אפשר להשפיע על חיידקים במערכת העיכול שלנו כך שיילחמו במחלות ובזיהומים

אנחנו נעזרים בטריליוני חיידקים, פטריות, ארכאונים (archaea, "חיידקים קדמונים") ונגיפים המצויים בפינו, על עורנו ובקרבינו, לקיומנו היומיומי ולשמירה על בריאות תקינה. עד עכשיו לא הייתה למדענים דרך לחקור את מרבית היצורים הזעירים האלה, שכמו מסרבים לגדול בתרביות מעבדה. אבל היום הדבר מתאפשר סוף סוף בזכות הטכנולוגיות לקביעת רצף גנים שהולכות ומשתפרות ועלותן יורדת במהירות. מדענים שעובדים למען החיידקים שלנו, במקום לפעול נגדם, מפתחים גישות מעניינות למלחמה במחלות עקשניות ולשיפור בריאותנו הכללית.

עד לפני שנים ספורות יכלו המדענים רק לחלום על חקר אוכלוסיות גדולות של מיקרואורגניזמים, אך עתה ניסויים כאלה הם בני ביצוע ואינם יקרים מדי, אומר דיוויד רֶלמן (Relman), פרופסור מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד. התחום החדש, המכונה מֶטה-גנומיקה (metagenomics), מספק למדענים פרופילים המאפיינים את אוכלוסיות החיידקים השוכנות במעיים של אנשים בריאים ובמעיים של אנשים הסובלים ממחלות שונות. על סמך הנתונים האלה המדענים יכולים לבדוק אם אפשר לשנות את מאזן אוכלוסיית החיידקים שלנו כדי לטפל בהשמנת יתר, במחלות מעיים דלקתיות, ובעוד מחלות רבות, נפוצות ונדירות כאחד.

לדוגמה, מדענים קבעו את הפרופיל של אוכלוסיות חיידקים אצל חולים בדלקת כיבית של המעי הגס, מחלה שבה מתגלעים כיבים במעי הגס והיא קשורה לשינויים באוכלוסיית החיידקים בו. על סמך ממצאי המחקר הזה, ענקית התרופות "ג'ונסון אנד ג'ונסון" הכריזה בקיץ האחרון על עסקה בהיקף של 6.5 מיליון דולר עם Second Genome, חברת הזנק בתחום המיקרוביום (כלל המיקרובים בגוף החי) שאמורה לפתח טיפולים במחלה. הגישות הרווחות לטיפול בדלקת, המתבססות רובן על תרופות אנטי-דלקתיות, על תרופות המדכאות תגובה חיסונית ועל ניתוחים, לעתים קרובות אינן נושאות פרי. טיפול שישנה באופן ישיר את האוכלוסייה החיידקית, יוכל להפחית תופעות לוואי ולהדוף זיהומים אחרים שעלולים להופיע אחר כך.

העיסקה של "ג'ונסון אנד ג'ונסון" היא קו פרשת מים, אומרת ריטה קולוול (Colwell), פרופסור למיקרוביולוגיה באוניברסיטת מרילנד ובאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, העוסקת רבות בענייני בריאות "לכל ביוטכנולוגיה חדשה יש נקודת זמן קריטית: הרגע שבו היא עוברת מתחום שיש בו עניין אקדמי בלבד לתחום שעל בסיסו מקימים חברות עסקיות," היא אומרת. "ואחריו יש עוד שלב: כשהכסף הגדול מתחיל לזרום מחברות התרופות."

הטיפול החדש יהיה טוב בהרבה מן הדרכים שבהן מנסים היום לשנות את המיקרוביום, טיפולים הכרוכים בדרך כלל בהשתלת חיידקי צואה או בפרוביוטיקה, תרביות חיידקים חיות הניתנות בתוספי מזון או במאכלים כדוגמת יוגורט. השתלות החיידקים מקלות על זיהומים של קלוסטרידיום דיפיסיל, חיידק קשוח המפריש רעלן וגם עמיד לא פעם לתרופות. אבל השיטה מצריכה לפעמים כמה השתלות, ולא כל החולים נרפאים. [ראו: מעבירים חיידקים, סיינטיפיק אמריקן ישראל, פברואר 2012.] הפרוביוטיקה הפיקה עד כה רק ראיות קלושות להשפעה חיובית על המעיים. שני הטיפולים הם בעצם השלכה של המון אורגניזמים אל תוך המעי והמתנה לראות מה יתרבה.

המטה-גנומיקה הרבה יותר ממוקדת; היא נותנת פרופילים גנטיים מדויקים של אוכלוסיית החיידקים במעי, ואפשר להסיק מהם מסקנות בדבר יחסי הגומלין שבין החיידקים השונים ובדבר יחסי הגומלין שלהם עם בני האדם.

חיידקי מעייםמיקרוביוטה במעי האנושי. יחסי גומלין מורכבים | איור: כריסטוף בורגשטדט, Science Photo Library

אחד האתגרים הגדולים העומדים לפני המטה-גנומיקה הוא ההתמודדות עם מתקפת הנתונים. עכשיו כשמדענים יודעים לקבוע במהירות את הרצף הגנטי של אוכלוסיות חיידקים שלמות, הם צריכים לפענח את משמעותו הבריאותית של המידע הזה. הביולוגים והמתמטיקאים שוקדים יחד על שיטות חדשות לניתוח קטעי ה-DNA שהם אוספים מגופנו. אחר כך יצטרכו הרופאים להבין אילו שינויים קורים במיקרוביום של אדם, ולמה הם קורים, כדי לשמור על הבריאות או לשפר אותה. רלמן מדמה את התקווה ליצור אוכלוסיית חיידקים בריאה יותר במערכת העיכול לתחזוקה של מערכת אקולוגית בריאה שמרחיקה מזיקים כמו עשבים שוטים פולשניים.

ואכן, המטה-גנומיקה מזמינה אותנו לחשוב על טיפול בקהילות החיידקים שבגופנו כפי שמטפלים בחלקת אדמה. הגישה הזאת שונה בתכלית מטיפולי ה"זבנג וגמרנו" שלא פעם נלוות להם גם השפעות שליליות רבות. אנטיביוטיקה רחבת טווח, למשל, מחסלת את החיידקים המועילים יחד עם המזיקים ונותנת דריסת רגל למיני פולשים בלתי רצויים. מעכבי משאבת פרוטונים (proton pump inhibitors), הנמכרים בלא מרשם בבתי המרקחת לנטרול חומציות בקיבה, משנים את ה-pH בקיבה, מה שעלול לגרום לעקה של אוכלוסיית חיידקים מועילים.

טיפולים מטה-גנומיים, לעומת זה, יינתנו אולי בסדרה של התערבויות המכוונות לשנות את המיקרוביום, באופן מסוים, על ידי החדרה של אורגניזמים הנפוצים במעי בריא, ובעקבותיה שינויי תזונה ואורח חיים.

המאמר פורסם בעיתון Scientific American ותורגם ונערך בידי רשת אורט ישראל