מדענים מאוניברסיטת תל אביב מפצחים את סוד התקשרות בין חיידקים ומקווים להשתמש בו כדי לשסות אותם בבני מינם
מאת מיכל בן יעקב
במלחמה הניטשת זה כמאה שנה בינינו ובין החיידקים, המהלכים נהירים למדי: אנו משקיעים שנים ומיליונים ומפתחים תרופה אנטיביוטית חדשה ומצוינת, והם, בתגובה, מפשפשים במאגרי המידע שלהם, מעוררים או מפתחים גנים מתאימים, נעשים עמידים ורצים לשתף את החבר'ה. כך נהייתה בעיית הזיהומים מחיידקים עמידים לאחת מבעיות הבריאות הקשות שלנו. אך מחקר חדש מאוניברסיטת תל אביב עשוי לסייע למפתחי התרופות להנחית על החיידקים מכה ניצחת.
המפתח הוא ההתנהגות ה"קניבלית" של החיידקים במושבותיהם - התנהגות המסייעת למושבות להתמודד עם מצבי עקה. "המחקר שלנו מתווה דרך חדשה להילחם בחיידקים," אומר פרופסור אשל בן-יעקב מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב. "אם נחשוף את המושבה כולה לכימיקלים שהחיידקים מפרישים כדי לגרום לשכניהם להרוג זה את זה, הם יעשו את העבודה בשבילנו. זוהי אסטרטגיה מבטיחה, כי לא סביר שחיידקים יפתחו עמידות לחומר שהם עצמם מייצרים."
קניבליזם בקרב חיידקים, מסביר בן-יעקב, הוא התנהגות שיתופית מרתקת שמפעילה המושבה במצבי עקה, כגון מיעוט מזון, חום עז או כימיקלים מזיקים. בתגובה לעקה, המושבה מקטינה את מניין אוכלוסיה באמצעות מנגנון מתוחכם, המשסה חיידק ברעהו וגורם לו לתקוף אותו בנשק כימי קטלני. "כמו יצור רב תאי המפחית את מספר התאים בגופו בעת רעב," אומר בן-יעקב. "החיידקים במושבה מקיימים ביניהם דיאלוג כימי דק-משמעויות המבטיח שחלק מן התאים ייקטלו כדי להבטיח את המשך הקיום של המושבה."
המחקר על אופן הפעולה של דיאלוג זה, שהתפרסם החודש ב"רשימות האקדמיה הלאומית למדעים", נערך בשיתוף פעולה עם קבוצתו של פרופ' הארי סוויני מאוניברסיטת טקסס ובייחוד עם ד"ר אברהם באר הישראלי השוהה שם בהשתלמות פוסט-דוקטורית. בן יעקב מאמין שהתגליות פותחות פתח למלחמה יעילה בזיהומים חיידקיים, ובכללם חיידקים העמידים לכל סוגי האנטיביוטיקה המוכרים.
במחקר הנוכחי, בדקו החוקרים מה קורה כשמגדלים שתי מושבות אחיות של פניבצילוס דנדריטיפורמיס (זן חיידקים מיוחד המאופיין בהתנהגות חברתית מתוחכמת שגילה בן-יעקב לפני שנים) זו לצד זו, על מצע קשה ודל במזון. להפתעתם, מצאו ששתי המושבות, לא זו בלבד שמנעו זו מזו לגדול אל תוך אזור הגבול שבין שתיהן, אלא אף גרמו למותם של כל התאים הסמוכים לגבול במושבה השכנה. מסקנה אחרונה זו עלתה מכך שהרג התאים מעבר לגבול חדל כשנחסמה העברת מסרים כימיים בין שתי המושבות. "נראה שאות שמגיע ממושבה אחת מחולל באחרת התנהגות עקה: היא מתחילה לדלדל את אוכלוסייתה שלה. כך, כל מושבה גדלה לכיוון אחר והמפגש ביניהן נמנע," אומר בן-יעקב.
לכל אורך הדרך במלחמתו בחיידקים, אומר בן-יעקב, איננו מעריכים כראוי את האויב. בתהליך הפיתוח של תרופות, רוב החוקרים אינם מודעים כלל לחשיבותן של ההתנהגות השיתופית והאינטליגנציה החברתית של החיידקים. בזכותן, המושבה יכולה ללמוד מניסיון העבר כיצד לפתור בעיות בהווה ולהפיץ את הפתרונות החדשים בקרב חבריה ובמושבות אחרות. ובינתיים, חולים מוסיפים לדרוש אנטיביוטיקה לכל כאב גרון, ורופאים מוסיפים לרשום אנטיביוטיקה לכל דורש.
חיידקים יודעים להפיק מידע מן הסביבה, לדבר זה עם זה, לחלק תפקידים ולייצר זיכרון קבוצתי. באמצעות שפה כימית רבת-משמעויות, החיידקים יכולים להפוך את המושבה שלהם לכעין "מוח" ענקי שבכוחו לעבד מידע ולהסיק מסקנות. "בעיני, זוהי אינטליגנציה חברתית," אומר בן-יעקב.
"אם ברצוננו לנצח את החיידקים, עלינו להכיר תחילה בכך שאינם יצורים פשוטים, חסרי בינה ודלי יכולת, כפי שנתפסו עד לאחרונה על ידי המדענים," מסכם פרופ' בן-יעקב. הוא ועמיתיו כבר ממשיכים במרץ במחקרם כדי למצוא יישומים מעשיים לתגליות אלה.