ביאליק אהב אותו

מדעני מכון ויצמן גילו באחרונה את המנגנון המולקולרי המקנה לשום את יכולתו לפעול נגד דלקות זיהומיות, ונגד התפתחות מחלות לב והפרעות נוספות

כשהמשורר הלאומי חיים נחמן ביאליק דיבר ושורר על האלוף שום, הוא כנראה ידע על מה הוא מדבר. מדעני המכון, שהלכו בעקבות ההארה הזאת, כמו גם בעקבות מנהגים סיניים ואחרים, גילו באחרונה את המנגנון המולקולרי המקנה לשום את יכולתו לפעול נגד דלקות זיהומיות, ונגד התפתחות מחלות לב והפרעות נוספות. התגלית התאפשרה לאחר שהמדענים פיתחו מערכת ביוטכנולוגית מקורית שבאמצעותה הצליחו להפיק כמויות גדולות של החומר הפעיל העיקרי בשום, אליצין.

החוקרים, פרופ' דוד מירלמן המכהן בתפקיד סגן נשיא המכון ליישומים טכנולוגיים, ופרופ' מאיר וילצ'ק המכהן בתפקיד דיקן הפקולטה לביוכימיה, גילו כי האליצין בולם ומנטרל שני אנזימים החיוניים לחיידקים, לפטריות, ולנגיפים שונים. אנזימים אלה (ציסטאין פרוטאינז ואלכוהול דהידרוגנז), חיוניים לתהליכי החיים של טפילים הגורמים מחלות רבות ושונות. ניטרולם על ידי האליצין גורם למותם של הטפילים וכתוצאה מכך, גם לבלימת התפתחותם של מחלות, זיהומים ותהליכי דלקת. תגלית זו עשויה להביא, בין היתר, לשימוש באליצין כבתרופה נגד חיידקים שפיתחו עמידות נגד תרופות אנטיביוטיות שונות.

בהמשך גילו החוקרים כיצד האליצין בולם ומנטרל את האנזימים. מתברר שהאליצין מבצע ריאקציה כימית המשנה את מבניהם של מרכיבים מסוימים (הקרויים “קבוצות SH”) במולקולות האנזימים. כתוצאה מכך מאבדים האנזימים את כושר הפעילות שלהם, וגם מולקולת האליצין כבר אינה “מה שהיתה פעם”: גם בה חל שינוי השולל ממנה את האפשרות לחזור ולבצע את הריאקציה הזאת פעם נוספת. במלים אחרות, האליצין מסוגל לבצע את הריאקציה הזאת פעם אחת בלבד. הוא מבצע אותה – וחדל להתקיים בצורתו המקורית.

מכיוון ש”קבוצות SH” חיוניות גם לפעילותם של אנזימים המשתתפים בתהליך ההיווצרות של כולסטרול, נראה שהאליצין המצוי בשום (שכאמור, פוגע ב”קבוצות ה-SH”), עשוי למנוע גם היווצרות והצטברות של כולסטרול על דפנותיהם של כלי דם (תהליך שעלול להוביל להתפתחות מחלות לב והפרעות שונות). יכולתו של האליצין לפעול בתחום זה נבדקת עכשיו במחקר שמבצעים מדעני מכון ויצמן בשיתוף עם רופאים וחוקרים ממכון הלב של המרכז הרפואי שיבא בתל-השומר.

מדעני המכון אישרו גם כי האליצין מונע תהליכי חימצון שמבצעים חומרים מקבוצת הרדיקלים החופשיים. חומרים אלה מחוללים שינויים במולקולות רבות בגוף, דבר שעלול לגרום, בין היתר, להתפתחות גידולים סרטניים.

הצד האפל של האליצין

עם כל תכונותיו החיוביות של האליצין, מדעני המכון אומרים שבתנאים מסוימים הוא עלול לגרום נזקים, בכך שיבלום וינטרל את “קבוצות ה-SH” הכלולות במולקולות של אנזימים שונים החיוניים לפעילויותיהם התקינות של תאים שונים בגוף האדם. תאים אלה מסוגלים להתגבר על הקושי הזה באמצעות חומר טבעי המצוי בהם, הקרוי גלוטטיון, המבטל את פעולת האליצין. חומר זה מצוי בתאי גוף האדם, אך בדרך כלל כמעט אינו מצוי בחיידקים ובפטריות, דבר שמותיר אותם חשופים לפגיעתו של האליצין.

כדי לספק את כמויות האליצין שנדרשו למחקרים אלה פיתחו מדעני המכון דרך מקורית להפקת אליצין סינתטי למחצה. האליצין הטבעי נוצר כאשר קוצצים או כותשים שום, בתהליך של ריאקציה כימית בין חומר הקרוי אליין לבין האנזים אליינז (שניהם כלולים בשום). מדעני המכון הפיקו באופן מלאכותי כמויות גדולות של אליין, ולאחר מכן יצרו ריאקציה כימית בינו לבין גרסה יציבה של האנזים אליינז. האליצין שהופק בדרך זו ניתן לשימור ולאיחסון במשך זמן רב, מבלי שיאבד את כושר הפעולה שלו. האליצין הטבעי, לעומת זאת, “נעלם” זמן קצר לאחר שנוצר, מכיוון שבסביבה הטבעית הוא מבצע ריאקציות עם חומרים שונים, מנטרל אותם ו”מבזבז” בכך את “זכות הפעולה” החד פעמית שלו.

חברת “ידע” העוסקת ביישום פירות מחקריהם של מדעני מכון ויצמן למדע, הגישה בקשה לרישום פטנט על השיטה החדשה להפקת אליצין טהור, סינתטי למחצה.

שום עם כל דבר

בגופם של אנשים שאכלו שום נוצרים נוגדנים שיכולים לתפקד כ”מפתחות גנבים” שמתאימים לחומרים שונים (בגוף האדם ומחוצה לו). זו הפעם הראשונה שנראה שנוגדנים בעלי תכונות כאלה נוצרים כתוצאה מאכילה. המחקר בוצע על ידי פרופ' מאיר וילצ'ק ופרופ' דוד מירלמן מהמחלקה לחקר ממברנות וביופיסיקה במכון ויצמן למדע ברחובות.

נוגדן הוא מעין “מפתח” שבדרך כלל מתאים ל”מנעול” אחד בלבד. ההתאמה הייחודית הזאת היא אחת מתכונותיה העיקריות של המערכת החיסונית של הגוף (הודות לה הנוגדנים יכולים לזהות, להיצמד ולנטרל מטרות “מסומנות” כמו פולשים זרים, מזהמים וגורמי מחלות שונים). לשם מה, אם כן, מייצר הגוף נוגדנים שמתאימים למגוון גדול של חומרים? איזה שימוש יכול הגוף לעשות ב”מפתחות הגנבים” האלה? עד כמה נפוצה תופעת “מפתחות הגנבים”? שאלות אלה עומדות במרכז מחקריהם העכשוויים של החוקרים.

במחקרים אלה השתמשו החוקרים בשיטת כרומטוגרפיית הזיקה, טכניקה לזיהוי ולהפרדת חומרים שפותחה על ידי פרופ' מאיר וילצ'ק. שיטה זו עומדת למעשה בבסיסה של הביוטכנולוגיה המודרנית כולה, והיא זיכתה את פרופ' וילצ'ק בפרס וולף ובפרס ישראל לביוטכנולוגיה לשנת 1992. פרופ' דוד מירלמן הוא סגן נשיא מכון ויצמן ליישומים טכנולוגיים.