חוקרים טוענים כי חומר גנטי של הנגיף משתלב בגנים שלנו, אך לא בדקו הסברים מתבקשים אחרים לממצאיהם, כמו תופעות לוואי של שיטות המעבדה או של השימוש בתרביות תאים

חוקרים מארצות הברית טוענים שמצאו ראיות כי חלקים מה-RNA של נגיף הקורונה – החומר הגנטי שלו – משתלבים ב-DNA של התאים שהוא הדביק. אולם בבדיקה לעומק נראה שיש לממצאים הסברים פשוטים יותר, שאינם קשורים כלל לפעילות הנגיף בגוף החי.

החומר הגנטי של נגיפי קורונה הוא מולקולת RNA, שהיא מולקולה שונה מעט ופשוטה יותר ממולקולת ה-DNA האוצרת את המידע הגנטי שלנו. מכיוון שמדובר במולקולות שונות, RNA אינו יכול להשתלב ב-DNA. כדי שזה יקרה דרוש אנזים מיוחד, רוורס טרנסקריפטאז (Reverse transcriptase), המסוגל להעתיק את המידע הגנטי ממולקולת RNA ל-DNA. אנזים כזה קיים אצל נגיפים מסוימים, ממשפחת הרטרווירוסים, אך לא במשפחת נגיפי הקורונה. אולם חוקרים ממכון וייטהד (Whitehead) למחקר רפואי במסצ'וסטס טוענים כעת שמצאו סימנים לכך שחלקים ממולקולת ה-RNA של נגיף הקורונה SARS-CoV-2, מחולל המגפה הנוכחית, מצליחים להשתלב ב-DNA, והם אף מציעים מנגנון משוער שיכול לאפשר את זה. עם זאת, חוקרים אחרים מצאו לפחות שני הסברים נוספים לממצאים, שאינם כוללים שילוב של RNA נגיפי בחומר הגנטי של האדם.

קוד גנטי משולב

מאז תחילת מגפת הקורונה הצטבר מידע רב על רצפי ה-RNA של הנגיף ועל מולקולות ה-RNA של התאים הנגועים. רודולף ייניש (Jaenisch), ריצ'רד יאנג (Young) ותלמידי המחקר שלהם במכון ווייטהד, סקרו מאגרי מידע שריכזו נתונים גנטיים כאלה, ומצאו בתוכם רצפים מוכלאים (כימריים) – כלומר פיסות RNA שמשלבות בתוכן רצפים ממקור נגיפי עם רצפים ממקור אנושי. במאמר שפורסם באתר bioRxiv, המיועד לפרסום מוקדם של מאמרים לפני שעברו ביקורת עמיתים, הם דיווחו כי רצפים כאלה נמצאו גם בניסויים על נגיפי קורונה וגם בדגימות תאים של חולי קורונה.

לטענת החוקרים, כדי שייווצרו רצפים כאלה, ה-RNA הנגיפי צריך להפוך לפיסת DNA ולהשתלב בתוך מולקולת DNA של אדם. לאחר מכן, התא יוצר מה-DNA המשולב עותק RNA חדש, הכולל גם חלק מהרצף הגנטי של התאים.

שלבים אפשריים בשילוב RNA נגיפי בחומר גנטי של אדם, לפי המחקר של ייניש, יאנג ועמיתיהם | איור: ד"ר גל חיימוביץ' באמצעות Biorender.com
שלבים אפשריים בשילוב RNA נגיפי בחומר גנטי של אדם, לפי המחקר של ייניש, יאנג ועמיתיהם | איור: ד"ר גל חיימוביץ' באמצעות Biorender.com

החוקרים טוענים כי הממצא הזה מסביר מדוע אצל חלק מהחולים ב-COVID-19 ממשיכים למצוא את ה-RNA של הנגיף גם אחרי שכבר החלימו והנגיף היה אמור להיעלם מהגוף. בנוסף, אם יתברר שה-RNA המוכלא הזה משמש לייצור חלבונים שמערכת החיסון שלנו מזהה אותם כגורם עוין, זה עשוי להסביר מדוע מערכת החיסון של חולים קשים משתוללת, ולמה אנשים שהחלימו מהמחלה ממשיכים לפעמים לסבול מתופעות לוואי מתמשכות. לבסוף, עולה חשש כי חדירת גֵנים של הנגיף לרצף הגנטי האנושי במיקום אקראי, תפגע בבקרה על חלוקת התאים ותגרום להם להפוך לסרטניים.

בהמשך הראו החוקרים שאם מדביקים תרביות תאים במעבדה בנגיף, וגורמים להם לייצר באופן מלאכותי אנזימי רוורס טרנסקריפטאז של נגיף אחר, האנזימים אכן מעתיקים RNA נגיפי ל-DNA, של התא, ובהמשך הגֵן הנגיפי הזה אכן משועתק מה-DNA לעותקי RNA של עצמו, כמו שאר הגנים של התא.

מקור אפשרי לשילוב RNA נגיפי ב-DNA של תאי אדם הוא רטרו-טרנספוזונים. טרנספוזונים הם "גֵנים מקפצים" – כלומר פיסות DNA קטנות שמסוגלות לעבור ממקום למקום בתוך ה-DNA. מקורן כנראה בנגיפים קדומים שהשתלבו בקוד הגנטי של האדם במהלך האבולוציה. רטרוטרנספוזונים הם כנראה שרידים של רטרווירוסים קדומים עתיקים. בשונה מטרנספוזונים רגילים הם מייצרים RNA ואת האנזים רוורס טרנסקריפטאז שהופך אותו ל-DNA. 

אחד מהרטרוטרנספוזונים אצל בני אדם נקרא LINE-1, והחוקרים מצאו שהאנזים שלו מסוגל להעתיק את ה-RNA של נגיף הקורונה ל-DNA. בנוסף הם מצאו שהנגיף גורם לתאי אדם בתרבית לייצר יותר LINE-1. לכאורה זה אכן מצביע על מנגנון אפשרי שמסביר את הממצא. אולם יש הסברים פשוטים יותר ומטרידים פחות שהחוקרים כלל לא בדקו.

צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של טרנספוזון ב-DNA של אדם | מקור: PROFESSOR STANLEY COHEN / SCIENCE PHOTO LIBRARY
הסבר אפשרי, אבל לא סביר. צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של טרנספוזון ב-DNA של אדם | מקור: PROFESSOR STANLEY COHEN / SCIENCE PHOTO LIBRARY

הסברים אחרים

ההסבר הפשוט ביותר להימצאותו של ה-RNA המוכלא, המערב רצף גנטי נגיפי ואנושי, הוא שמדובר בתוצר לוואי של תהליך זיהוי הרצף של ה-RNA לפני הכנסתו למאגר, כך שאין לו שום משמעות ביולוגית או רפואית. כדי לפענח את רצפי ה-RNA, אוספים אותם מהתאים ומעתיקים אותם ל-DNA באמצעות אותו אנזים מוכר – רוורס טרנסקריפטאז. לאחר מכן משתמשים באנזים אחר, ליגאז (Ligase), להצמיד את פיסות ה-DNA הללו לפיסות DNA קצרות אחרות שמשמשות לזיהוי הדגימה – כמו ברקוד מולקולרי. אולם התהליך אינו חסין טעויות, ואחת לכמה אלפי או עשרות אלפי מולקולות, הליגאז מכליא שתי פיסות DNA לא קשורות.

מדובר בתופעה מוכרת היטב בריצוף RNA. כדי לבדוק אם זה המקור להכלאות הבלתי מוסברות, החוקרים צריכים לבדוק את מקור המקטעים האנושיים ב-RNA המוכלא שהם מצאו. אם יש רצפים מוכלאים ממגוון אזורים ב-DNA, ייתכן שהתופעה אמיתית, ו-RNA נגיפי משתלב בחומר הגנטי של התא. אבל אם הוא מוגבל רק לאזורים ב-DNA שהופכים ל-RNA, סביר להניח שהממצא הוא רק תוצר לוואי של שיטת פענוח הרצף. 

אפשרות נוספת היא שמדובר בטעויות של נגיף הקורונה עצמו. חלק מהגנים של הנגיף מיוצרים בתהליך שמחבר יחד שתי פיסות RNA. ייתכן כי פה ושם הנגיף מחבר ל-RNA שלו גם פיסת RNA של התא האנושי. לא נראה שיש לטעויות כאלה השלכות כלשהן על מהלך המחלה.

שילוב שגוי של פיסות RNA נגיפי ואנושי, בלי עירוב של החומר הגנטי הנגיפי ב-DNA של התא | איור: ד"ר גל חיימוביץ' באמצעות Biorender.com
הסבר פשוט לתופעת ה-RNA המעורב: שילוב שגוי של פיסות RNA נגיפי ואנושי, בלי עירוב של החומר הגנטי הנגיפי ב-DNA של התא | איור: ד"ר גל חיימוביץ' באמצעות Biorender.com

הדרך הפשוטה ביותר להוכיח את הטענה של החוקרים כי חומר גנטי של הנגיף חודר ל-DNA היא לפענח את רצף ה-DNA של חולי קורונה או של אנשים שהחלימו מהמחלה, במקום להסתמך על ה-RNA שלהם. אם יימצאו ב-DNA האנושי רצפים גנטיים שמקורם בנגיף SARS-CoV-2, יהיה ברור שאכן החומר הגנטי הנגיפי חדר ל-DNA שלנו. מכיוון שעד היום לא נמצאו ב-DNA האנושי מקטעים של נגיפי קורונה נפוצים אחרים, סביר יותר להניח שכותבי המאמר טעו בפירוש הממצאים שלהם.

לגבי LINE-1, תאי הגוף שלנו מדכאים באגרסיביות את ייצור הרטרוטרנספוזונים. לעומת זאת, בתרביות מעבדה משתמשים בדרך כלל בתאים בעלי אופי סרטני, שאינם מתנהגים בצורה נורמלית. לכן אי אפשר לקבוע באופן חד משמעי שהתהליך מתרחש גם בתאי הגוף של חולי קורונה, גם אם רואים תופעה כזאת בתרביות.

לבסוף, רוב תאי הגוף שנדבקים בנגיף הקורונה במהלך המחלה מושמדים – או בידי הנגיף עצמו או בידי מערכת החיסון התוקפת את התאים הנגועים כדי למנוע את התפשטות הנגיף לתאים נוספים. לכן, גם אם יש תאים ששילבו ב-DNA שלהם חומר גנטי של נגיפי קורונה, המשמעות הקלינית של תופעה כזאת תהיה שולית ביותר.

חשוב לציין שהמאמר הזה לא משפיע על מה שאנחנו יודעים על חיסוני ה-RNA השליח נגד מחלת הקורונה. למעשה, הם מראים שכדי להפוך RNA נגיפי ל-DNA צריכים להתקיים בתא המודבק תנאים מאוד קיצוניים שאינם מתקיימים בו באופן רגיל ושמולקולת החיסון לא יכולה ליצור. לכן אין כל חשש כי מולקולת ה-RNA של החיסון תשתלב ב-DNA.

 
https://davidson.weizmann.ac.il/digital_course
רוצים לקבל דמי חנוכה ממכון דוידסון? 10 שקלים הנחה מחכים לכם בהרשמה לאחד ממגוון הקורסים המקוונים הקצרים שלנו. רק אל תשכחו להכניס את קוד הקופון MBMGIFT2020