקרתי מכולם תשפר את מצבה הכלכלי של החוקרת, בת 85.

תולעים וחיידקים

המחשת הדרך בה הגיע חתן פרס נובל סאטושי אומורה לחומרים היעילים נגד מחלות טפיליות. איור: אתר פרס נובל
המחשת הדרך בה הגיע חתן פרס נובל סאטושי אומורה לחומרים היעילים נגד מחלות טפיליות. איור: אתר פרס נובל

פרזיטולוגיה מוגדרת כחקר המחלות שמחוללים טפילים – יצורים שאינם נגיפים, חיידקים או פטריות. יש טפילים רבים שהם יצורים חד תאיים, כמו טפיל המלאריה שהוזכר לעיל, או הטפיל המחולל את מחלת השינה. ואולם, יש גם טפילים רב תאיים, וביניהם התולעים הטפיליות. התולעים האלה, הנקראות גם הלמינתס (helminths) הן קבוצה שלמה של תולעים – בד"כ זעירות – המתקיימות בתוך גוף האדם. כמה מהתולעים מועברות בעקיצות חרקים, בעיקר זבובים ויתושים – ומחוללות מחלות קשות. שתיים מהמחלות המוכרות ביותר הן עיוורון הנהרות, מחלה שבה התולעים מתחפרות בעור סמוך לעין ויוצרות זיהום קשה, העלול לגרום לעיוורון, ומחלת הפיל, שבה התולעים פוגעות במערכת החיסון, והזיהומים שנוצרים בעקבות כך גורמים להתנפחות עצומה של איברים שונים, בעיקר הרגליים. למחלות שגורמות התולעים יש טיפולים תרופתיים מוגבלים מאוד, ואין חיסון יעיל נגדם. אחד הטיפולים פורצי הדרך הושג בזכותו של סאטושי אומורה (Omura), מיקרוביולוג יפני המתמחה בבידוד חומרים שונים מחיידקים. אומורה נולד ב-1935 בימנאשי שביפאן, ובגיל 35 כבר השלים שני תארי דוקטור – בפרמקולוגיה ובכימיה – באוניברסיטת טוקיו. הוא מונה לחוקר במכון קיטאסאטו בטוקיו (ולימים לנשיאו), ופיתח שיטות פורצות דרך לבידוד חיידקים – בעיקר מקרקע – לגידולם בקנה מידה גדול במעבדה ולהפקת חומרים שונים שהם מייצרים. אומורה גילה יותר מ-470 חומרים לא מוכרים, וביניהם עשרות חומרים שבודד מסטרפטומיצס (Streptomyces) חיידקים דמויי עובש, שהוא סבר שיש להם פוטנציאל לשימושים רפואיים שונים. החומרים שבודד אומורה נפלו כפרי בשל לידיו של וויליאם ססיל קמפבל (Campbell), חוקר בסניף האמריקני של תאגיד התרופות הענקי Merck.

תופס עצבים

 

הניסויים שערך קמפבל עם התרכובות שקיבל מסאטושי אונורה, שהביאו את שניהם לזכות במחצית מפרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה לשנת 2015
הניסויים שערך קמפבל עם התרכובות שקיבל מסאטושי אונורה, שהביאו את שניהם לזכות במחצית מפרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה לשנת 2015

קמפבל נולד ב-1930 בראמלטון שבאירלנד, ולאחר שסיים תואר ראשון בדאבלין, השלים דוקטורט באוניברסיטת וויסקונסין האמריקנית. בעבודתו בחברת התרופות חיפש קמפבל חומרים יעילים נגד טפילים של חיות משק. הוא בחן חומרים שבודד אומורה, ועד מהרה התברר כי אחד מהם יעיל למדי בקטילת התולעים הצעירות, בשלבי התפתחותן הראשונים. החומר המבטיח ביותר היה תוצר של החיידק Streptomyces avermitilis, ולכן כונה על שמו Avermectin. בהמשך פיתח קמפבל נגזרת יעילה עוד יותר של החומר, והיא נקראת – Ivermectin. החומר הוא רעל עצבים, המשבש את פעילותן של תעלות כלור המסייעות בהולכת אות חשמלי בעצב. יתרונו הגדול – הוא פוגע בתעלות הקיימות רק בעצבים של חסרי חוליות, כמו חרקים, אקריות וכמובן התולעים הטפיליות. שיווקו של אייברמקטין כתרופה התחיל ב-1981, ועד מהרה היא הפכה לתרופה מובילה בטיפול בשורה ארוכה של זיהומים – בראשם מחלות התולעים – וכן לתרופה וטרינרית חשובה. עד היום לא פותחה למחלות האלה תרופה יעילה מאייברמקטין, והיא כלולה ברשימת התרופות הבסיסיות החיוניות של ארגון הבריאות העולמי.

חוכמת האבולוציה

 

אייברמקטין וארטיסינין שיפרו מאוד את סיכויי ההישרדות של חולים במלאריה ובמחלות התולעים, והצילו את חייהם של מיליוני בני אדם, בעיקר בעולם השלישי. ואולם, השימוש הנרחב בתרופות שמקורן בצמחים ובחיידקים מלמד אותנו גם על העוצמה האדירה של האבולוציה, שפיתחה הרבה לפנינו תרופות למחלות רבות. לעיתים החוכמה היא לא להמציא משהו חדש לגמרי, אלא לדעת ממי ללמוד או לפחות היכן לחפש את הפתרון לבעיה. כמו כן, העובדה שפרס נובל ניתן על פיתוח תרופות למחלות הקיימות בעיקר בעולם השלישי, עשויה להפנות את זרקור המחקר למצוקות של המדינות באזורים האלה, ואולי לסייע בשיפור תשתיות הבריאות הרעועות שם.

 

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן