הרשמה לניוזלטר

חיידקים משתמשים בתקשורת מתוחכמת כדי לפתח עמידות לאנטיביוטיקה. המדע מצא פיתרון: לשבש להם את התקשורת

רקפת תבור | 6 באפריל 2014 | מדע וטכנולוגיה | 4 דק׳

המירוץ נגד חיידק העל

דמיינו לעצמכם שהיינו מסוגלים לקבל תכונות מאנשים שמסביבנו, ולא רק מההורים שלנו. למשל, בעקבות העברת גנים פשוטה במהלך לחיצת ידיים, נוכל להחליף לפתע את צבע העיניים שלנו, ואפילו להעביר בהמשך את הצבע “המשופר” לילדים העתידיים שלנו, במנגנוני ההורשה המקובלים.
נשמע הזוי? לא אצל החיידקים. בתקשורת מיידית עם חיידקים אחרים בסביבתם הם מפיצים ביניהם מידע גנטי, כלומר מקבלים תכונות ויכולות חדשות מחיידקים השונים מהם לחלוטין, שפשוט נמצאים בסביבה. אולי זה נשמע תמים וחביב, אבל מנקודת המבט האנושית שלנו, זה ממש מסוכן. היכולת הזאת של החיידקים היא אחד הכלים המרכזיים שלהם שמאפשר להם להפיץ במהירות את החסינות מאנטיביוטיקה, בעיקר בסביבות עתירות וצפופות בחיידקים, כמו בבתי החולים למשל.
המאבק בחסינות של החיידקים התחיל כמעט כשהתחלנו להשתמש באנטיביוטיקה עצמה. כשנתיים לאחר שהחל השימוש המסחרי באנטיביוטיקה הראשונה, הפנצילין, התגלו בבתי החולים מינים של חיידקים שפיתחו חסינות מפניה. כך שבסוף שנות ה-40 של המאה הקודמת המין האנושי נכנס למעשה למרוץ חימוש מסוכן שנמשך עד היום. שוב ושוב מפתחים החוקרים תרופות חדשות וחזיתות חדשות במאבק הזה נגד התחסנות החיידקים, אך החיידקים מצליחים במהרה לפתח חסינות מפניהם, ומה שחמור יותר – להפיץ את החסינות הזו ביעילות בקרב מינים רבים ושונים של חיידקים.
דוגמה מסוכנת לכך הם חיידקי ה-E. coli. בדרך כלל הם חיים במעיים שלנו ואפילו עוזרים לנו בתהליך העיכול. אבל מתברר שזן מסויים שלהם הפך בשנים האחרונות לאיום מסוכן. “יש זן מסוים של החיידק E. coli שפיתח עמידויות רבות ובשנים האחרונות הוא השתלט על העולם, הוא נמצא פחות או יותר אצל אחד מכל ארבעה אנשים. אם אצל מישהו חיידק מהזן הזה חלילה יעבור מהמעיים לדם בעקבות ניתוח או משהו כזה, זו צרה צרורה, ממש סכנת נפשות”, מתריע פרופ’ אורי גופנא מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב.

כשמתגלים עוד ועוד זנים של חיידקים שהשיגו עמידות למגוון סוגי אנטיביוטיקה, כך שלפעמים הרופאים נשארים מולם חסרי אונים, גובר החשש שהעמידויות האלו יתפשטו גם למינים נפוצים אחרים של חיידקים. בשנים האחרונות, לאחר שהתבררה חומרת הבעיה, חברות התרופות הגבירו משמעותית את מאמציהן לפיתוח אנטיביוטיקות חדשות, אך האם אלו יספיקו להקדים את המגפה הבאה?
כפי שמסביר ד”ר אודי קימרון מבית הספר לרפואה באוניברסיטת תל אביב, “החיידקים מפתחים עמידויות לאנטיביוטיקה בקצב שגדול מזה שבו האנושות מפתחת אנטיביוטיקות חדשות. ובמירוץ כזה אנחנו עלולים בסופו של דבר למצוא את עצמנו מופסדים וחיידק אלים מאוד שיכול להתפשט יכול לגרום למגפה רבת ממדים”.

חבר מוריש תכונות לחבר

“העברה אופקית של גנים”, אותו ערוץ תקשורת שמאפשר לחיידקים להעביר ביניהם את החסינות מאנטיביוטיקה, גורם לנו להסתכל אחרת על כל הנושא של הורשת תכונות. כבני אדם, אנחנו רגילים שתכונות זה דבר שאנחנו מקבלים בירושה, מההורים. כך שאם בעקבות מוטציה, שינוי קטן ברצף הגנטי, מתפתחת איזו תכונה מועילה חדשה, יידרשו דורות רבים עד שהתכונה הזו תתפשט באופן נרחב באוכלוסייה. אבל לעומתנו, החיידקים מצליחים לעשות את הדברים בצורה פשוטה, וחשוב מזה, מיידית הרבה יותר.
אז איך בכלל אפשר להעביר תכונות לשכנים? מובן שאצל החיידקים זה הרבה יותר פשוט, כי כל החיידק מורכב מתא יחיד ובודד. מרגע שמידע גנטי כלשהו נכנס לתא הזה ופועל בו, התכונות שהגיעו עם הגנים האלו יכולות לשמש את החיידק ולאפיין אותו. לעומת זאת אצלנו, בני האדם המורכבים מסדר גודל של טריליוני תאים, מידע גנטי שייכנס לאחד התאים לא מאוד ישפיע וכנראה שלא יצליח לשנות את התכונות שלנו.
לחיידק בדרך כלל יש כרומוזום ארוך ומעגלי שמכיל את מרבית המידע הגנטי שלו, אבל זה לא הכול. יש לו גם טבעות קטנות וניידות יותר של דנ”א, שנקראות פלסמידים. מה זאת אומרת ניידות? עותקים שלהן יכולים לעבור דרך דופן התא גם לחיידק שכן. כפי שמסביר פרופ’ גופנא, “הפלסמידים יכולים לעבור מחיידק לחיידק. אחד עובר לשני ומיד מעביר את עצמו לשלישי, וכן הלאה. כל עוד התאים נמצאים בצפיפות יחסית, הפלסמידים יכולים ממש להתפשט”. מביתו החדש, הפלסמיד כבר יכול לאפשר את ייצור החלבונים שיהפכו את החיידק שמארח אותו לחסין לאנטיביוטיקה.

גם אם שני חיידקים קצת רחוקים מדי זה מזה, אין בעיה, הם יכולים לשלוח Pilus – שערות דקיקות “שמקרבות בין החיידקים ויוצרות ביניהם קשר מספיק ארוך כדי שהפלסמיד יוכל לעבור”, מסביר פרופ’ גופנא. פעם חשבו שהמידע הגנטי ממש עובר דרך השערות האלו, מסביר גופנא, אבל מתברר שברוב המקרים הן דקות מדי, והמידע הגנטי עובר דרך פתחים בדופן התא.
כפי שמתאר פרופ’ גופנא, לפעמים התכונות החדשות מתפשטות באוכלוסיית החיידקים הצפופה “כאש בשדה קוצים”.

למגר את שיתוף הפעולה

שני חיידקים מקושרים ביניהם בשערית דקיקה לקראת העברת תכונות באופן ישיר
תמונה באדיבות פרופ’ אשל בן-יעקב

תפוצתם הנרחבת של ה-Super Bugs -חיידקים חסינים מאנטיביוטיקה, הובילה את מירוץ החימוש הזה למספר ערוצים מקבילים. מדענים מנסים לפתח אנטיביוטיקות חדשות, אבל במקביל גם מנסים למצוא חלופה לאנטיביוטיקות ולהתמודד עם החיידקים בכלים חלופיים.
פרופ’ שירי נבון-ונציה מהמחלקה לביולוגיה מולקולרית באוניברסיטת אריאל מסבירה שבשנים האחרונות, אחד הערוצים שמשמשים להתמודדות עם זיהומים חיידקיים הוא מניעה של ההצטברות שלהם במבנים המכונים ביופילמים…

שתפו את הכתבה:

כתבות נוספות שעשויות לעניין אותך
עלייתו של הצ׳יגונג ששינה את סין

דינה גורדון

שלוש שנים לאחר סיום מהפכת התרבות בסין, החלה להתפתח מהפכה נוספת שאיש לא צפה. ב-11 במארס 1979 פורסם ביומון הסיני "סיצ'ואן דיילי" מאמר...

המהלך הבא במשחק השחמט העולמי – מארס 2020

איל לוינטר

ארצות הברית תחפש אסטרטגיה חדשה מול איראן 1ארה"ב ואיראן מסתובבות במעגל שאין לו מוצא ברור: ארה"ב אינה מוכנה...

המדע שמאחורי יכולות על טבעיות

דינה גורדון

בשנות ה-90, פרויקט סטארגייט החשאי של ממשלת ארה"ב קרא לג'סיקה אטס, פרופ' לסטטיסטיקה באוניברסיטת קליפורניה אירווין, לבוא ולעשות...

תחקיר: מאחורי הקלעים של הארגון האנרכיסטי שמאיים לפרק את הסדר החברתי

איל לוינטר, מאיה מזרחי, יאן יקיאלק

"יש לכם הזדמנות 'לנגוס בי' לפני שהבוזזים יספיקו לקבור אותי עמוק באדמה",...

השורשים המפתיעים של הקומוניזם

כריס צ'אפל, צוות אפוק

פרק א' - איך הכול התחיל כבר 11 שנה שהעיתונאי ג'ושוע פיליפ חוקר את מקורות הקומוניזם וההשפעות שלו במערב, ובכל פעם הוא מגיע לגילויים...

תחקיר: משולש הכוחות טראמפ–FBI–רוסיה

ג’ף קרלסון

ב-31 ביולי 2016 פתח האף-בי-איי בחקירה שכונתה "הוריקן אש צולבת" (Crossfire Hurricane). מטרת החקירה הייתה לבדוק האם אנשים...

הכוח המסתורי שאומר לכם איך לחשוב ומה לומר

איל לוינטר

בתחילת פברואר, כאשר עלה החשש כי מגפת הקורונה עלולה להגיע לאיטליה, הועלתה האפשרות להכניס לבידוד סינים שהגיעו...

“אוקראינה היא הצגה צדדית, האירוע המרכזי הוא המלחמה הכלכלית במשטר האיראני ובמפלגה הקומוניסטית הסינית”

סימון גאו

שתפו: