מחקר של האוניברסיטה העברית שבדק את המאבק בין חיידקים טורפים ונטרפים שופך אור על פיתוח חלופה אפשרית לאנטיביוטיקה בעתיד
המערכת החיסונית בגוף משמידה או מנטרלת את השפעתם המזיקה של רוב החיידקים מחוללי המחלות בגוף. אלו שמצליחים לחמוק מהמערכת החיסונית עשויים להתחסל על ידי אנטיביוטיקה. אבל אחת הבעיות הקשות ברפואה המודרנית היא התפתחותם הגוברת של חיידקים העמידים למגוון מתרחב של אנטיביוטיקה.
הכירו את – Bdellovibrio bacteriovorus – חיידק טורף שהוא מחסל יעיל של חיידקי גראם שליליים כגון אי-קולי, הנמצאים במערכת העיכול. החיידק הטורף, באורך קטן ממיקרומטר, חודר לתוך טרפו, אוכל אותו מבפנים תוך שהוא מתפצל לארבעה או שישה צאצאים, מפוצץ את טרפו וממשיך במסע הציד שלו. מהירותו של החיידק הזה גדולה פי עשרה מהאי-קולי, בערך 160 מיקרומטר לשנייה, נתון שמציב אותו במקום הראשון ב”אליפות העולם” בשחייה.
“הבנה של מנגנוני ההגנה והתקיפה של חיידקים היא קריטית עבור פיתוח עתידי של חלופה לאנטיביוטיקה,” מסביר ד”ר דניאל קוסטר מהמחלקה לאקולוגיה, אבולוציה והתנהגות מהמכון למדעי החיים ע”ש אלכסנדר סילברמן שבאוניברסיטה העברית.
ד”ר קוסטר הוביל את המחקר בו השתתפו מדענים מהאוניברסיטה העברית בירושלים וממכון קאוולי ב- TU Delft שבהולנד. “ה- Bdellovibrio bacteriovorus הורג
חיידקים על ידי מנגנון פעולה שונה לחלוטין מזה של האנטיביוטיקה הקלאסית. ככזה, הוא עשוי להוות חלופה אפשרית לאנטיביוטיקה, אליה חיידקים מפתחים יותר ויותר עמידות,” הוא אומר. על מנת להבין כיצד האי-קולי שורד לנוכח טורף יעיל שכזה, יצרו החוקרים שתי סביבות מחייה עבור החיידקים, באמצעות טכניקה מיוחדת של מיקרופבריקציה – ייצור במימדים זעירים של מיקרומטרים.
האחת – מורכבת מ-85 מבנים מיקרוסקופיים המחוברים זה לזה באמצעות תעלה צרה המאפשרת מעבר של חיידקים. מבנה זה מדמה את הרכב הקרקע. השנייה – היא סביבה פתוחה בגודל דומה, ללא חלוקה לתאים וללא התעלה המחברת.
צוות החוקרים, המורכב ממומחים בתחומים מגוונים – ממיקרוביולוגיה לננוטכנולוגיה, מאקולוגיה לביופיזיקה – פירסמו את תוצאות מחקרם במאמר בכתב העת Proceedings of the Royal Society ובו נחשף כי בשטח הפתוח האי-קולי לא שרד, ורוב אוכלוסיית החיידקים חוסלה תוך מספר שעות. מאידך ובאופן מפתיע, בסביבה עם תאים קטנים רבים האי-קולי שמר על אוכלוסייה בריאה ולכן שרד.
ד”ר קוסטר הסביר כיצד שרד האי-קולי בסביבה המחולקת: “אנו מאמינים שקבוצות של אי-קולי מסתתרות בפינות שונות של הסביבה המחולקת, וקיבוצן יוצר שכבה של קרום ביולוגי (ביופילם) שכנראה שומר עליהן מפני החיידק הטורף. הממצאים של מחקרנו מספקים מידע חשוב כי בסביבות טבעיות, כמו זו שבמעיים, החיידק חי גם בחללים מקוטעים.”
עדיין לא ברור במדויק כיצד האי-קולי מתגונן מפני החיידק הטורף, אבל המחקר תורם להבנה טובה יותר של התנהגות החיידק הטורף, שבעתיד עשוי להוות חלופה אפשרית לאנטיביוטיקה.
“בעתיד, חיידקים טורפים עשויים לדוגמא להיות מהונדסים גנטית כך שיתמקדו בתקיפה ממוקדת של החיידקים המזיקים, מבלי לפגוע גם בחיידקים הבלתי מזיקים. סלקטיביות כזו עדיפה על האנטיביוטיקה שבשימוש כיום, וטיפול אנטי-בקטריאלי שלא משמיד באופן גורף את כל אוכלוסיות החיידקים במעיים, עדיף כמובן לבריאות האדם.”
