חיידקים התורמים לשכניהם מוצרי מזון דרך צינוריות זעירות (nanotubes)

March 1, 2015, 2:51 am

≫ Next: הדמיה תלת מימדית של נגיפי Mimivirus באמצעות טכנולוגיית לייזר/רנטגן חדישה

≪ Previous: TiLV, נגיף חדש שקטלני לדגי אמנון, התגלה בכינרת ובבריכות הדגים בארץ.

כשאוזל לנו בבית הסוכר, או כשאוזלות הביצים, אז אם יש לנו שכנים נחמדים, אנחנו פונים אליהם ולווים או מקבלים מהם את מה שאנו זקוקים לו. מסתבר שגם חיידקים נוקטים בשיטה דומה, אך את חדר המדרגות מחליפות צינוריות דקיקות וארוכות (nanotubes).

במחקר שפורסם בחודש פברואר השנה בכתב העת Nature communications, מסתבר שחיידקי Escherichia coliרעבים מתקשרים, באמצעות צינורית דקיקה, עם שכניהם, בין אם הם מאותו מין ביולוגי, או ממין אחר, והאחרונים מעבירים להם חומרי מזון דרך הצינוריות.

שיתוף חומרים בין חיידקים שונים היא תופעה מוכרת, אך השיתוף המוכר התבטא בכך, שחיידק אחד מפריש מטבוליט כלשהו, לסביבה, וחיידק אחר קולט אותו מהסביבה. לא תמיד, אבל לעיתים גם החיידק השני מפריש "בתמורה"מטבוליט אחר, אותו קולט החיידק הראשון. שיטה זו, בה החומרים נעים בדיפוזיה בין החיידקים, אמנם עובדת,אך יש לה שני חסרונות: החומר נמהל בסביבה, וחלקו אובד, והיא פרוצה לאפשרות שחיידק שלישי, שאינו "מעורב בעסקה"יגנוב חלק מהמטבוליטים... העברת החומרים דרך צינוריות היא גם יעילה וגם מונעת את הגניבה.

לא לכל החיידקים יש את האפשרות לייצר צינוריות כאלה, אך חיידקים אחרים, חסרי יכולת כזו, יכולים להיות בקשר עם חיידקים בעלי צינוריות.

המחקר בוצע במשותף על-ידי שלוש קבוצות מחקר שונות בגרמניה, בראשות כריסטיאן קוסט (Kost) ממכון מקס פלנק (Max Planck Institute). המחקר כלל שני חיידקים. החיידק המוכר Escherichia coli, וקרובו, חיידק האדמה Acinetobacter baylyi, שניהם מתת-החטיבה גמא-פרוטאובקטריה.

החוקרים השתמשו בזנים של שני החיידקים שאינם יכולים לסנתז חומצה אמינית הכרחית אחת (בעגה המדעית הם מכונים אוֹקְסוֹטְרוֹפים - auxotrophs). כאשר לכל אחד מהם חסרה היכולת לסנתז חומצהת אמינו אחרת. כשגידלו כל חיידק בנפרד הוא לא גדל, אלא אם סיפקו לו את חומצת האמינו למצע הגידול. כשגידלו ביחד שני זנים אוקסוטרופים, כל אחד לחומצת אמינו אחרת, הם "סיפקו"אחד לשני את חומצות האמינו החסרות, אך ורק אם אחד הזנים היה E. coli. אם שני הזנים היו של A. baylyi., הם לא גדלו.

כדי לשלול את האפשרות שהחיידקים מפרישים את חומצות האמינו למצע הגידול, ואלו נקלטות על ידי החיידקים האחרים, גידלו את שני החיידקים בשני מדורים של מתקן גידול, שהופרדו על-ידי ממברנה שחדירה לחומצות אמינו, אך לא למעבר חיידקים. החיידקים האוקסוטרופים לא גדלו במתקן הזה, והחוקרים הסיקו שחייב להיות מגע פיזי בין החיידקים.

כשבדקו החוקרים דגימות של החיידקים במיקרוסקופ אלקטרונים, הם גילו שהחיידקים מחוברים ביניהם על-ידי צינוריות זעירות. צינוריות אלו נצפו רק אם היו במבחנה תאי E. coli. מסקנת החוקרים היתה שחיידקי E. coli.הם המייצרים את הצינוריות, אך הצינוריות יכולות להתחבר גם לחיידקי A. baylyi, והן יכולות לאפשר העברת חומצות אמינו (וחומרים אחרים) בשני הכיוונים. החוקרים בדקו ומצאו שהצינוריות מיוצרות רק בתנאי הרעבה. בתנאי גידול טובים, כשלחיידקים לא חסרים חומרי גידול, הם אינם מייצרים את הצינוריות.

צילום במיקרוסקופ אלקטרונים של שני זנים אוקסוטרופים של A. baylyi ו- E. coli בתנאי הרעבה.

הצינוריות נראות בבירור.

צילום: Martin Westermann, Electron Microscopy Center, University Hospital,

Friedrich Schiller University Jena, Germany

חיידקי E. coli , וכנראה גם חיידקים אחרים, מצאו את הדרך להחליף חומרי מזון עם שכנים רצויים, ללא חשש שהמזון המועבר ימהל לסביבה או ייגנב על ידי שכנים לא רצויים.

לקריאה נוספת

תקצירהמאמר המקורי

הודעהלעיתונות של מכון מקס פלנק

↧

הדמיה תלת מימדית של נגיפי Mimivirus באמצעות טכנולוגיית לייזר/רנטגן חדישה

March 22, 2015, 4:20 am

≫ Next: על Legionella pneumophila ומחלת הלגיונרים

≪ Previous: חיידקים התורמים לשכניהם מוצרי מזון דרך צינוריות זעירות (nanotubes)

נגיפי הענק המתרבים באמבות, שעד 2003 נחשבו בטעות לחיידקים (Acanthamoeba polyphaga mimivirus), בגלל קוטרם (כ-500 ננומטר - קצת פחות מסטרפטוקוקים שקוטרם כ-800 ננומטר), מכונים בקיצור APMV או mimiviruses. כתבתי עליהם ברשומה קודמת - ב-2008, וברשימה נוספת,

בתחילת מרץ 2015, התפרסם מחקרשל מספר חוקרים ממקומות שונים בעולם, בראשות תומס אקברג (Ekeberg) – ביופיסיקאי באוניברסיטת אופסלה בשוודיה, במסגרתו הם השתמשו בטכנולוגיה חדשה, המשתמשת בלייזר באורך גל של קרינת רנטגן, ובתוכנת מחשב מתוחכמת, כדי ליצור הדמייה תלת מימדית של הנגיף - לא רק מבחוץ, אלא גם מבפנים.

המכשיר המיוחד שבו השתמשו מכונה X-ray free-electron laser – והוא נמצא באוניברסיטת סטנפורד שבארצות הברית (והוא אחד מתוך השניים מסוגו שקיימים בעולם). המכשיר שולח מספר רב פולסים שאורכם פמטו-שניה
(10^-15שניה), דרך אירוסול ובו החלקיקים (במקרה זה הנגיפים) הנבדקים, ומאפשר, בעזרת אלגוריתם ממוחשב המכונה EMC, לדמות את המבנה של חלקיקים קטנים יחידים, ללא צורך בגיבוש.

המבנה התלת מימדי של הנגיף מוצג באיור הבא. ומומחשת בו חוסר האחידות של החלקים הפנימיים של הנגיף.

Top: 3D reconstruction of a Mimivirus virion; the blue regions represent the areas of highest density. Bottom: computerized rendering shows a cutaway view of a collection of about 200 X-ray patterns; the images were combined to produce a 3D rendering of the Mimivirus particle. Image credit: Uppsala University.

למעלה: מבנה תלת מימדי של הויריון הנגיפיהאזורים הכחולים הם הצפופים יותר.
למטה: המחשה ממוחשבת של 200 הצילומים ששימשו להפקת ההדגם שלמעלה.
צילום: Uppsala University

החוקרים מקווים שיוכלו להשתמש בטכניקה שפתחו כאן לפענוח המבנה של נגיפים נוספים, קטנים יותר - כמו מרבית הנגיפים המוכרים. הם מעריכים שהגבול התחתון יהיה קוטר חלקיק של כ-30 ננומטר (מה שישאיר בחוץ את נגיפי הפוליו ונגיפים אחרים שגודלם כ-20 ננומטר).

לקריאה נוספת

המחקר המקורי - שפורסם בכתב העת Physical Review Letters

Mimivirus - הרבה יותר מנגיף - "גליליאו" 120, אוגוסט 2008

נגיף "טורף"נגיף? "גליליאו" 121, ספטמבר 2008

↧

על Legionella pneumophila ומחלת הלגיונרים

March 10, 2015, 6:42 am

≫ Next: חומרים אנטיביוטיים ימנעו נשאות של נגיף נורו (norovirus)

≪ Previous: הדמיה תלת מימדית של נגיפי Mimivirus באמצעות טכנולוגיית לייזר/רנטגן חדישה

על הקשר בין תערוכות פרחים, בתי מלון, בתי חולים ספינות אירועים למחלת הלגיונרים

במחצית 2014 חלו שלושה אנשים מתל אביב, שאין כל קשר ביניהם, במחלת הלגיונרים (legionnaires' disease) - דלקת ריאות קשה הנגרמת על ידי חיידקי Legionella pneumophila. שניים מהם אושפזו במצב קשה. השלישי שוחרר כי מצבו היה קל יחסית. החקירה האפידמיולוגית קישרה את שלושתם למלון הילטון בעיר. בבדיקה נמצאו גורמי המחלה, החיידקים, במערכת המים של הקומות התחתונות של המלון (המופרדת ממערכת המים של חדרי האורחים), שבעקבות הממצא היא טוהרה מנוכחותם. בישראל מתאשפזים מדי שנה כ-60-40 איש שנדבקו במחלת הלגיונרים, ובארצות הברית מתאשפזים בין 8,000 ל-18 אלף.

מחלת הלגיונרים היא מחלה שניונית – כלומר מחלה שאנשים בריאים אינם חולים בה. חולים בה רק אנשים עם רקע בריאותי לא תקין: עם מערכת חיסון חלשה; מטופלים בטיפולים כימותרפיים; חולים במחלות ריאה כרוניות. יש לציין שעישון מתמשך ושתייה כבדה של אלכוהול תורמים לירידת התפקוד של המערכת החיסונית, ועם האוכלוסייה הפגיעה נמנים גם עוללים וקשישים.

מחלה זו היא זו אחת המחלות הנוזוקומיאליות (nosocomial - שנרכשות בבתי חולים) הנפוצות במושתלי איברים ובמטופלי דיאליזה. החולים נדבקים בחיידקים – לרוב על ידי שאיפה של רסיסי נוזל ממזגני אוויר או ממקורות מים אחרים, וכנראה שגם משאיפת גרגרי אבק, המכילים אותם. לאחר תקופת דגירה של יומיים עד כעשרה ימים, מתפתחת דלקת ריאות חריפה.

אפשר לטפל במחלה באנטיביוטים (לרוב באֶריתרומיצין), אך כ-20 אחוזים מהחולים לא שורדים. חלק מהמחלימים סובלים מסיבוכים ממושכים. החולים אינם מסכנים את סביבתם ואין דיווחים על הדבקה ישירה מחולה לחולה. המקורות העיקריים להדבקה במחלה הם בתי חולים, בתי מלון, אולמות ארועים, ספינות טיולים, ותערוכות פרחים.

מחלה נוספת, שדרך ההדבקה שלה דומה לזו של מחלת הלגיונרים,, היא קדחת פונטיאק (Pontiac Fever). זוהי מחלה דמוית שפעת שמאופיינת בעליית טמפרטורת הגוף, צמרמורות, כאבי שרירים, כאבי ראש ואי נוחות כללית (וראו בהמשך). בגלל התסמינים הדומים לשפעת, לרוב אין מדווחים עליה לרשויות ויש עליה מעט מידע יחסית. רוב החולים במחלה הם בשנות ה-20 וה-30 לחייהם. המחלה אורכת בין יומיים לחמישה ימים, ואינה מושפעת מטיפול אנטיביוטי. דרך ההדבקה זהה כנראה לזו של מחלת הלגיונרים. למחלה זו גורמים, מלבד L. pneumophila,גם חמישה מיני Legionella נוספים.

חיידקי Legionella

תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של Legionella pneumophila.

המקור: CDC/Janice Haney Carr

הסוג Legionella כולל כ-60 מינים של מתגים, גראם-שלילייים, אווירניים ובעלי שוטונים, מתת החטיבה גמא-פרוטאובקטריה. L. pneumophilaהיה החיידק הראשון שאופיין, ובהמשך התווספו יותר מ-50 מיני חיידקים נוספים. בדופן של החיידקים , שלא כבסוגים אחרים מהפרוטאובקטריה, יש חומצות שומן מסועפות. החיידקים הנמנים עם סוג זה אינם גדלים במצעים שגרתיים ויש לגדלם במצעים מיוחדים.

החיידקים נפוצים בריכוזים נמוכים בכל מקום רטוב או לח (אך לא במים מלוחים): באגמים, בבריכות, בנהרות ונחלים. הם נמצאו במעיינות חמים בילוסטון (ב-63 מעלות) באגמים קרים באלפים (ב-10 מעלות) וגם במים שעל גבול הקיפאון. ב-1979, לאחר התפרצות הר הגעש סנט הלנה בארצות הברית, נמצאו חיידקי Legionella גם במאגרי המים שנקוו בעקבות ההתפרצות. החיידקים נמצאים גם באדמות לחות מסוגים שונים. כמו גם במתקנים לחים ורטובים רבים מעשה ידי אדם הקשורים במים: מגדלי קרור, תאי קרור, ברזים, ממטרות, מכונות לייצור קרח (וגלידות), מזרקות, מתקנים של רופאי שיניים, בריכות זרמים (ג'קוזי), מתקני שתייה ואחרים – כל אלה מהווים בית גידול מתאים לחיידקים, והם משגשגים בהם.
במים חיידקי הסוג נמצאים בגפם, או כאנדוסימביונטים של אמבות ופרוטוזואונים אחרים, או על מרבדים של חיידקים כחוליים. החיידקים מתרבים בטבע אך ורק בתוך תאים, והם נחשבים כטפילים תוך-תאיים. בבני אדם הם מתרבים בתוך מַקרוֹפָגים, תאים בולעניים.

תמונת מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של Legionella pneumophila שנצמד לרגל מדומה של האמבה Hartmannella vermiformis. לאחר ההצמדות יחדור החיידק לאמבה ויתרבה בה.
המקור: CDC/ Dr. Barry S. Fields

בישראל, בדיקת התפוצה של החיידקים העלתה שרבים מעובדי ההשקיה בהמטרה ועובדי בריכות דגים נחשפו לחיידקים, והם נושאים נוגדנים לזנים האלימים של L. pneumophila.

אין, וגם לא נמצאים בפיתוח, תרכיבי חיסון כנגד L. pneumophila.

זיהוי החיידקים נעשה בשיטות בקטריולוגיות (גידול החייקים על מצעים מיוחדים), בשיטות אימונולוגיות (שימוש בנוגדנים לאיתור אנטיגנים בשתן; בדיקת הימצאות נוגדנים בנסיוב) ובשיטות מולקולריות (PCR).

מבט היסטורי
מחלת הלגיונרים קיימת "רשמית"רק מ-1976: ביולי 1976 החלו להצטבר דיווחים מבתי חולים שונים בארצות הברית על דלקת ריאות חריפה, שסימניה העיקריים הם צמרמורת, טמפרטורת גוף גבוהה, כאבים באזור החזה ובלבול חושים. בסך הכל חלו, תוך חודש אחד, 182 בני אדם, מהם מתו 29. החקירה האפידמיולוגית העלתה שכל החולים השתתפו בכינוס של משוחררי הצבא האמריקאי (לגיונרים) במלון בלוויו-סטרפורד (Bellevue-Stratford) בפילדלפיה, או שהתארחו במלון בזמן הכנס. סימני המחלה הופיעו בחולים כשבוע אחרי שהסתיים הכינוס. המחלה הלא מזוהה כונתה מחלת הלגיונרים, וזה שמה גם היום. המלון נסגר למספר חודשים.

מחלת הליגיונרים בכותרות העיתונים בארצות הברית ב-1976

מאתר ה-CDC

למרכז לבקרת המחלות באטלנטה היה אתגר רציני - לנסות ולבודד את גורמי המחלה מרקמות של חולים שנפטרו מהמחלה, ואי אפשר היה לגדלם במצעים שגרתיים. רק אחרי כמה חודשים הצליחה קבוצת חוקרים בראשותו של ג'וזף מקדייד (MacDade), לבודד מהריאות של ארבעה חולים שמתו מהמחלה את החיידקים, לגדל אותם במעבדה, ולהוכיח בשיטות אימונולוגיות שהם אלה שגרמו לה. החיידקים כונו על שם המחלה ועל פי הסימן העיקרי שלה, דלקת ריאות, Legionella pneumophila. החיידקים נמצאו גם במים של מגדל הקירור של המלון והתברר שהם הופצו ברחבי המלון על ידי מערכת מיזוג האוויר. אז נזכרו, שב-1974, באותו מלון בפילדלפיה, בכנס רב משתתפים (יותר מ-1000), גם חלו 20 אנשים ומתוכם מתו שניים.

לאחר שהוכח הקשר ביו החיידקים למחלה, פותחו שיטות, בעיקר אימונולוגיות, לזיהוי החיידק או נוכחות נוגדנים כלפיו. המרכז לבקרת מחלות באטלנטה בשיתוף עם ארגון הבריאות העולמי החלו לבדוק דגימות קפואות של רקמות ונסיובים שבודדו ממתים ומחולים ששרדו באירועי מחלה דומים מהעבר שנשארו "פתוחים": אז התברר שאותם חיידקים גרמו להתפרצויות רבות כבר בעבר, ושהקדומה שבהם התרחשה ב-1943.

החוקרים גילו כי ב-1973, קבוצת תיירים סקוטים חלתה לאחר ששהתה במלון ריו-פרק (Rio Park), ב-Benidorm שבספרד: 89 אנשים חלו, מתוכם מתו שלושה. במלון לא היתה מערכת מיזוג אוויר ומקור הזיהום (שנמשך עד 1980, עם כ-60 חולים נוספים) התברר כמתקן למי שתייה.

כמו כן התגלה כי ב-1965, בבית החולים הפסיכיאטרי סנט אליזבט בוושינגטון, חלו 81 אנשים במחלת הלגיונרים, מהם 14. גם בבית חולים זה לא היו מתקני מיזוג אוויר. החולים היו אלה שהסתובבו בחצר או ישנו ליד החלונות הפתוחים. חפירות קרקע מסביב לבית החולים שגרמו לאבק רב היו כנראה המקור; בזמן החפירות התרחשה סופה וירדו גשמים רבים. המגיפה הסתיימה עם הפסקת החפירות.

בדיקות הנסיובים גילו שגם קדחת פונטיאק, שאופיינה לראשונה ב-1968 במפעל גדול במחוז פונטיאק (Pontiac) שבמדינת מישיגן שבארצות הברית, נגרמה על ידי חיידקים אלה. אז חלו בקדחת עובדים רבים, מבקרים, וגם חיות מעבדה. החולים אינם חולים בדלקת ריאות, אלא במחלה דמוית שפעת, שמאז מכונה על שם המחוז. העובדים חלו רק כשהופעל במפעל מיזוג האוויר, וכבר אז חשדו שגורם המחלה הלא מזוהה מופץ באמצעות רסיסי המים המתפזרים באוויר כשהמזגנים פועלים.

עוד התברר כי בקיץ 1957, באוסטין שבמינסוטה, חלו 78 איש - עובדים ומבקרים בשני מפעלים בעיר (ממוזגי אוויר).

ההתפרצות הגדולה ביותר של מחלת הלגיונרים, מאז ההתפרצות הראשונה, התרחשה בהולנד בפברואר 1999. 188 חולים אושפזו בבתי חולים שונים עם מחלת הלגיונרים. הראשון אושפז ב-25 בפברואר, והאחרון ב-16 במרץ. בתחקור האפידמיולוגי נמצא הגורם המשותף לכולם: כולם ביקרו בתערוכת הפרחים הבינלאומית השנתית שהתקיימה בעיר בובנקרספל (Bovenkarspel) בצפון מערב הולנד, בין התאריכים 28-19 בפברואר. בתערוכה ביקרו כ-77 אלף איש. 21 מהחולים לא שרדו (אחד מהם נאבק על חייו עד 2001), ו-206 מהחולים היו במצב קשה, וחלקם סובל מנזקים רפואיים בלתי הפיכים.

כל מתקני המים בתערוכה נבדקו בשיטת ה-PCR לנוכחות חיידקי L. pneumophila. בשלושה מתקנים בתערוכה, שתי מזרקות של מים חמים ומתז של מים קרים נמצאו החיידקים. שתי המזרקות שימשו כחממה לגידול שלושה זנים של לגיונלה, אחת מהן הייתה המקור העיקרי להפצה. אחד הזנים שבודד מהמזרקות היה זהה לזן שתקף את מרבית החולים; מיעוט חלו בזן שני. הכלרה של המים, בהתאם לתקנות, הייתה מונעת את התרבות החיידקים ואת המגיפה.

מניעה
חיידקי ה-Legionella נפוצים מאוד בסביבה. המחלות השניוניות שהם גורמים קשורות לרוב בבתי חולים (מחלות נוזוקומיאליות) ונסיבות תיירותיות (כנסים, בתי מלון, ספינות תיור ושעשועים). הדרך היעילה ביותר להימנע מהדבקה בהם היא לחטא ולטהר את מקורות המים והמתקנים מהחיידקים ולתחזק אותם כראוי. הכלרה, או טיפולים מקבילים אחרים, בבריכות שחייה ובמרחצאות, מונעת אף היא התנחלות והתרבות של החיידקים. גם בדיקות תקופתיות, ללא קשר למקרי מחלה ספציפיים, יכולים להקטין את התחלואה.

והעיקר שנהיה בריאים.

פורסם במקור ב"גליליאו" 198, מרץ 2015. עודכן

↧

חומרים אנטיביוטיים ימנעו נשאות של נגיף נורו (norovirus)

January 31, 2015, 9:57 am

≫ Next: משחה שהיתה בשימוש בימי הביניים חוזרת לשימוש - AncientBiotics

≪ Previous: על Legionella pneumophila ומחלת הלגיונרים

חיידקים המאפשרים לנגיפי נורו לשהות במעיים כדיירי קבע

למרות שבעיתונות הרגילה נוטים לבלבל ביניהם, חיידקים ונגיפים הן שתי קבוצות ביולוגיות נפרדות לחלוטין (ראו ב"חיידק או נגיף"). החיידקים הם תאים, ואילו הנגיפים אינם כאלה (ויש הטוענים שהם כלל אינם יצורים חיים), אלא גופיפים חלבוניים שמכילים בתוכם חומר תורשתי. הנגיפים חייבים תאי מאכסן כדי להשתכפל. אחד ההבדלים המעשיים המוכרים בין חיידקים לנגיפים הוא שטיפול אנטיביוטי פוגע ומשמיד אך ורק חיידקים, בעוד שנגיפים אינם מושפעים ממנו כלל. על יוצא מן הכלל נדווח כאן.

נגיף נורו (Norwalk) קיבל את שמו על שם העיר Norwalk באוהיו, בעקבות מגיפה שהתפרצה בעיר ב-1968 – אז בודד ואופיין לראשונה. הוא הנגיף היחיד בסוג Norovirus, המשתייך למשפחת הנגיפים Caliciviridae, וזה שמו הנפוץ יותר. נגיפי הנורוהם נגיפי מעיים של יונקים שונים, ומכונים "נגיפי ההקאה של החורף" (winter vomiting bug).

נגיף הנורו האנושי גורם ליותר מ-90 אחוזים ממחלות המעיים המגפתיות שאינן נגרמות על-ידי חיידקים. ובניגוד לנגיפי מעיים אחרים, שפוגעים בעיקר בילדים, נגיף הנורו פוגע בכל הגילאים. הסיבה העיקרית להיותו כזה היא נוכחותו של הנגיף בצורה סמויה במעיים של הרבה אנשים, שמהווים כנשאים, וכך הם מהווים מקור תמידי להדבקה. ההדבקה העיקרית מתרחשת לרוב דרך מזון או מים שזוהמו בצואה של נשא הנגיף (לרוב עובד הסעדה שלא רחץ ידיים היטב לאחר יציאה מהשרותים). הדבקות משניות מתרחשות ע"י מגע ישיר או עקיף ואף בתרסיסי נגיפים דרך האוויר. המגיפות מתפרצות בספינות טיולים, בתי מלון, בתי חולים, בתי אבות,מחנות צבאיים, בתי ספר ובתי כלא.

נגיפי נורו במיקרוסקופ אלקטרונים
המקור: Charles D. Humphrey/CDC

התסמינים העיקריים של המחלה הם: בחילות הקאות מרובות, כאבי בטן חזקים ושלשול מימי. מרבית החולים מתאוששים ומבריאים לאחר יומיים. ברחבי העולם מתים מדי שנה מהנגיף כ-200,000 איש, מרביתם במדינות העולם השלישי, מתוך כ-267 מיליון חולים. המחלימים יכולים להדבק בנגיף שוב: בזן אחר לאחר כחצי שנה, ובאותו זן, לאחר כשנתיים, וזו הסיבה שגם לא מנסים לפתח חיסון. הכלרה של מקורות מים משמידה נגיפי נורו.

קבוצת חוקרים מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון, בראשות הרברט וירג'ין (Virgin), שעבדה בעכברים ועם הזן העכברי של נגיף נורו, ניסתה לבדוק אם יש לחיידקי המעיים קשר כלשהו למצב הנשאות של העכברים. אחת משתי קבוצות של עכברים טופלו במשך שבועיים בקוקטייל של ארבעה אנטיביוטים שונים, רחבי טווח, שהוספו למזונם. לאחר מכןהודבקועכברי שתי הקבוצות במיליון נגיפי נורו (לכל עכבר). נוכחות הנגיפים בגללים נבדקהלאחר שלושה ימים ושבועיים. לאחר שבועיים, הנגיפים לא נמצאו בגללי עכברים שטופלו באנטיביוטים, בעוד שבגללים של עכברי הביקורת הנגיפים נמצאו. החוקרים שיערו שלאוכלוסיית החיידקים תפקיד חשוב בהשארות הנגיפים במעי העכברים. כדי לאשש את השערתם, חזרו החוקרים על הניסוי אך הפעם הם השתילו צואה של עכברים בריאים לאחר סיום הטיפול האנטיביוטי. העכברים הפעם היו נשאים של הנגיף. השתלת צואה של עכברים שטופלו באנטיביוטים– לא החזירה את יכולת הנשאות. החוקרים וידאושהטיפול האנטיביוטי כלל אינו פוגע בנגיף עצמו (זה נבדק בתרבית תאים בנפרד...).

עכשיו צריך לברר איזה חיידקים ממאות מיני החיידקים שבמעי העכברים אחראים לתופעה, ולבדוק איך הם מאפשרים את השארות הנגיפים. האם מדובר בחלבונים חיידקיים אליהם נצמדים הנגיפים?

אם כך, נראה שבמקרה של נגיפי הנורו, טיפול אנטיביוטי יכול למנוע מצב של נשאות מתמשכת. האם תהיינה לזה השלכות מעשיות? ימים יגידו.

לקריאה נוספת

תקציר המאמר המקורי בכתב העת Science

"חיידק או נגיף"

↧

משחה שהיתה בשימוש בימי הביניים חוזרת לשימוש - AncientBiotics

April 1, 2015, 5:51 am

≫ Next: "מאובנים גנטיים"של נגיפים (HERV-K) מעורבים בהתפתחות העוברית

≪ Previous: חומרים אנטיביוטיים ימנעו נשאות של נגיף נורו (norovirus)

מרשם עתיק למשחת עיניים נמצא בספרייה הבריטית – המשחה ששוחזרה קוטלת חיידקים

הספר Bald's Leechbook, הידוע גם בשם Medicinale Anglicum, הוא ספר רפואי מהמאה התשיעית לספירה, הכתוב בשפה אנגלו-סקסונית עתיקה. העותק היחיד שלו ששרד נמצא בספריה הבריטית.

כריסטינה לי (Lee), מהמכון לחקר ימי הביניים של אוניברסיטת נוטיגהאם, מצאה בספר מרשם למשחה, המיועדת לטיפול בדלקת עיניים זיהומית (Bald’s eye salve). לי תרגמה את המרשם לאנגלית והעבירה את התרגום לקבוצת המחקר של המיקרוביולוג סטיב דיגל (Diggle) מהמרכז למדעים ביו מולקולאריים באותה אוניברסיטה.

תמונת המרשם בספר Bald's Leechbook

המקור: הספרייה הבריטית - ( The British Library Board (Royal 12 D xvii

פרַיה הריסון (Harrison), פוסט-דוקטורנטית במעבדה של דיגל, רקחה את המשחה בהתאם להוראות המרשם, ובדקה את יעילותה במניעת התרבותם של חיידקי Staphylococcus aureusבמבחנה. הריסון הכינה ארבע אצוות שונות של המשחה, כל אחת מהן הוכנה ממרכיבים טריים, ובכל ארבעת המקרים המשחה אכן קטלה ביעילות את החיידקים, גם כשהם יצרו קרומים ביולוגיים (מצב שבו הם רגישים פחות, אם בכלל לחומרים נוגדי חיידקים). בהמשך, נבדקה יעילות המשחה בריפוי פצעים מזוהמים של עכברים במעבדתו של קנדרה רומבף (Rumbaugh) באוניברסיטת טקסס. שם הראתה המשחה יעילות גבוהה אף יותר, שם שרד רק חיידק אחד מאלף.

החוקרים מדברים על עבודתם

החוקרים השוו את פעילות המשחה לפעילות של כל אחד ממרכיביה, והראו שהמרכיבים לכשעצמם חסרי פעילות נוגדת חיידקים (לפחות לגבי S. aureus). החוקרים תוהים מה השילוב של החומרים יוצר, והאם ההשהיה של תשעת הימים מאפשרת ריאקציה כימית שיוצרת חומר נוגד-חיידקים יעיל חדש. בהמשך, ינסו החוקרים לאתר את החומר החדש שנוצר ולהבין את מנגנון הפעילות שלו בחיידקים.

החוקרים מהלו את המשחה הפעילה ואף הגיעו לריכוז שבו המשחה כבר לא קטלה את החיידקים (ריכוז תת-קטלני). החוקרים שמו לב שבריכוז זה רק נפגעת "מערכת התקשורת" (חישת הצפיפות – quorum sensing) של החיידקים (ראו "החיים הקרומיים של החיידקים ") . פגיעה כזו מספיקה, בדרך כלל, כדי למנוע את יכולת גרימת המחלה של החיידקים.

בהמשך, לאחר שלב שבו תבדק התרופה "ישנה"שוב על בני אדם, יוכלו להשתמש בה בזיהומים החמורים שאותם גורמים הזנים העמידים לאנטיביוטיים של S. aureus, שמהווים היום בעייה חמורה ולעיתים אף קטלנית, בבתי חולים ברחבי העולם.

מציאת מרשם עתיק כזה, שהתוצר שלו אכן מבצע את הפעילות המובטחת, מעוררת תקווה שאולי אף נמצא מרשמים נוספים – וקיימים רבים כאלה בספרים העתיקים - שיפעלו ביעילות כזו. והחוקרים אף מנסים לגייס כספים דרך הרשת, שיסייעו להם בפעילות חשובה זו.

סרטון גיוס הכספים

גם אחרי שנדע ונברר מהו החומר הפעיל של משחה זו, תמיד נתהה ויקשה עלינו לקבל תשובה לתהייתנו: כיצד הגיעו המרפאים של המאה התשיעית להכנת מרשם זה?

לקריאה נוספת

הודעה לעיתונותשל אוניברסיטת נוטיגהאם

גיוסכספים לאיתור מרשמים נוספים

החיים הקרומיים של החיידקים– "גליליאו" 101, 2007.

↧

"מאובנים גנטיים"של נגיפים (HERV-K) מעורבים בהתפתחות העוברית

April 25, 2015, 2:17 am

≫ Next: חשוב להתחסן כנגד חצבת!

≪ Previous: משחה שהיתה בשימוש בימי הביניים חוזרת לשימוש - AncientBiotics

נגיפי רטרו (רטרו-וירוסים) הם קבוצה של נגיפי RNA בעלי מחזור שכפול הכולל השתלבות כ-DNA בגנום המאכסן. כדי שזה יקרה צריך להווצר, לאחר החדירה לתא המאכסן, העתק DNA של גנום ה-RNA שלהם. העתק זה נוצר באמצעות אנזים נגיפי מיוחד, שאותו הם מייבאים לתא בוויריון. האנזים מתעתק את ה-DNA על-פי תבנית RNA ולכן הוא מכונה האנזים המתעתק לאחור (reverse transcriptase). ה-DNA המשתלב בגנום של התא מכונה קדם-נגיף (או פרו-וירוס). בהמשך מיוצרים מקדם הנגיף (על ידי האנזימים של התא המאכסן) העתקי RNA חדשים של הנגיף ומהם גם מתורגמים חלבוני הנגיף, ואז נוצרים נגיפים חדשים. אלו יוצאים מהתא המאכסן, תוך כדי התעטפות בממברנה של המאכסן – באזור שבו השתלבו חלבונים נגיפיים (פעולה שגורמת נזק לתא ולפעמים אף למותו), ו"מחפשים"תאי מאכסן חדשים.

חלק מהנגיפים הללו גורמים למחלות בבעלי חיים שונים. באדם מוכרים הנגיפים HTLV, הגורם בתאי T ללוקמיה (ATL - adult T-cell Leukemia) ו-HIV, הגורם לתסמונת הכשל החיסוני הנרכש (AIDS).

מבנה כללי של נגיף רטרו ותרשים של הגנום של הנגיף

LTR - הרצפים שאחראים לאינטגרציה של הנגיף לתוך ה-DNA של המאכסן.
ה-LTR השמאלי משמש גם כקדם (מקום תחילת התעתוק - Promoter)

GAG - חלבוני המבנה של הקופסית הנגיפית

POL - האנזימים האחראיים לייצור ה-DNA מה-RNA (האנזים המתעתק לאחור) ולאינטגרציה (integrase)

ENV - חלבוני המעטפת של הנגיף

כשמונה אחוזים מהגנום האנושי הם מאובנים גנטיים של נגיפי רטרו (HERVs - Human endogenic retroviruses). אלה נגיפי רטרו שהשתלבו בגנום המאכסן, הפסיקו לתפקד כנגיפים – כנראה כתוצאה ממוטציה שפגעה באחד הגנים הנגיפיים - והרצף שלהם נשאר כחלק מהגנום - בתאי הרבייה - כי רק מהם מועברים הרצפים הנגיפיים לדורות הבאים.

אחת השאלות שמטרידה את חוקרי האבולוציה האנושית היא הסיבה להמשך קיומם של מאובנים גנטיים אלה: מדוע הם לא נעלמו במהלך האבולוציה האנושית?

התברר כי קבוצת מאובנים גנטיים של נגיפי רטרו המכונים HERV-K – שיש מהם כמה עותקים בגנום האנושי, היא לא ממש מאובנת. נגיפי רטרו אלה השתלבו בגנום האנושי לפני כ-200,000 שנים. חלבונים נגיפיים שמקורם במאובנים אלה, אך לא חלקיקים נגיפיים, נמצאו בתרביות תאים שמקורן בגידולים סרטניים (טרטוקרצינומה ומלנומה). ממצא זה אף הוביל לשחזור הנגיפים המקוריים ולהחזרת פעילותם הנגיפית (כפי שכתבתי ברשומה "החזרה לחיים של פניקס - נגיף רטרו קדום", מ-2007). בהמשך התברר שלא רק בתאים סרטניים מתבטאים חלבונים נגיפיים, אלא גם במצבים של כשל חיסוני.

ממחקר שנערך לאחרונה מתברר שהחלבונים הנגיפיים מתבטאים גם בעוּבּרים, וכי שם יש להם כנראה תפקיד בהתפתחותו.

חוקרים מקבוצת המחקר של ג'ואנה ויסוקה (Wysocka) מאוניברסיטת סטנפורד בדקו את התבטאות הגנים של HERV-K בעוברי אדם שנוצרו בהפריית מבחנה (שרק חלקם מושתלים אחר-כך ברחם להשלמת ההתפתחות). הם בדקו אילו גנים נגיפיים מתועתקים ומתורגמים ומתי, על ידי זיהוי ה-RNA שליח המתאים וצפייה במיקרוסקופ אלקטרונים בחלקיקים הנגיפיים. הם מצאו שהגנים הנגיפיים התבטאו בעובר ויצרו חלקיקים נגיפיים החל מהשלב שבו העובר בנוי משמונה תאים, ועד כתשעה ימים לאחר ההפרייה. יצור החלבונים הנגיפיים עורר במקביל יצור של החלבון נוגד נגיפים המכונה IFITM1. חלבון זה נוצר בתאי הבוגר בזמן הדבקה בנגיפים שונים, למשל נגיפי שפעת. אחד החלבונים הנגיפיים, Rec, נצמד לסוגים שונים של RNA שליח אחרים ומשנה את זיקתם לריבוזומים.

העובר ברחם מוגן מרוב הנגיפים – כך שביטוי של הגנים הנגיפיים (והפעלת החלבונים נוגדי הנגיפים) אינו קשור כנראה להגנה מפני נגיפים. להשפעת החלבון Rec על ביטוי של חלבונים עובריים אולי יש השפעה ממשית על התפתחות העובר. בעוברים שונים נצפו השפעות שונות ומתעוררת שאלה, שלא ברור לי אם ואיך ניתן לבודקה: האם השתקת הביטוי של החלבונים הנגיפיים תשנה בדרך כלשהי את התפתחות העובר?

יחסי הגומלין שלנו עם הנגיפים האנדוגנים שלנו כנראה אינם רק היסטוריה. יתכן שמדובר כאן בסימביוזה ממשית. רמז לכך ניתן לקבל מכך שהחלבון syncytin - אחד החלבונים שמעורבים בהתפתחות השליה האנושית מקורו בנגיף אנדוגני אחר.

לקריאה נוספת:
המאמר המקורי ב-Nature

החזרה לחיים של פניקס - נגיף רטרו קדום - "גליליאו" 101, 2007.

↧

חשוב להתחסן כנגד חצבת!

May 14, 2015, 6:23 am

≫ Next: יש חיידקי גחלת (anthrax) חיים במבחנות שלי...!

≪ Previous: "מאובנים גנטיים"של נגיפים (HERV-K) מעורבים בהתפתחות העוברית

מחלת החצבת גורמת לאיפוס הזיכרון החיסוני ולדיכוי חיסוני הנמשך מעל שנתיים

חצבת היא מחלת ילדים מדבקת (ראו רשומה קודמת). ב-50 השנה האחרונות ניתן למנוע את המחלה על ידי חיסון. (כיום זה החיסון המרובע, MMRV – הכולל מלבד חצבת, גם אדמת, חזרת ואבעבועות רוח), שהוריד בצורה משמעותית (50-30 אחוזים במדינות מתפתחות, ו-90 אחוזים במדינות מפותחות) את התחלואה והתמותה מהמחלה. החצבת נחשבת היום כמחלה חוזרת באוכלוסיה היות ויש אנשים רבים שלא מתחסנים נגדה – ובכך מאפשרים את התפשטותה.

חצבת אינה מחלה קלה - אמנם יש ילדים רבים שעוברים אותה בקלות, אך בכ-20 אחוז מהחולים חלים סיבוכים שבמקרים מסוימים גורמים לנזקים נוירולוגיים בלתי הפיכים ולפעמים גם למוות. במדינות מתפתחות, שילוב של חצבת ותת תזונה גורם לתמותה של כ-25 אחוזים וחולים ורבים אחרים מאבדים את ראייתם.

פריחה אופיינית של חצבת
המקור: CDC - 1975

תופעה שמאפיינת חולי חצבת שמחלימים היא דיכוי חיסוני שמתמשך זמן רב לאחר ההחלמה – שבועות רבים ואף חודשים. דיכוי חיסוני זה גורם לרגישות יתר של המחלימים לגורמי מחלות שניוניות – מחלות שלא היו מתפתחות באנשים בריאים.

החוקר מייקל מינה (Mina) מאוניברסיטת פרינסטון הוביל מחקר אפידמיולוגי חדש ארוך טווח – שהתבסס על סקירת נתונים של שנים מארצות הברית, בריטניה ודנמרק, על החולי והתמותה של ילדים בחצבת ובמחלות אחרות, לפני התחלת החיסון והשוואתם לנתונים לאחר שהוחל בחיסון מסיבי. מן המחקר, שהוצג במאי 2015 בכתב העת Science, עולה שהתופעה ממושכת הרבה יותר: בין שנתיים לשלוש לאחר ההחלמה מהמחלה.

העלייה בתחלואה בתקופה הזו קשורה בעלייה בתמותה הנובעת מגורמים זיהומיים אחרים שאינם נגיף החצבת. ההסבר לדיכוי החיסוני טמון בכך שכתוצאה ממחלת החצבת יש ירידה משמעותית במספרם של תאי דם לבנים (לימפוציטים) מסוגים רבים, ביניהם תאי T ותאי B ש"מובילים"את פעילותה של המערכת החיסונית כנגד גורמי המחלות. גם תאי הזיכרון החיסוני הם תאי B ו-T, והחצבת גורמת להעלמות רבים מהם ולאובדן בלתי הפיך של הזיכרון חיסוני נגד פתוגנים רבים אחרים שהילד נחשף אליהם לפני שחלה בחצבת. הזיכרון החיסוני שנפגע אינו משתקם ובמקום תאי הזיכרון שהוכחדו מתפתחים תאי זיכרון רבים אחרים שזוכרים רק את נגיף החצבת - זיכרון חיסוני שנמשך עשרות שנים– כל עוד המחלים חי.
מכאן נובע שהחיסון נגד מחלת החצבת מונע לא רק את מחלת החצבת והסיבוכים הנלווים אליה, אלא גם מחלות הזיהומיות משניות המתחוללות בעקבות המחלה וביטול הזיכרון החיסוני שהיא גרמה, ואת התמותה הנובעת מהן.

כביקורת, ביצעו החוקרים מחקר דומה על שעלת, שאינה גורמת לדיכוי חיסוני, וגם אותה ניתן למנוע על ידי חיסונים, הם לא מצאו קשר בין המחלה למקרי תחלואה ותמותה ממחלות אחרות, כפי שנמצא במחלת החצבת.

להרחבה:

תקציר המאמר המקורי ב-Science

"חצבת – מחלתם של הלא-מחוסנים"

↧

יש חיידקי גחלת (anthrax) חיים במבחנות שלי...!

May 30, 2015, 2:04 am

≫ Next: Vasculotide - תרופה שחוסמת כניסת נוזלים לריאות - ומצילה ממוות עכברים חולי שפעת.

≪ Previous: חשוב להתחסן כנגד חצבת!

עובדי מעבדה אזרחית, שקיבלו ממעבדה צבאית משלוח של נבגים של חיידקי גחלת מומתים, הופתעו לגלות במשלוח שהנבגים חיים

מחלת הגחלת (anthrax), הנגרמת על ידי חיידקי Bacillus anthracis, היא במקורה מחלה קטלנית של בעלי חיים בטבע ובמשק האדם. המחלה מאופיינת על ידי אלח דם, מלווה בהשחרת הטחול והדם, ובפגיעה במנגנון הקרישה. בבקר ובצאן מתחילה המחלה בעלייה בטמפרטורת הגוף ובקשיים בנשימה ובתפקוד הלב. לאחר מכן נפסקת פעילות הקיבות, ועקב כך חדל בעל החיים לאכול. תנובת החלב של הפרות נפסקת והן מפילות. סימני מחלה אחרים הם הפרשות דמיות מפתחי הגוף ובצקות באיברים שונים. בסוסים מופיעים גם שלשולים דמיים ורעידות. במקרים החריפים נשכבת החיה על האדמה בלי כל סימנים מוקדמים, מפרפרת מעט ומתה.

המחלה נפוצה היום במדינות שאין בהן פיקוח וטרינרי נאות, ופוגעת בבני אדם שבאו במגע עם בעלי חיים חולים או עם פגריהם. באדם מדובר לרוב בגחלת עורית - פצע בעור, או גחלת של דרכי העיכול בעקבות אכילת בשרן של חיות נגועות. טיפול אנטיביוטי מתאים (לרוב פניצילין) מאפשר להתגבר על המחלה. ללא טיפול התמותה עלולה להגיע ל-20 אחוז.

צורה שלישית נדירה, גחלת ריאתית, היא דלקת ריאות קטלנית (95 אחוזי תמותה), כתוצאה מחדירת נבגים רבים של החיידק לדרכי הנשימה. מחלה זו שכונתה "מחלת ממייני הצמר" (Woolsorter's disease) הייתה נפוצה עד תחילת המאה העשרים בעיקר אצל גוזזים ובורסקאים, שטיפלו בצמר ובעורות של חיות נגועות במחלה, והיום חוששים מפניה בלוחמה ביולוגית.

מדי שנה בשנה חולים בגחלת (לרוב רק בעור ובדרכי העיכול) ברחבי העולם כ-2,000 איש, ומתוכם מתים כעשרה (0.5%).

חיידקי הגחלת אינם מהווים נשק ביולוגי אידיאלי, כי הם אינם מועברים מאדם לאדם. היתרון היחסי שלהם הוא ייצור נבגים, מה שמאפשר לפזרם כאבקה. משערים שמדינות רבות וארגוני טרור מחזיקים בחיידקי גחלת כנשק התקפי. מדינות רבות (וביניהן ישראל וארצות הברית), מפתחות נגדם אמצעי מיגון וחיסון.

נבגים של חיידקי גחלת

המקור: CDC/ Laura Rose
צילום: Janice Haney Carr

בספטמבר 2001 נשלחו בדואר מעטפות עם נבגים למערכות עיתונים ולמשרדי ממשל בארצות הברית. כתוצאה מכך חלו 23 בני אדם, 12 בגחלת עורית ו-11 בגחלת נשימתית. חמישה מהאחרונים מתו. אלפי אנשים טופלו באנטיביוטיקה והפאניקה סביב האירוע הייתה בממדים לא מוכרים. באוגוסט 2008 התגלה שמקור החיידקים הוא באחת ממעבדות המחקר של הצבא האמריקאי שבודקת את יעילותו של החיסון האמריקאי בפני חיידקי המחלה. (ראו רשומה קודמת)

בשבוע האחרון של מאי 2015 התפרסם שנשלחו ממעבדה צבאית במדינת יוטה, משלוחים של מבחנות, שבחלק מהן היו נבגים "חיים"של חיידקי גחלת (במקום נבגים שהומתו באמצעות קרינה על סגולה, UV). המשלוחים יועדו ל-51 מעבדות אחרות, חלקן אזרחיות, ברחבי ארצות הברית ואף למעבדות בדרום קוריאה, קנדה ואוסטרליה. אחת המעבדות המקבלות, במדינת מרילנד, היא זו שדיווחה על התקלה, לאחר שהצליחה לגדל חיידקים חיים מהמשלוח. התברר שמשלוחים אלה החלו להישלח כבר במרץ 2014.

ממה נבעה הטעות? הנבגים הוקרנו 10 דקות במנורה המקרינה, ודגימות מהן נזרעו על צלחות גידול מתאימות. לא גדלו חיידקים בצלחות לאחר 24 שעות והנבגים "הוכרזו"כמתים, אלא... הבדיקה אמורה הייתה להימשך 48 שעות. אז התברר שהשתמשו בפרוטוקול של בדיקת תמותה בחיידקי Brucella, שאינם יוצרים נבגים.

הבעיה העיקרית בטעות הזו היא הבטיחות. חיידקי גחלת חיים אמורים להיות מטופלים במתקנים ובציוד שלהם רמת בטיחות 3 (מתוך 4). בחיידקים מומתים ניתן לטפל ברמת בטיחות נמוכה יותר.

אנשי המרכז לבקרת המחלות שבאטלנטה אמורים לחקור את האירוע וגם לבדוק האם נחשפו אנשים לחיידקים החיים, ובמקרה שכן לטפל בהם (באנטיביוטיקה) בהתאם. המצאות הנבגים בתמיסה ולא כאבקה, שעלולה להשאף, מקטינה מאד את הסיכון של אדם בריא להדבקה. כמו כן הם אמורים "לחדד"את הנהלים המתאימים כדי שאירוע כזה לא יקרה שוב.

לפני כשנה, ב-2014, היה אירוע דומה בשלוש מעבדות של המרכז לבקרת המחלות באטלנטה; כ-80 חוקרים ועובדי מעבדה נחשפו לחיידקי גחלת חיים, הגם שהם ציפו לקבל חיידקים מומתים. גם ב-2004 נשלחו בטעות חיידקי גחלת חיים לבית החולים לילדים של מרילנד.

עד כה לא דווח על חולים במחלה כתוצאה מתקלה זו. לא ברור אם ידוע על אנשים שנחשפו לחיידקים, וטופלו באנטיביוטיקה כטיפול מונע. כנראה שהחיידקים החיים לא הגיעו לידיים לא רצויות.

לקריאה נוספת

טרור ביולוגי בארצות-הברית– חיידק הגחלת - "גליליאו" (93, מאי 2006)

פיתוח החיסון נגד חיידק הגחלת בישראל– "גליליאו" (129, מאי 2009)

↧

Vasculotide - תרופה שחוסמת כניסת נוזלים לריאות - ומצילה ממוות עכברים חולי שפעת.

June 12, 2015, 3:13 am

≫ Next: חיידקי Bacillus ש"נזרעו"מראש, יתקנו סדקים בבטון - Bioconcrete

≪ Previous: יש חיידקי גחלת (anthrax) חיים במבחנות שלי...!

שפעת היא מחלה עונתית, מדבקת מאד, חורפית בעיקרה, של דרכי הנשימה העליונות . המחלה נגרמת על-ידי נגיפי ה-influenza. חומרת המחלה שונה בחולים שונים, ובקבוצות סיכון מסוימות (קשישים, יילודים, פגועי מערכת חיסון) הסיבוכים מהמחלה היכולים לגרום לתמותה הם לרוב דלקות בריאות – הנגרמות לעתים על-ידי נגיפי השפעת עצמם, או על ידי חיידקים סתגלנים (אופורטוניסטים – שמנצלים את המצב הירוד של הריאות כתוצאה מהמחלה. הם לא היו גורמים למחלה באנשים בריאים), ולעתים גם שילוב של השניים.

כשהדלקת מחמירה, נפגעת השכבה של תאי האנדותל המפרידה בין מערכת הדם למערכת הנשימה. כתוצאה מכך יש חדירה מסיבית של נוזלים לתוך הריאות (כמעט כמו בטביעה...). כתוצאה מכך יש קריסה של הריאות והתוצאה קטלנית.
התרופות המעטות הקיימות נגד שפעת, בהם משתמשים במקרים החמורים, מעכבות את תהליך השכפול של נגיפי השפעת: Oseltamivir (טמיפלו) ו-Zanamivir (רלנזה) מעכבות את את פעילות האנזים הנגיפי נוירמינידז - (Neuraminidase), המאפשר את "התעטפות"הוויריונים (החלקיקים הנגיפיים שנוצרים בתוך התא) בממברנה של התא המאכסן ויציאתם מהתא, וכתוצאה מפעילותן מוקטנת כמות ה"צאצאים"של הנגיף היוצאים מהתא המודבק. התרופות אמנטדין (Amantadine) ורימנטדין (Rimantadine) מנטרלות את החלבונים של הנגיף ה"משחררים"מהקופסית את חומצת הגרעין (תהליך ה"השלה"). כשהעומס הנגיפי גבוה מדי, התרופות לא עוזרות. חלק מהזנים פיתחו עמידות בפני חלק מהתרופות.

האלטרנטיבה המניעתית, על-ידי חיסונים, עובדת בצורה חלקית: כל שנה נעשית הערכה ברשויות הבריאות המרכזיות, איזה זני נגיפים יהיו נפוצים באותה שנה והיכן יופיעו. כנגד זנים אלה מפותח תרכיב חיסון. קיימים תרכיבים המכילים נגיפים חיים מוחלשים, ואחרים המכילים נגיפים מומתים (בישראל משתמשים בתרכיב של נגיפים מומתים). התרכיב ניתן לכל האוכלוסיות שבסיכון. לפעמים קולעים, ותרכיב החיסון אכן מחסן בפני המחלה באותה שנה, ולפעמים התחזיות מתבדות, כולן או חלקן, כתוצאה מהגחה של זני נגיפים אחרים.

כך שלמרות החיסון והתרופות, עדיין יש ברחבי העולם מיליוני מקרים של שפעת בשנה ומאות אלפים לא שורדים. ועדיין לא מדובר על שפעת קטלנית כמו השפעת הספרדית – שקטלה כ-50 מיליון איש לאחר מלחמת העולם הראשונה...

קבוצת חוקרים בראשות וורן לי (Lee) מאוניברסיטת טורונטו, רתמה לטיפול בשפעת את הפפטיד הסינתטי הקצר המכונה Vasculotide, הפפטיד, שנקשר לקולטן ממברני על תאי האפיתל (המכונה Tie2), וכתוצאה מכך התאים מפחיתים את מעבר הנוזלים אל תוך נאדיות הריאה. כך מואטת החסימה של הריאות וסיכויי השרידה של החולים עולה.

Vasculotide
המקור

החוקרים בדקו את יעילותה על העכברים שהודבקו בשלושה זנים שונים של שפעת, שקטלניים להם. התרופה אפשרה ל-80 אחוזים מהעכברים לשרוד את השפעת (בקבוצת הביקורת כל העכברים לא שרדו), גם כשניתנה 72 שעות לאחר תחילת הסימנים של המחלה.

התרופה כלל אינה מתמודדת עם הנגיפים, אלא עם התסמין הקטלני של המחלה, ומאפשרת יותר זמן למערכת החיסון להתמודד עם הנגיפים.

החוקרים מתכננים לבדוק איך הפפטיד ישפיע על חולי שפעת אנושיים. הם מקווים שהיא תעבוד כמו על העכברים.

נחכה...

לקריאה נוספת

המאמר המקורי - בכתב העת Scientific Reports (מקבוצת Nature)

שפעת חורפית ושפעת החזירים: אנטומיה של מחלה - "גליליאו" 130, 2009.

↧

חיידקי Bacillus ש"נזרעו"מראש, יתקנו סדקים בבטון - Bioconcrete

June 19, 2015, 6:23 am

≫ Next: חצבת (Measles) – המחלה שלא נעלמת

≪ Previous: Vasculotide - תרופה שחוסמת כניסת נוזלים לריאות - ומצילה ממוות עכברים חולי שפעת.

בתחילת יוני 2015 העניק משרד פטנטים האירופאי, שמושבו בפריז, פרסים לפטנטים שנחשבים כפורצי דרך. אחד ממקבלי הפרס היה המיקרוביולוג ההולנדי הנק יונקרס (Jonkers), מהאוניברסיטה הטכנולוגית של דלפט, שהמציא "בטון ביולוגי" (Bioconcrete), שמתקן "בעצמו"את הסדקים שנוצרים בו. הפרטים הראשונים על ההמצאה התפרסמו ב-2006, אך היא השתכללה מאז.

בטון הוא אחד החומרים הנפוצים היום על פני כדור הארץ. זה חומר לא טבעי, שהמציא האדם, כנראה בתקופה הרומית, לפני מעל 2000 שנה. הבטון המודרני הוא תערובת של סיד, חול, חצץ ומים, ביחסים שונים, שמשמשת בתהליכי בנייה ומקנה את החוזק והעמידות למבנה. עם זאת, לאורך זמן – עשרות שנים ויותר, נוצרים בבטון סדקים שגורמים לו להחלש, ואז המבנה מאבד את חוזקו ולפעמים אף קורס. אם משולבים בבטון אלמנטים של ברזל – הם מחלידים ונחלשים. לכן, צריך לשלב גורמי בידוק ותחזוקה שיבדקו ויתקנו את המבנים. האם אפשר לשלב בתערובת הבטון חומרים שבבוא הזמן (כלומר הסדק) יוכלו לתקן "אוטומטית"את הסדק ויסתמו אותו? – מנגנון תיקון עצמי כזה יוכל להאריך את אורך החיים של הבטון בעשרות שנים, ימנע את החלשות הברזל, ויחסוך בהוצאות התחזוקה. את הפתרון ה(ביו)טכנולוגי מצא יונקרס.

בניסויים המקדימים, הוספו לסדקים מבחוץ חיידקים ממינים שונים, וביניהם חיידקים מהסוג Bacillus, ביחד עם תמיסה המכילה, כמקור לפחמן ולאנרגיה, סידן לקטטי (calcium lactate). החיידקים התרבו בתוך הסדקים והפרישו לסביבתם, כתוצר לוואי של ניצול הסידן הלקטטי, גיר - סידן פחמתי (calcium carbonate), שסתם את הסדק. זהו אמנם תיקון ביולוגי, שמיושם שמאותר סדק בבטון, אך זה עדיין לא עונה על ההגדרה של תיקון עצמי.

יונקרס החליט לנסות ולנצל את העובדה שחלק מהחיידקים שבהם השתמשו לתיקון הסדקים, החיידקים האווירניים מהסוג Bacillus, מייצרים בתנאי עקה נבגים. נבגים הם תאים מיוחדים שמסוגלים לשרוד תקופות ממושכות ללא (או כמעט ללא) מטבוליזם. (עד כמה ממושכות - ראו "לשרוד לנצח"). יונקרס הוסיף לתערובת הבטון הראשונית, נבגים של חיידקי Bacillus ביחד עם חלקיקי חרסית נקבוביים (porous expanded clay particles) הספוגים בחומרי מזון (בעיקר סידן לקטטי, אך גם מקורות לחנקן וזרחן). הנבגים אמורים לנבוט - (germinate) "להתעורר"- רק כשנוצר סדק בבטון וכשחודרים אליו מים ואוויר, ומומסים חומרי המזון שבחלקיקי החרסית. החיידקים המתעוררים אמורים לנצל את חומרי המזון ולהפריש את הסידן הפחמתי שיסתום את הסדק. נבדקת גם האפשרות לשלב את הנבגים וסידן הלקטטי בקפסולות ביו-פלסטיק קטנטנות.

משמאל – תמונת מיקרוסקופ של חלקיקי חרסית נקבוביים (הספוגים בסידן לקטטי) שביניהם מפוזרים נבגים של החיידקים לפני הכנסתם לבטון. מימין: תמונת מיקרוסקופ של אותם חלקיקים כשהם משולבים בבטון.

המקור:

בניסויים שהתבצעו במעבדה לאורך זמן, נסתמו בעזרת החיידקים סדקים שרחבם עד 0.8 מילימטר. בקבוצת הביקורת, שהכילה גושי בטון ללא החיידקים. הסדקים לא תוקנו.

מתי יוכנסו נבגי החיידקים לבטון התעשייתי? האם קפסולות ביו-פלסטיק קטנות המכילות נבגים של Bacillus וחלקיקי חרסית ספוגים בסידן לקטטי, יתווספו למדפים בחנויות לחומרי בניין?

לקריאה נוספת

המועמדות לפרס - באתר משרד הפטנטים האירופי

סקירה של יונקרס, מ-2011, על בטון ביולוגי בכתב העת HERON

לשרוד לנצח– "גליליאו" 102, 2007.

↧

חצבת (Measles) – המחלה שלא נעלמת

June 30, 2015, 2:11 am

≫ Next: הונאת הטיפוס (typhus) בפולין במלחמת העולם השנייה

≪ Previous: חיידקי Bacillus ש"נזרעו"מראש, יתקנו סדקים בבטון - Bioconcrete

מהי מחלת החצבת, מהם תסמיניה ומה הסיכונים שבה? מדוע כמעט איננו נתקלים בה באוכלוסייה ה"רגילה"ומדוע קיימים גם כיום מקרים של הידבקות במחלה?

בתחילת מרץ 2015 יצא משרד הבריאות הישראלי בקריאה לרופאים להיות ערניים ולנסות לאתר חולים עם מחלת החצבת. ההתראה יצאה בעקבות עשרה מקרי חצבת שהתגלו ארבעה החודשים לפני ההודעה, כולם בגוש דן. בארצות הברית התרחשה בין ינואר למרץ מגפת חצבת (שעברה גם לקנדה ולמקסיקו), שהתפרצה כנראה בעקבות ביקור של תייר מהפיליפינים (שם הייתה מגפה עם זן זהה ב־2014), בין התאריכים 17־20 בדצמבר 2014 בדיסנילנד שבקליפורניה. נכון לסוף אפריל הכריזו הרשויות בארצות הברית על סיום המגפה, אך בקנדה השכנה עדיין יש חולים. המגפה האחרונה שהתרחשה בישראל החלה בסוף אוקטובר 2007 בירושלים, אז התקיימה חתונה גדולה במגזר החרדי. בין מאות האורחים היו שני תיירים מאנגליה, שהביאו איתם לחתונה ולמאות מהמוזמנים שי בלתי צפוי – נגיפי חצבת. התיירים עצמם חלו רק ימים אחדים לאחר החתונה. מאות מאורחי החתונה ובני משפחותיהם לקו במחלה. המגפה הסתיימה בשלהי 2008. למשרד הבריאות היה ידוע על 1,452 חולים, אך הם סבורים שהיו מקרים רבים נוספים שעליהם לא התקבלו דיווחים. בעקבות התפרצות זו של חצבת החלה נהירה גדולה של בני המגזר החרדי למרפאות בריאות הציבור כדי להתחסן בפני המחלה (דבר שלא קרה קודם).

מגפה נוספת התפרצה בשנת 2003 בירושלים, גם היא במגזר החרדי. אז חלו 60 ילדים בתוך שבועיים – 40 מהם שייכים לתשע משפחות. ילדה אחת מתה. שנתיים לאחר מכן, ב־2005, מת ילד נוסף מחצבת.

ב־2011 דווחו כ־70 מקרים. ב־2012 היו 209 דיווחים על המחלה, רובם באזורים של מהגרי עבודה בתל אביב, אך לא התפרצה מגפה. ב־2013 נרשמו 51 מקרים וב־2014 שבעה מקרים.

מחלת החצבת

החצבת היא מחלה נגיפית, מידבקת מאוד, שסיבוכיה קשים ולעתים קטלניים.

נגיף החצבת (Measles virus או Rubeola, ובקיצור MeV או MV) מועבר בעיקר באמצעות טיפות המופרשות ממערכת הנשימה (בשיעול, בעיטוש וגם בדיבור) וחודרות למערכת הנשימה של הפונדקאי החדש. הנגיף יכול לשמור על יכולת ההדבקה שלו במשך כשעתיים על משטחים שזוהמו. יעילות ההדבקה גבוהה ביותר, וכ־90 אחוזים מהסובבים את החולה (או הנשא) יידבקו במחלה אם אינם מחוסנים.

הנגיף מתרבה לראשונה בתאי החיפוי (אפיתל) של מערכת הנשימה, וצאצאיו עוברים דרך הדם (וירֶמיה) למערכת הרטיקולו־אנדותליאלית (כבד, טחול ומח עצם). לאחר וירמיה נוספת הנגיפים מגיעים לעור – שם מתפתחת פריחה אופיינית – ולאיברים נוספים. הנגיפים מופרשים מגופם של החולים מדרכי הנשימה, הדמעות והשתן, בין כארבעה ימים לפני הופעת הפריחה ועד כארבעה ימים לאחר הופעתה.

לאחר זמן דגירה של כ־7 עד 18 ימים, מופיעים תסמיני המחלה הראשונים: טמפרטורת גוף גבוהה, שיעול, אף נוטף, דלקת עיניים (עיניים אדומות) וקשריות לימפה נפוחות. אז גם מופיע סימן מובהק של המחלה – כתמים לבנים, דמויי גבישי מלח, בתוך הפה ובלחיים הפנימיות. כתמים אלה מכונים כתמי (או נקודות) קופליק (Koplik's spots), על שם רופא הילדים האמריקאי הנרי קופליק, שתיאר אותן לראשונה בשנת 1896.

כשישה ימים לאחר הופעת התסמינים הראשונים, מופיעה על העור פריחה המתחילה בראש ובצוואר ומתפשטת לשאר חלקי הגוף. הפריחה נובעת מתגובת מערכת החיסון כנגד הנגיף: תאי T הורגים תאי עור המודבקים בנגיף (להבדיל מהפריחה השלפוחיתית של אבעבועות רוח שבה נוצרות השלפוחיות כתוצאה מאיחוי תאים סמוכים).

פריחה אופיינית של חצבת
המקור: CDC - 1975

הבעיה העיקרית שגורמת החצבת במדינות המפותחות היא סיבוכים של המחלה, המופיעים בתדירות גבוהה יחסית (כ־20 אחוזים מהחולים). רוב ה"מסתבכים"הם ילדים מתחת לגיל 5 ומבוגרים מעל גיל 20: שלשולים (7%), דלקות באוזן הפנימית (10%), דלקות ריאה (5%), דלקות מוח (0.1%). מבין החולים בדלקות מוח, כ־15% מתים וכ־22% נותרים פגועים – חירשים או לוקים בדרגות שונות של פיגור. נשים הרות שחלו עלולות להפיל את העובר או ללדת יילודים קטנים, מוקדם מהמצופה. אם דלקת הריאות מופיעה באדם שמערכת החיסון שלו לקויה, התוצאה קטלנית. התמותה הכללית מהמחלה מגיעה ל־1־2 מקרים ל־1,000 חולים.

סיבוך נדיר של החצבת הוא דלקת מוח ייחודית המכונה SSPE (ראשי תיבות: Subacute sclerosing panencephalitis). הדלקת היא תוצאה של תגובה מאוחרת של המערכת החיסונית לנגיף, אף שהנגיף כבר מזמן איננו. המחלה, המתבטאת באובדן זיכרון, הפרעות מוטוריות, פרכוסים ומוות, והיא מופיעה באנשים צעירים, 5־15 שנים לאחר המחלה הראשונית – לרוב אם חלו בחצבת בהיותם מתחת לגיל שנתיים.

המצב חמור הרבה יותר במדינות העולם השלישי. שם, בתנאים של תזונה לקויה ומחסור בוויטמינים, התמותה מהמחלה מגיעה ל־25 אחוזים. ביבשת אפריקה מתים מחצבת כמיליון ילדים בשנה. שילוב של המחלה ומחסור בוויטמין A גורם לעיוורון, וזה הגורם העיקרי לעיוורון בילדים באפריקה.

בעבר חשבו שחצבת קשורה גם להתפתחות שתי מחלות אחרות: טרשת נפוצה (multiple sclerosis) וזאבת אדמנתית (systemic lupus erythematosus), אולם מחקרים מאוחרים יותר שללו השערה זו.

המחלימים מחצבת מחוסנים מהדבקה נוספת למשך כל חייהם. אפשר למנוע חלקית את התפתחות המחלה על ידי הזרקת נוגדנים (אימונוגלובולינים) של אנשים שחלו או חוסנו בעבר, תוך חמישה ימים לאחר ההדבקה.

המחלה מופיעה באוכלוסייה לא מחוסנת בגלים שמופיעים מדי שנתיים־שלוש, ומדביקה רבים מאלה שלא חלו בהתפרצויות הקודמות (או שנולדו אחריהן) – רובם ילדים, ולכן היא נחשבת כ"מחלת ילדים". תינוקות עד גיל 6־8 חודשים לא יחלו במחלה (וגם אין טעם לחסנם) כי יש בדמם נוגדנים שהועברו מהאם (אם חלתה או חוסנה) דרך השליה. תרומת ההנקה לחסינות התינוק היא מזערית (אם בכלל קיימת).

באוכלוסיות מבודדות, התפרצות מחלת החצבת יכולה להקיף את האוכלוסייה כולה. דוגמה מפורסמת לכך היא התפרצות המחלה באיי פארו ב־1846. אז חלו כל תושבי האיים, בני כל הגילים, מלבד הזקנים. הסתבר שהזקנים נותרו בחיים במהלך התפרצות קודמת שהתחוללה באי 65 שנה קודם לכן. תיאור התפרצות זו, שעליה כתב הרופא הדני פיטר פאנום (Panum) שנשלח לאיים בזמן ההתפרצות, היה הבסיס למידע האפידמיולוגי על המחלה.

בשנים 165־180 ו־251־266 לספירה התרחשו באימפריה הרומית שתי מגפות חמורות של חצבת או אבעבועות שחורות (אז עוד לא הבדילו בין שתי המחלות), שקטלו כמחצית האוכלוסייה. יש היסטוריונים המצביעים על מגפות אלה, ובעיקר על השנייה שבהן, כעל אחד הגורמים לשקיעת האימפריה הרומית.

הראשון שהשווה והבחין בין שתי המחלות, ואף קבע שהחצבת היא המסוכנת יותר מבין השתיים, היה הפילוסוף והרופא הפרסי אבו בכר (אלראזי – Abu Becr - Rhazes), אשר פרסם במאה העשירית את הספר"אבעבועות שחורות וחצבת" (Kitab fi al-jadari wa-al-hasbah או "אל-ג'ודאריווא אל־חאסבא").

החיסון

כל הנאמר עד כה, ותמותה שנתית של 5־8 מיליון חולי חצבת בשנה, מבהירים את חשיבותה של מניעת המחלה. ג'ון אנדרס וצוותו בודדו ב־1954 את הנגיף מהפרשות האף של ילד חולה חצבת, דייוויד אדמונסטון (Edmonston), והצליחו לגדלו בתרביות תאי כליה של אדם, אך עם יבול נמוך. הם אף הצליחו לגדל את הנגיף בתרבית תאים שמקורם בעובר תרנגולת. לאחר כמה מחזורי גידול בתאי תרנגולת, התברר שהזן שנוצר (המכונה כיום Enders-Edmonston) איבד את יכולתו לקיום מחזור שלם בתאי אדם, ויכול לשמש כתרכיב חיסון – נגיף חי מוחלש, החודר לזרם הדם (בעקבות הזרקה תת עורית), מתרבה באטיות, מעורר את מערכת החיסון ומסולק על ידה בתוך ימים אחדים.

נגיף החצבת במיקרוסקופ אלקטרונים.
המקור: הספרייה הרפואית הציבורית, CDC. תצלום: Cynthia Goldsmith

הווירולוג ג'ון אנדרס (1897–1985)

תרכיב אנדרס־אדמונסטון אושר לשימוש ב־1963. ב־1971 שולב התרכיב בחיסון המשולש הנגיפי, MMR, עם תרכיבים נגד נגיפי החזרת והאדמת, וב־2008 צורף לתרכיב (המרובע – MMRV) התרכיב נגד אבעבועות הרוח. יעילות החיסון היא 95 אחוזים. לפי הנחיות ארגון הבריאות העולמי, שאותן מיישם משרד הבריאות בישראל, מוזרק החיסון המשולש פעמיים לכל הילדים: לראשונה בגיל 12 חודשים, ובפעם השנייה במהלך כיתה א'. החיסון הכפול מקנה חסינות מהמחלה ל־99 אחוזים מהמתחסנים. פרק הזמן בין שני החיסונים (כחמש שנים) נקבע באופן שרירותי – והוא יכול להיות כל זמן מעבר ל־28 ימים.

עם זאת, אסור לחסן את האוכלוסיות האלה: פגועי מערכת חיסון, נשים הרות ונשים המתכוונות להרות בתוך שלושה חודשים, ואנשים האלרגיים למרכיבי החיסון.

תופעות הלוואי של החיסון הן עלייה בטמפרטורת הגוף (17%), התכווצויות מחום (1 מ־3,000), פריחה, ירידה בכמות הטסיות והתנפחות של קשריות הלימפה (5%) – כל התופעות האלה מתרחשות ימים אחדים לאחר הזרקת החיסון. קיימות תופעות לוואי נוספות, נדירות הרבה יותר.

כרזה עדכנית מארצות הברית להתחסנות נגד חצבת ואדמת. הנתונים מתייחסים לחצבת:
המקור: CDC

לאור הזמינות של תרכיב החיסון וקיום הנגיף בבני אדם בלבד, היינו מצפים שהמחלה תיעלם מכל מקום שמחסנים בו בצורה מסודרת, ובסופו של דבר תיעלם מהלקסיקון הרפואי העכשווי, כפי שקרה לנגיף האבעבועות השחורות, ומקווים שיקרה בשנים הבאות גם לנגיף הפוליו. אלא שהמציאות מסובכת הרבה יותר. קיימות אוכלוסיות המסרבות להתחסן (בכל חיסון) מסיבות דתיות, צמחונות, שאיפה לטבעיות, חוסר אמון במערכת ועוד חששות שונים.

בשנת 1998 פורסם בעיתון הרפואי החשוב Lancet מאמר (שבדיעבד התברר כהונאה) שלפיו החיסון המשולש תרם/גרם לעלייה במספר האוטיסטים באוכלוסייה. פרסום זה גרם לירידה דרסטית באחוז המתחסנים. אף שמאז נערכו מחקרים נוספים ששללו את הטענה הזאת מכל וכל, ואף שמרבית מחברי המאמר המקורי חזרו בהם, עדיין יש אנשים המושפעים מהטענה המקורית וממשיכים לסרב לחסן את ילדיהם.

כל עוד פרטים בודדים אינם מחוסנים ומרבית האוכלוסייה מחוסנת, הסיכון של פרטים אלה להידבק הוא נמוך, כי אין להם ממי להידבק. אך באוכלוסיות שבהן מרבית האנשים אינם מחוסנים, המצב שונה בתכלית. הגעה של חולה/נשא לאוכלוסייה זו עלולה לגרום להתפרצות. ב־2007, לאחר ההתפרצות שקרתה בישראל, היו דיווחים על 429 חולי חצבת, וב־2008 דווח על 561 חולים, זאת לעומת 11 מקרי חצבת ב־2006. עם זאת, ההתפרצות העלתה בקרב חלקים במגזר החרדי שסירבו להתחסן את המודעות לחשיבות החיסונים, ומאות מהם הגיעו ללשכות הבריאות האזוריות כדי להתחסן.

לסיכום, חצבת היא מחלה מסוכנת שרצוי מאוד להימנע ממנה (ומהסיבוכים שבעקבותיה) על ידי קבלת החיסון המרובע הנגיפי.

והעיקר שנהיה בריאים.

זו גירסה מעודכנת של הרשומה חצבת - מחלתם של הלא-מחוסנים מ-2008 ("גליליאו" 115)

רשומה זו פורסמה ככתבה ב"גליליאו" 200, יוני 2015.

↧

הונאת הטיפוס (typhus) בפולין במלחמת העולם השנייה

July 4, 2015, 4:23 am

≫ Next: Pandemrix - התרכיב נגד שפעת החזירים ומחלת הנרקולפסיה (Narcolepsy)

≪ Previous: חצבת (Measles) – המחלה שלא נעלמת

מגיפת טיפוס מדומה שהצילה את חייהם של כ-8000 יהודים

מחלת הטיפוס

מחלת הטיפוס (Epidemic typhus) היא מחלה קטלנית, שמתפרצת בתנאים של צפיפות רבה בשילוב תנאי הגיינה ירודים. לכן היא מלווה רבות מהמלחמות. תנאים דומים מאפיינים גם בתי כלא - שם מכונה המחלה קדחת הכלא (Jail fever).

החיידקים הגורמים למחלה, Rickettsia prowazekii, מועברים באמצעות כינת הגוף (Pediculus humanus corporis). הכינה מוצצת דם מאדם חולה, החיידקים מתרבים בכינה וגורמים בסופו של דבר למותה. אך עד למותה, אם עברה למאכסן בריא, החיידקים מופרשים בצואתה - והגירוד יוצר פצעים קטנים שדרכם החיידקים חודרים למאכסן החדש.

לאחר 16-6 ימי דגירה מתחילים להרגיש בתסמיני המחלה הדומים לתסמיני שפעת שמלווה בפריחה, תחילה בבטן ואחר כך בכל הגוף. במקרים רבים מתפתחת דלקת המוח וקרומיו, שמלווה ברתיעה מאור, מאובדן ההכרה ומסתיימת לבסוף במוות, אצל 60 אחוזים מהחולים. טיפול אנטיביוטי (לרוב טטרציקלינים) הניתן בזמן יכול להפחית ואף למנוע את ההידרדרות והמוות.

פריחה אופיינית לטיפוס - בהתפרצות קדחת הכלא בבורונדי - 1997
המקור: CDC

השילוב של חומרים אנטיביוטיים, מדביר החרקים DDT, וחיסון יעיל, גרם לכך שלאחר מלחמת העולם השנייה נעלמה המחלה מאירופה ומצפון אמריקה. המחלה נותרה פעילה במדינות מתפתחות באסיה, באפריקה, ובמרכז אמריקה ובדרומה. מאז שנות ה-40 של המאה הקודמת אפשר למנוע את המחלה על ידי חיסון. החיסון לא ניתן באופן שגרתי, אלא לפני נסיעה לאזורים שבהם המחלה נפוצה. התחסנות או החלמה מקנים חסינות ממושכת, כנראה לכל החיים.

המחלה בהיסטוריה

התיאור האמין הראשון של המחלה נכתב בין השנים 1490-1489 – בעת המצור של הספרדים על גרנדה – המעוז האחרון של המוּרים (המוסלמים). הספרדים איבדו במלחמה זו 20 אלף מלוחמיהם; 17 אלף מתוכם מתו מטיפוס.

ב-1494 איבדו החיילים הצרפתיים 30 אלף מחייליהם על אדמת איטליה, לאחר שחלו בטיפוס.

ב-1577 נשפט והורשע במצודת אוקספורד כורך הספרים רולנד ג'נקס (Jenks), על דברי בלע כנגד המלכה ו/או הכנסיה. אפרכסות אזניו "נקטפו", אך הוא המשיך לחיות בלעדיהן עוד כ-30 שנה. אך רבים מהנוכחים במשפטו, השופט, המושבעים והקהל הרב שנהר למשפט חלו בטיפוס, בו נדבקו כתוצאה ממגע קרוב עם האסירים שהובאו למצודה להשפט. 500-300 איש מתוכם לא שרדו. האירוע, על השלכותיו הקטלניות, מכונה "המשפט השחור". משפטים שחורים נוספים התרחשו באנגליה גם אחר כך. בולט ביניהם הוא המשפט השחור ב-1730, בטאונטון, גם שם חלו בטיפוס ומתו מאות אנשים.

ב-1760 השתמשו לראשונה בשם טיפוס – מהמילה היוונית typhos שמשמעותה מעושן או מעורפל, שֵם שנמצא בשימוש עד היום.

ב-1829 הוגדרו בפירוט סימני המחלה והיא "הופרדה"ממחלת טיפוס הבטן (Typhoid fever), הנגרמת על ידי חיידקים אחרים (Salmonella typhi).

מחלת הטיפוס היוותה גורם משמעותי ברוב המלחמות עד (וכולל) מלחמת העולם השנייה. דוגמאות בולטות לכך אפשר לראות בנסיגה של הצרפתים מרוסיה ב-1812, שבה מרבית החללים היו מטיפוס; וכן במלחמת העולם הראשונה ואחריה (1922-1914) שבה מתו מטיפוס עשרות מיליונים. אך היו גם לא מעט מגיפות שפרצו ללא קשר למלחמות, כמו המגיפה באירלנד (1819-1816) ובקנדה (1847 – 20 אלף מתים).

ב-1909 גילה צ'רלס ניקול (Nicolle) את הקשר בין כינת הגוף למחלה, והוא אף קיבל על כך פרס נובל ב-1928. ב-1916 גילה הרופא הברזילאי הנריק דרוש-לימה (Darosha-Lima) את החיידק גורם המחלה, וקרא לו Rickettsia prowazekiiעל שם שותפו למחקר סטניסלאוס וון-פרווזק (von Prowazek) , שמת שנה קודם מהמחלה. גם דרוש-לימה חלה בטיפוס, אך החלים.

כינת הגוף, הנשאית של חיידקי הטיפוס
המקור: CDC/ Frank Collins, Ph.D.

רודולף וויגל (Weigl) פיתח את החיסון הראשון ב-1937. הוא החדיר לכינים דרך פי הטבעת דם של אדם חולה שהכיל חיידקי טיפוס. לאחר כחמישה ימים נאספה התכולה ממעיהן של הכינים וטופלה בפורמלין.

ב-1938 מצא הבקטריולוג האמריקני הרלד קוקס (Cox), שאפשר לגדל את חיידקי הריקֶציה בביצה מופרית של תרנגולת. החיסונים הבאים היו מבוססים על חיידקים שגודלו בשיטתו של קוקס.

אבחון טיפוס במעבדה

כבר ב-1915 פיתח המיקרוביולוג הארצישראלי אריה אוליצקי (Olizki) שיטה מעבדתית (תבחין) שבה מוסיפים לסרום של חולים החשודים כחולי טיפוס תמצית מורתחת של חיידקי טיפוס. הצימות הניתן לצפייה במבחנה, בין הנוגדנים שיוצרו בדם החולה, לתמצית החיידקים, מאשש שמדובר במחלה. חשוב להדגיש שהנוגדנים מופיעים בגוף החולה רק כשבוע עד עשרה ימים לאחר ההדבקה.

ב-1916, בעת מגיפה של טיפוס בדרום-מזרח פולין, גילו שני רופאים, אדמונד ויל (Weil) הפולני וארתור פליקס (Felix) הצ'כי, חיידק לא שגרתי בשתן ובדם של אנשים שנחשדו כחולים בטיפוס. החיידק, שהיה גדול מחיידקי הטיפוס, כונה Proteus OX19, והוא לא גרם למחלת הטיפוס. התבחין שפיתח אוליצקי היה חיובי גם כלפיו. פליקס היה בטוח שמדובר בחיידקים שקרובים מבחינה גנטית לחיידקי הטיפוס, מה שהתברר ברבות הימים כלא נכון. ובדיעבד אנו יודעים שלחיידק הטיפוס ולחיידק ה-Proteus הזה, למרות המרחק הגנטי שביניהם, יש אנטיגניות משותפת. ויל ופליקס החליפו את חיידקי הטיפוס המורתחים של התבחין בחיידקי Proteus מטופלים בפורמלין. הסיבות לכך היו כי קל יותר לגדל חיידקי Proteus במעבדה מאשר חיידקי Rickettsia, וגם פחות מסוכן לעובדי המעבדה...

התבחין המשופר, עם חיידקי ה-Proteus , שכונה מאז על שמם - תבחין ויל-פליקס (Weil-Felix's reaction), אמנם נתן תוצאות חיוביות שגויות, מלבד עם נוגדנים לאותו Proteus, גם עם נוגדנים לחיידקי Borrelia ו-Leptospira. אך הוא נחשב עד היום כבדיקה המהירה והאמינה לאבחון של טיפוס אפידמי כשמדובר בחולה עם תסמינים מתאימים.

חיידקי Rickettsia

הסוג Rickettsia, מתת החטיבה אלפא-פרוטאובקטריה, נקרא על שם הרופא האמריקאי וחוקר המחלה הווארד טיילור ריקטס (Ricketts), שאף חלה ומת מטיפוס. ריקטס גילה את החיידק הראשון בסוג, R. rickettsii, הגורם לקדחת הרי הרוקי – מחלה אנדמית בצפון אמריקה.

הסוג כולל 28 מינים שכולם טפילים תוך תאיים הכרחיים, שאפשר לגדלם במעבדה רק בתרביות תאים מתאימות. אלה חיידקים קטנים, חסרי יכולת תנועה, גראם שליליים. כולם מועברים על ידי פרוקי רגליים שונים ככינים, קרציות, פרעושים וקרדיות. הגורמים למחלת הטיפוס האפידמי הם חיידקי R. prowazekii. מינים אחרים בסוג גורמים לקדחת הכתמים (טיפוס הבהרות, בישראל נגרם על ידי R. conorii). מינים אחרים גורמים למחלות אחרות.

חיידקי Proteus

הסוג Proteus, השייך למשפחת ה-Enterobacteriaceae, מתת החטיבה גמא-פרוטאובקטריה, נקרא על-שם אל הנהרות והימים במיתולוגיה היוונית הקדומה. הסוג כולל שמונה מינים, שאפשר לגדלם במעבדה במצעי גידול סטנדרטיים. אלה מתגים בעלי יכולת תנועה, גראם שליליים. שלושה מהם גורמים למחלות משניות באדם (באנשים בעלי רקע חיסוני ירוד).

טיפוס במלחמת העולם השניה

במלחמת העולם השנייה הייתה מחלת הטיפוס האפידמי גורם מוות עיקרי בגטאות ובמחנות הריכוז (אנה פרנק ואחותה מרגוט מתו מטיפוס), אך גם בין הצבאות הלוחמים. אחת הבעיות העיקריות של מערך הרפואה הגרמני היה לנסות ולמזער את הנזקים של מחלת הטיפוס לכוחות הלוחמים. בגרמניה לא הייתה מגיפת טיפוס ב-25 השנים שקדמו ללחימה, כך שהאוכלוסיה הגרמנית, ובעיקר החיילים, לא הייתה מחוסנת. דגימות דם של חולי טיפוס נשלחו לבדיקה במעבדות מרכזיות ואלה אבחנו את המחלה בעזרת תבחין ויל-פליקס. ובהתאם הכריזו על אזורים נגועים, שכוחות הרייך השתדלו להתרחק מהם...

ההונאה

הסיפור שלנו מתחיל בשנת 1942, בפולין, בעיירות רוזוודו (Rozvadow) וזבידניו (Zbydniowiei) והכפרים הסמוכים אליהן שהיו תחת השלטון הנאצי. סטניסלב מטולביץ (Matulewicz), ויוג'ין לזובסקי (Lazowski), שני הרופאים שניהלו את המרפאות בשתי העיירות, היו מודעים לתוכנית הפתרון הסופי של הנאצים לגבי היהודים. הם ניסו לחשוב על דרך לשמור על חיי מטופליהם לא רק ממחלות, אלא גם מהנאצים.

חבר פולני שלהם, עובד מעבדה מקומי שהועבר למרות רצונו לגרמניה, כדי לעבוד שם בשירות הגרמנים, קיבל חופשה של שבועיים לבקר את משפחתו. הוא התייעץ איתם איך להתחמק מלחזור. ד"ר מטולביץ, שהכיר את הרקע המדעי של תבחין ויל-פליקס העלה אז את הרעיון להזריק את חיידקי ה-Proteus המומתים (הנמצאים בערכת התבחין) לאותו חבר שתגרום בגופו ליצר תוך כ-7 עד 10 ימים נוגדני "טיפוס". הם הזריקו לו את החיידקים ולאחר כ-10 ימים שלחו את המבחנות עם דמו למעבדות המרכזיות, בצרוף מכתב שהם חושדים במחלת הטיפוס. בתגובה הגיע המברק המיוחל – "חיובי לוויל-פליקס". והוא שוחרר מלחזור לשירות, בצירוף הנחיות שהוא ומשפחתו לא יצרו קשר עם אנשים אחרים... בעקבות הצלחת ההונאה הקטנה הזו, הם החליטו לנסות ולהרחיב את ההונאה - ולגרום לגרמנים לחשוב שיש אצלם מגיפה של טיפוס.

הם גייסו בסודיות רבה מטופלים רבים נוספים – שלהם הזריקו את חיידקי מ-Proteus ותדרכו אותם על סימני המחלה (אם יישאלו) ושלחו למעבדות המרכזיות דגימות מדמם. לתושבים סופר שהם חלו בטיפוס וקיבלו טיפול "מיוחד"בחלבונים. הרופאים הקפידו במשך תקופה ארוכה לשמור על נתוני התפשטות מחלה מתאימים למגיפת טיפוס, למשל - פחות חולים בקיץ ויותר בחורף.

מספר רב של דגימות דם חיוביות לוויל-פליקס אלה אכן יצרו במעבדות המרכזיות את הרושם שהאזור נגוע בטיפוס, וחיילי הרייך לא התקרבו למקום. את הביקורת הרפואית היחידה שנערכה להם – הם הצליחו להעביר עם הרבה מזון וודקה וחולה זקן בדלקת ריאות חמורה שהוצג דרך החלון כחולה טיפוס. כך ניצלו כל תושבי הכפרים, ובעיקר 8,000 היהודים שבהם...

שני הרופאים ומטופליהם שידעו על ההונאה, חששו מאוד שהעניין יתגלה. היה ברור להם שאם תתגלה הם ישלמו בחייהם. אחד מהם אף החזיק כמוסת ציאניד בחולצתו, ותכנן להשתמש בה אם ייתפס.

לאחר שנה עזב ד"ר מטולביץ את האזור וד"ר לזובסקי המשיך את ה"לוחמה האימונולוגית"שלו במשך שנתיים נוספות, עד תום המלחמה, תוך חשש מתמיד שרופאים גרמניים יגיעו לבדוק את החולים (בחשד שאותה דגימת דם שימשה יותר מחולה אחד); ואולם גם הרופאים חששו מלהתקרב לאזור.

מטולביץ ולזובסקי הצליחו במשימתם ובשנת 1980 ואף כתבו על כך מאמר מדעי (ראו: להרחבה).

יוג'ין לזובסקי - 2006-1913
המקור

להרחבה:
המאמר שכתבו מטולביץ ולזובסקי

Matulewicz, ES Lazowski S. "Serendipitous Discovery of Artificial PositiveWeil-Felix Reaction Used in “Private Immunological War”. US Navy Medicine (1980).‏

סקירת ההונאהבשנת 1990

↧

Pandemrix - התרכיב נגד שפעת החזירים ומחלת הנרקולפסיה (Narcolepsy)

July 18, 2015, 9:01 am

≫ Next: זו עין זו?

≪ Previous: הונאת הטיפוס (typhus) בפולין במלחמת העולם השנייה

באפריל 2009 התפרצה, בהתחלה במקסיקו ואח"כ לשאר העולם, מגיפה של שפעת שכונתה שפעת החזירים. (ראו ברשומות קודמות: כאן וגם כאן). גל גדול של תחלואה בשפעת זו, שבהיקפו היה גדול יותר מזה של שפעת עונתית, הקדים את החורף - תופעה שאינה אופיינית לזני שפעת אחרים. שיעורי התמותה היו דומים לאלו של השפעות העונתיות, אך בלט בתוכם אחוז גבוה יחסית של צעירים ללא מחלות רקע. לתופעה זו נוספה העובדה, שלשפעת החזירים מאפייניים אנטיגניים הדומים לאלה של השפעת הקטלנית של 1918 (המכונה גם השפעת הספרדית) - בה ההערכות על מספר המתים מהמחלה נעו בין 40 ל-100 מיליון). שתי עובגות אלה יצרו דאגה ניכרת ברשויות הבריאות העולמיות שחששו ממגיפה דומה לשפעת הספרדית - חששות שהתבדו, לשמחתנו, במהלך הזמן.

כמו לכל זן שפעת חדש שמופיע, מבודדים ומאפיינים אותו, ומפתחים כנגדו תרכיבי חיסון, שבהם מחסנים כדי להפחית את ממדי המגיפה. כך נעשה גם כאן, ופותחו חמישה תרכיבי חיסון שונים. באירופה השתמשו בעיקר בשניים מהם, Pandemrix, של חברת GlaxoSmithKline (ובקיצור הGSK), ו-Focetria של חברת Novartis (היום חלק מ-GSK).

תרכיב החיסון Pandemrix
המקור: Alcibiades, wikimeia commons

כ-40 מיליון איש חוסנו באירופה. כ-1300 אירופאים, מתוך כ-30.8 מיליון שקיבלו את החיסון של GSK חלו בנרקולפסיה (מחלה נוירולוגית - ראו במסגרת בהמשך) - בסמיכות לקבלת החיסון. GSK הכירה באחריותה, גנזה את החיסון ואף פיצתה את החולים. בין המחוסנים ב-Focetria , כ-6.5 מיליון, לא דווח על חולים בנרקולפסיה.

נרקופלסיה (Narcolepsy, "נרדמות"בעברית) - מחלה נוירולוגית חשוכת מרפא שהשכיחות הנורמלית שלה, לרוב בילדים, היא 5 ל-10000. המחלה המתבטאת בהרדמויות לא נשלטות, בעיקר בשעות היום, ובחוסר שינה בשעות הלילה. בחולשה זמנית (עד שיתוק) של השרירים וגם בהזיות. המחלה נובעת משיבוש התהליכים המופעלים על-ידי ההורמון היפוקרטין.

לכל הילדים שחלו (גם ללא קשר לחיסון...) יש אנטיגן זהה של מערכת האנטיגנים העצמית (HLA - ר"ת של human leukocyte antigen), בתת המערכת השנייה, HLA-DQB1*0602 המתבטא על פני התאים של מערכת החיסון, רקע גנטי זה מאפשר את קיום המחלה. אך הוא כנראה לא מספיק, ודרושים גורמים נוספים.

(תת המערכת השנייה של מערכת האנטיגנים העצמית כוללת גם את הקולטנים DQ ו-DP - שניהם הטרודימרים של שתי תת יחידות. DQA1 ו-DQB1 ו-DPA1 ו-DPB1. הקולטנים ממוקמים על פני השטח של תאים מציגי אנטיגן במערכת החיסון ובתאים אלה תפקידם "להציג"את האנטיגנים הזרים שחדרו לגוף. לכל אחת מתת היחידות יש עשרות אללים מוכרים, כך שמספר הצרופים האפשריים בבני אדם הוא גדול מאד.)

במה שונה תרכיב Pandemrix מתרכיב Focetria? התרכיב Pandemrix מכיל בעיקר את החלבון הגרעיני (nucleoprotein A, החלבון שעוטף את החומר התורשתי - RNA) של הנגיף, ואילו התרכיב Focetria מכיל בעיקר את חלבוני המעטפת של הנגיף ורק כרבע מהכמות של החלבון הגרעיני.

קבוצות מחקר רבות, מהאקדמיה וחברות התרופות, בראשות סייד אחמד (Ahmed) מחברת נוברטיס, ולורנס סטיינמן (Steinman) מאוניברסיטת סטנפורד ניסו לברר מה ב-Pandemrix גרם להופעת המחלה.

החוקרים מצאו שבין הנוגדנים, הנוצרים בתגובה החיסונית ל-Pandemrix, נוצרים גם נוגדנים הנקשרים לקולטנים של ההורמון היפוקרטין (hypocretin) בתאים של מערכת העצבים המרכזית - המעורבים בבקרה של השינה. כלומר - Pandemrix מעורר תגובה אוטואימונית כנגד אותם קולטנים, וכתוצאה מנטרול הקולטנים על-ידי הנוגדנים - מתפתחת המחלה. החוקרים איתרו את הפפטיד הקצר (21 חומצות אמיניות) - בתוך החלבון הגרעיני, שהיה מאד דומה ברצף החומצות האמיניות שלו לחלק החיצוני של הקולטן להורמון.

מתוצאות המחקר ניתן להסיק שגם נגיף השפעת הפראי עלול לגרום במחלימים, בעלי הרקע הגנטי המתאים, למחלת הנרקולפסיה. ואכן, בסין נצפתה עלייה בשכיחות הנרקופלסיה בעקבות מגיפת השפעת שהתפרצה שם (ולא היה שם שימוש ב-Pandemrix). דרוש מחקר נוסף, שיבדוק אם זו אכן הסיבה. מסקנה מעשית מהמחקר - בפיתוח חיסונים חדשים נגד נגיפי שפעת, ינסו להפחית את כמות החלבון הגרעיני.

המחקר הנוכחי עשוי לעזור לחולי הנרקולפסיה, הנוכחיים והעתידיים. וחוקרי המחלה ינסו למצוא דרך כיצד לאפשר לקולטנים של ההיפוקרטין לתפקד למרות נוכחות הנוגדנים.

והעיקר שנהיה בריאים.

לקריאה נוספת

תקציר המאמר המקורי ב-Science Translational Medicine - יולי 2015

שפעת חורפית ושפעת החזירים: אנטומיה של מחלה - "גליליאו" 130, יוני 2009

שפעת החזירים - עדכון (ינואר 2010) - "גליליאו" 138, פברואר 2010

↧

זו עין זו?

July 25, 2015, 3:58 am

≫ Next: אנזים חיידקי, המפרק ניקוטין (nicotine) כתרופה שמסייעת להגמל מעישון

≪ Previous: Pandemrix - התרכיב נגד שפעת החזירים ומחלת הנרקולפסיה (Narcolepsy)

ליצור חד תאי טורף יש מבנה דמוי עין שמורכב בעצם ממיטוכונדריון וכלורופלסט.

עין, איבר הראיה, נחשבת לפיתוח מורכב ובלעדי של יצורים רב תאיים, והיא מורכבת מתאים רבים. לכן, די מפתיע למצוא מבנה דמוי עין ביצורים חד תאיים. אך האם זו באמת עין? האם היא מבחינה באור? למה היא משמשת? לא על כל השאלות יש תשובה.

גרג גווליס (Gavelis) הוא דוקטורנט בקבוצת המחקר של הזואולוג הימי בריאן לינדר (Leander) מהמחלקה לבוטניקה של אוניברסיטת קולומביה הבריטית, הוא צפה דרך מיקרוסקופ בצלחת פטרי המכילה מים מהאוקיינוס השקט. להפתעתו, הוא מצא שם ייצור פלנקטוני טורף, שקוף, דמוי צלצל (warnowiid, מקבוצת הדינופלגלטים, המשתייכים לאצות החד תאיות), שעליו כתם דמוי עין, המכונה ocelloid. דמוי עין - כי יש בו מרכיבים המזכירים עדשה, קשתית, קרנית, ורשתית (ראו איור). החשד הראשוני שלהם היה שמדובר בעין של יצור רב תאי (למשל מדוזה) ש"נדבקה"אליו.

משמאל - כך נראה היצור הפלנקטוני במיקרוסקופ - ה"עין"בולטת בפינה הימנית התחתונה. מימין - תרשים של ה"עין"על "חלקיה"השונים.
המקור: Hoppenrath and Leander

העין - במבט מקרוב - במיקרוסקופ אלקטרונים סורק. Hoppenrath and Leander

warnowiid בתנועה

גווליס ועמיתיו לא היו הראשונים שראו את היצורים המוזרים האלה. כבר ב-1884, בתחנת מחקר בנפאל, גילה הזואולוג הגרמני אוסקר הרטוויג (Hertwig) יצור כזה בצלחת פטרי בה צפה. הוא שאב את היצור מהמים בעזרת קש, והכניס אותו לאתנול. להפתעתו ואכזבתו - היצור התפרק למספר מרכיבים שהוא לא ידע מהם. הוא לא מצא יצורים נוספים כמוהו, אך הוא תאר את מה שראה - יצור בעל עין. התאור שלו, של היצורון אותו כינה Erythropsidinium, שלא גובה בעדויות ממשיות, הותקף כלא אמין על-ידי הזואולוג קרל ווגט (Vogt). צ'רלס קופואיד (Kofoid) ואוליב סוויזי (Swezy) מצאו וציירו את היצורים אלה שוב ב-1921 לאורך החוף של האוקיינוס השקט בצפון אמריקה. הם לא הצליחו לגדל אותם, ומיעוט הממצאים לא איפשר מחקר מסודר שלהם.

עברו עוד 94 שנים עד שקבוצת המחקר של לינדר, בשיתוף עם קבוצות אחרות, מצאה אותם שוב, ולא בכמות רבה. והם נמצאו גם בצד השני של האוקיינוס השקט - בחופי יפן. - גם עכשיו הם לא הצליחו לגדל אותם במעבדה, אך הם יכלו לחקור אותם מבחינה גנטית (ומספיק היום תא אחד כדי לרצף את כל הגנום...). החוקרים ריצפו את הגנום של שני מינים של warnowiids - של Erythropsidinium(אותו תאר הרטוויג) ושל Warnowia.

גווליס הצליח גם לבודד DNA מהגופיף המכונה בתמונה רשתית (retinal body). - הוא חשב שהוא פלסטיד (כמו הכלורופלסטידות שאחראיות לפוטוסינתזה בתאי האצות והצמחים - שמקורם בחיידקים כחוליים שנבלעו על ידי האב הקדמון של האצות הירוקות והצמחים). גם לדינופלגלטים יש כלורופלסטידות - אך מקורן בחיידקים כחוליים אחרים, שנבלעו על ידי האב הקדמון של האצות האדומיות. אבי הדינופלגלטים בלע אצה אדומית, ו"אימץ"לעצמו את הכלורופלסטים שלה. אך ה-warnowiids איבדו את הכלורופלסטים שלהם במהלך האבולוציה, ולכן הם טורפים...

ואכן, נמצאו בתוך הגופיף נמצאו גנים הקשורים לתהליך הפוטוסינתזה (קליטת אנרגית שמש והמרתה לאנרגיה כימית). האם יתכן שמדובר בעצם בכלורופלסט חיצוני, שהעדשה מרכזת עבורו את האור? האם קליטת האור היא לשם פוטוסינתזה? או לצרכי ראיה או תחושת אור כלשהי שקשורה באיתור הטרף (דינופלגלטים אחרים).

ומהי הקשתית? - הסתבר שהיא בעצם מיטוכונדריון - אותו גופיף שבמרבית היצורים האיקריוטיים נמצא בתוך התא - ומקורו בחיידק מחטיבת הפרוטאובקטריה. התפקיד המקורי של המיטוכונדריון - ביצוע תהליך הנשימה האווירנית (בנוכחות חמצן). מה תפקידו כאן? הקשתית מקיפה את העדשה - שהיא אוסף של ממברנות צפופות ומקבילות. האם העדשה מקבלת מהמיטוכונדריון אנרגיה לביצוע פעולה כלשהי?

מיטוכנדריה נמצאים כמעט בכל המינים של היצורים האיקירוטיים. כלורופלסטים נמצאים בכל המינים האיקריוטיים המבצעים פוטוסינתזה. בכל אלה המיטוכונדריה והכלורופלסטים הם אברונים פנימיים. ה-warnowiids המתוארים כאן "מחזיקים"במיטוכונדריון ובכלורופלסטידים כחלק ממבנה חוץ תאי שיתכן שמשמש לתחושת אור ויתכן שלצרכים אחרים.

האבולוציה לא מפסיקה להפתיע אותנו.

לקריאה נוספת

הודעה לעיתונות - של אוניברסיטת British Columbia

המאמר ב-Nature

Gavelis, Hayakawa, White, Gojobori, Suttle, Keeling & Leander. 2015. Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired component.

כתבה בנושא מ-National Geographic, ממנה הרקע ההיסטורי.

↧

אנזים חיידקי, המפרק ניקוטין (nicotine) כתרופה שמסייעת להגמל מעישון

August 11, 2015, 4:53 am

≫ Next: מי הוריד את המשקל שלך? הסכין של המנתח או הרכב החיידקים?

≪ Previous: זו עין זו?

ניקוטין הוא חומר צמחי שמקורו בצמחי טבק, Nicotiana tabacum (בין מחצית לשלושה אחוזים מתכולת העלים), ובצמחים נוספים מאותה משפחה (משפחת הסולניים - בתפוחי אדמה, חציל, עגבניה ופלפל - אך בכמויות קטנות הרבה יותר). לרוב הוא מצטבר בעלי הצמח ומטרתו המקורית היא הרחקת חרקים. הוא רעיל לחרקים ויש אף תכשירים דוחי חרקים המתבססים עליו. בגוף האדם ניקוטין הוא אגוניסט (גורם מפעיל) לחלק מהקולטנים של הנוירוטרנסמיטר אצטיל כולין (ולכן אלה מכונים קולטנים ניקוטיניים). בני אדם רבים נוטים לצרוך ניקוטין בעישון או בלעיסה. הניקוטין מגיע למוח - שם הוא נקשר לקולטנים הניקוטיניים של האצטיל כולין. כתוצאה מכך מופרש דופמין - נוירוטרנסמיטר הגורם לזמן קצר מצד אחד לערנות, ומצד שני לתחושת רוגע ושלווה. ככל שמשתמשים בו יותר הקולטנים מאבדים את רגישותם לניקוטין - לכן הדרישה לניקוטין עולה. בסופו של דבר החומר ממכר ויש קשיים רבים בנסיונות להפטר ממנו. מלבד ההתמכרות, צריכת הטבק בעישון ובדרכים אחרות מהווה גורם ישיר למחלות שונות, חלקן קטלניות. ומעריכים שכשישה מיליון איש בשנה מתים טרם זמנם כתוצאה ממחלות אלה. המודעות לקשר בין העישון למחלות עולה. ורבים הם המעשנים שמנסים להגמל מהעישון בשיטות שונות, חלקם ללא הצלחה. האם תרופה ממקור חיידקי תוכל לעזור, לפחות לחלק מהם?

צמח הטבק
המקור - Joachim Müllerchen, wikipedia

כמו לכל חומר טבעי שממוחזר, ישנם מיקרואורגניזמים בעלי אנזימים שמפרקים את הניקוטין למרכיביו, כזנים של החיידק הקרקעי Pseudomonas putida - שבודד בשנדונג שבסין מקרקע שמתחת לעצי טבק, בחיידק הפסיכרופילי (חובב הקור) שבודד בקטבים, Octadecabacter antarcticus, ואף בחיידק קושר החנקן Rhizobium leguminosarum, ואף בזן של הפטריה Aspergillus oryzae, שבודדה מעלים של טבק. מיקרואורגניזמים אלה יכולים להשתמש בניקוטין כמקור לפחמן וחנקן יחיד, אם הוא זמין להם.

תהליך הפרוק של הניקוטין לחומצה פומרית (fumaric acid - מטבוליט נפוץ בכל התאים כחלק ממעגל חומצת הלימון) מתבצע במספר שלבים והוא נחקר בחיידק Pseudomonas putida (ראו איור).

המקור

קבוצת המחקר של קים ג'נדה (Janda) ממכון המחקר Scripps שבקליפורניה, החליטה לנסות ולנצל את האנזים NicA2 באיור (NicA) כתרופה שתעזור לאנשים הרוצים בכך, להגמל מניקוטין. הם רוצים לשלב הזרקה של האנזים לדם של הנגמלים. שם האנזים אמור לפרק את הניקוטין לחומר לא פעיל.

בשלב הראשון הם בדקו את פעילות ויציבות האנזים, שבמקור פועל בטמפרטורות נמוכות, בטמפרטורות גבוהות יותר. הסתבר, שפעילותו מוגברת עם עליית הטמפרטורות והוא ממשיך להיות יציב אך בטמפרטורה של 70 מעלות... בשלב הבא נבדקה פעילותו של האנזים בסרום אנושי - שם הוא פעל במשך שלושה שבועות. לאחר בדיקת רעילות של תוצרי הפרוק בעכברים, התברר שהם אינם רעילים.

התוצאות שלהם נראות מבטיחות, אך עולות לי מספר תהיות. האם טיפול החד פעמי יספיק, צריך לזכור שהאנזים הוא חומר זר לגוף וכשבוע עד 10 ימים אחר הזרקתו הראשונה אמורים להופיע נוגדנים כנגדו.

נמתין בסבלנות לנסיונות ליישום הטיפול בנגמלים מעישון.

לקריאה נוספת

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b06605

http://www.scripps.edu/news/press/2015/20150806janda.html
.

↧

מי הוריד את המשקל שלך? הסכין של המנתח או הרכב החיידקים?

August 27, 2015, 3:46 am

≫ Next: השנית (scarlet fever) שקטלה את הנסיכה הרומנית הראשונה._ מיקרוביולוג בטרנסילבניה I

≪ Previous: אנזים חיידקי, המפרק ניקוטין (nicotine) כתרופה שמסייעת להגמל מעישון

מי הוריד את המשקל שלך? הסכין של המנתח או הרכב החיידקים?

האם החלפת החיידקים, ללא הניתוח, תגרום לאותה תוצאה?

השמנת יתר, ביחד עם מחלות הנלוות אליה, כסוכרת ומחלות לב שונות, מהווה בעייה בריאותית חמורה. אחד הטיפולים הדרסטיים להשמנת יתר הוא ניתוח להסרת חלקים מהקיבה (bariatric surgery). הניתוח, שמקטין את נפח המזון שניתן להכניס לקיבה, מביא את התוצאות הרצויות בטווח הקצר למרבית המטופלים. הניתוח בחולי סוכרת למשל, גורם בחלק מהחולים להעלמות המחלה, ולשינויים בתפקוד מערכת העיכול שלא ממש ברור איך הניתוח גורם להם. כמו כל ניתוח יש בו סיכונים, וחלק מהמטופלים חוזרים למשקלם הקודם למרות הניתוח.

בעשור האחרון התברר, שלהרכב חיידקי המעיים יש קשר מובהק למשקל תקין וללעודף משקל. הרכב החיידקים באנשים בעלי עודף משקל שונה משמעותית מאלה בעלי משקל תקין. החלפת החיידקים באופן יזום בעכברים גרמה לעכברים רגילים לאכול יותר ולהשמין ולעכברים שמנים לאבד משקל. (ראו לקריאה נוספת).

מחקר מתמשך שפורסם לאחרונה מקשר בין שני סוגים של ניתוחים קיצור קיבה לשינוי בהרכב חיידקי המעיים - שכנראה זה הגורם לירידה במשקל. אם אמנם זה אכן כך, האם החלפת החיידקים בשיטה אחרת, שאינה כירורגית, ולכן גם עם פחות סיכונים, תביא לאותה תוצאה?

פרדריק בקהד (Bäckhed) ועמיתיו, מאוניברסיטת גוטינגן שבשוודיה, עקבו אחרי שינויי החיידקים בשתי קבוצות של 7 נשים שעברו ניתוח הקטנת קיבה לפני תשע שנים (בשתי וריאציות שונות). נשים אלה איבדו ממשקלן לא מעט מאז הניתוח, אך עדין נחשבות לבעלי משקל עודף. הפרופיל החיידקי של נשים אלה הושווה לביקורת: הפרופיל החיידקי של 7 נשים בעלות משקל עודף שלא עברו ניתוח.

מקור התמונה

הפרופיל החיידקי השתנה משמעותית אצל המנותחות, יחסית לקבוצת הביקורת, ונשמר מאז הניתוח. שתי אוכלוסיות החיידקים השונות הוחדרו למעיהם של עכברים נקיים מחיידקים. העכברים עם החיידקים של המנותחות היו עם 74 אחוזי שומן יחסית ומטבוליזם גבוה יותר יחסית לעכברים שקיבלו את החיידקים של הביקורת.

מסקנת החוקרים - צריך למצוא את הדרך לשנות את הרכב החיידקים בגוף, ללא צורך בניתוח. בנוסף צריך למצוא בדיוק איזה מהחיידקים הרבים הם האחראים לשינוי.

לקריאה נוספת

המאמר המקורי בכתב העת Cell Metabolism

על המאמרבכתב העת Science

על חיידקים, האוכל שאנחנו אוכלים, והשמנת יתר - "גליליאו" 123, 2008

↧

השנית (scarlet fever) שקטלה את הנסיכה הרומנית הראשונה._ מיקרוביולוג בטרנסילבניה I

September 5, 2015, 6:38 am

≫ Next: על כלבת ערפדים ודרקולה - מיקרוביולוג בטרנסילבניה ב.

≪ Previous: מי הוריד את המשקל שלך? הסכין של המנתח או הרכב החיידקים?

בסוף אוגוסט הגעתי לטיול, עם רעייתי,לטרנסילבניה. ערים עתיקות ויפות, נופים הרריים מדהימים, מפלים נהרות והרבה מאד מים, פרחים של סוף הקיץ. אבל אי אפשר לשכוח שאתה גם מיקרוביולוג.

סדרת רשומות זו עוסקת בנושאים מיקרוביולוגיים בהם נפגשנו בטיול.

בשנת 1866, כדי לחזק את הקשר של השלטון ברומניה עם בתי המלוכה של אירופה, פנה הפרלמנט הרומני לנסיך הגרמני קרל (Karl of Hohenzollern-Sigmaringen) שישלוט ברומניה. הנסיך החל למשול ברומניה מייד, אף שהוכתר למלך קרול הראשון רק ב-1881.

ב-1869 הוא נישא לנסיכה הגרמניה אליזבט (Elisabeth zu Wied). ב-1870 נולד בתם, מריה. שהתפרסמה כנסיכה חכמה וחברותית. ב-1874 חלתה מריה בשנית - ולמרות הטיפול המסור שניתן לה, היא לא שרדה את המחלה.

הנסיכה הרומנית הראשונה, מריה - ציור מ-1873 (1874-1870)

מחלת השנית (Scarlet Fever) היא דלקת גרון חריפה המלווה בפריחה על כל הגוף ובסימנים נוספים. סימן ייחודי אופייני הוא לשון דמויית תות. המחלה נגרמת על ידי זנים אריתרוגנים של החיידק Streptococcus pyogenes. זנים אלה מפרישים רעלן אריתרוגני שמקורו בגנום של בקטריופג ליזוגני המשולב בגנום שלהם. היום - טיפול אנטיביוטי (לרוב בפניצילין) מאפשר להתגבר על המחלה. ומקרי המוות ממנה הם ממש נדירים.

לשון דמוית תות - סימן אופייני של שנית
צילום: ויקיפדיה - von Martin Kronawitter, Kellberg

בסיפור ההיסטורי נתקלתי לראשונה במצודת פלש (Peles castle) בסינאיה (Sinaia), וגם במצודת בראן (Bran castle).

↧

על כלבת ערפדים ודרקולה - מיקרוביולוג בטרנסילבניה ב.

September 11, 2015, 5:41 am

≫ Next: בוקר טוב - "להעיר"נגיף (Mollivirus) אחרי 30,000 שנה

≪ Previous: השנית (scarlet fever) שקטלה את הנסיכה הרומנית הראשונה._ מיקרוביולוג בטרנסילבניה I

בסוף אוגוסט 2015 הגעתי לטיול, עם רעייתי,לטרנסילבניה. ערים עתיקות ויפות, נופים הרריים מדהימים, מפלים נהרות והרבה מאד מים, פרחים של סוף הקיץ. אבל אי אפשר לשכוח שאתה גם מיקרוביולוג.

זו השנייה מבין שלוש רשומות העוסקות בנושאים מיקרוביולוגיים בהם נפגשנו בטיול.

מחלת הכלבת (ראו רשומה קודמת) מהווה ברומניה בעיה חמורה. להבדיל ממדינות אחרות באירופה, ברומניה אין חובת חיסון של בעלי חיים נגד כלבת ולכן יש מאות מקרים בשנה של כלבת בבעלי חיים. המעבירים העיקריים הם שועלים. ב-2008 היו 1089 מקרים וזה עורר את הרשויות לפעול להפחתת מספר המקרים. ב-2009, 2010, ו-2011 היו 516, 469, ו-195 מקרים בהתאמה. באותה תקופה חלו ומתו מכלבת ששה בני אדם. שלושה מהם נשרטו או ננשכו על-ידי חתולים מבויתים. ושלושה האחרים ננשכו על-ידי כלבים משוטטים.

בקיצור - צריך להזהר ברומניה ממגע עם בעלי חיים ובמקרה של נשיכה או סריטה עם בעל חיים חשוד - לפנות מייד לטיפול רפואי. להזכירכם, אם מתפתחת המחלה - כבר אין מה לעשות, ואז מדובר במוות ודאי תוך ייסורים.

אך לכלבת - במיוחד כאן בטרנסילבניה, יש גם תפקיד היסטורי תרבותי חשוב:

בתחילת המאה ה-18 החלו להופיע במרכז אירופה ובבלקן הסיפורים והאגדות על הערפדים מוצצי הדם. על בסיס האגדות האלה נבנתה הדמות הבדיונית דרקולה, שבדיעבד הותאמה לה גם הדמות ההיסטורית (ולאד המשפד). יש הסוברים שלתסמינים של הכלבת (ההזיות והפחד מהמים ומהאור) ודרכי העברתה - הנשיכות - בעיקר על ידי זאבים, שהיו אז יותר נפוצים מהיום. יש חלק נכבד בהתפתחות אגדות אלה.

לקריאה נוספת

על הכלבת ברומניה - בכתב העת Germs

כלבת - לא לכלבים בלבד

↧

בוקר טוב - "להעיר"נגיף (Mollivirus) אחרי 30,000 שנה

September 20, 2015, 1:07 pm

≫ Next: שער הגופות בחומת סיביו (Sibiu) - משם סולקו במהירות מתי הדבר (Plauge) - מיקרוביולוג בטרנסילבניה ג

≪ Previous: על כלבת ערפדים ודרקולה - מיקרוביולוג בטרנסילבניה ב.

נגיף ענק חדש (רביעי במספר) התגלה בקרח שקפא לפני כ-30,000 שנה בסיביר.

עד שנת 2003 נחשבו נגיפי ה-Pox, שהתגלו בשנות הארבעים של המאה הקודמת, כנגיפים הגדולים ביותר – גודלם מגיע ל-400-350 ננומטר, והם דומים בגודלם לקטנים שבחיידקים. אותם, בניגוד לנגיפים אחרים שהיו מוכרים עוד קודם לכן, כבר התאפשר לראות באמצעות מיקרוסקופ אור. לכל נגיפי ה-Pox חלבוני מעטפת משותפים. המוכּרים ביניהם הם נגיפי ה-Variola שגורמים למחלת האבעבועות השחורות, ונגיפי ה-Vaccinia, הגורמים לאבעבועות הבקר, שבהם חיסנו בני אדם כדי למגר בהצלחה רבה את מחלת האבעבועות השחורות (ראו רשומה קודמת). – גודלם מגיע ל-350-400 ננומטר, והם דומים בגודלם לקטנים שבחיידקים,

בשנת 1992, במחוז ברדפורד שבאנגליה, תוך כדי מחקר של האמבות Acanthamoeba polyphaga, ושל חיידקי Legionella המתאכסנים בהן, התגלו גם "חיידקים"חדשים, דומים בקוטרם לסטרפטוקוקים (כ-800 ננומטר). ב-2003 התברר שאותם "חיידקים", שעד כה כונו Bradfordcoccus, הם בעצם נגיפים, ואז נקבע שמם Mimiviruses (מהמילה האנגלית Mimic - לחקות). עד 2009 הם נחשבן כנגיפים המוכרים גדולים ביותר (ראו רשומה קודמת). אז התגלו בחופי צ'ילה ואוסטרליה נגיפי הפנדורה (Pandoraviruses) דמויי הביצה שאורכם כמיקרומטר אחד (!), ורוחבם כמחצית המיקרומטר (ראו רשומה קודמת),

בשנת 2013 "החייתה" קבוצה רוסית צמח (Silene stenophylla) מפירות שהיו קפואים בקרח הסיבירי (Siberian permafrost), כ-30 מטר מתחת לפני השטח. המים קפאו, עם כל מה שבתוכם, לפני כ-30 אלף שנה (התארוך התבצע בשיטת פחמן 14). שנה אחר-כך, ב-2014, ביקשו החוקרים ג'ין מישל קלברי (Claverie) ושנטל אברגל (Abergel) מאוניברסיטת Aix-Marseille שבצרפת (שגילו את ה-Mimiviruses), דגימה של הקרח הסיבירי, שחלק ממנה הם הפשירו. הם הכניסו לתמיסה אמבות (Acanthamoeba). האמבות החלו למות, והחוקרים גילו בתוכן את Pithovirus sibericum - הנגיף הגדול ביותר המוכר, נכון לעכשיו, למדע - אורכו כ-1.5 מיקרומטר ורוחבו כ-0.5 מיקרומטר (ראו רשומה קודמת).

אך מסתבר שגוש הקרח הסיבירי עדיין לא חשף את כל סודותיו. תוך כדי המשך המחקר והאיפיון של נגיפי ה-Pithovirus, גילו החוקרים בתמיסה נגיף ענק נוסף, Mollivirus sibericum, שמתרבה בהן. הנגיף החדש, שקוטרו 0.6 מיקרומטר, אמנם קטן יחסית. גם הגנום שלו (DNA) מכיל רק 651,000 נוקלאוטידים המקודדים ל-523 חלבונים בלבד. אך הם הופתעו לגלות בתוכו חלבונים ריבוזומיים של האמבה. לנגיף החדש קרבה גנטית רחוקה לנגיפי הפנדורה.

Mollivirus sibericum
CNRS

סביר להניח שגושי הקרח הקפואים מהעבר מחביאים בתוכם סודות נוספים, שחלק מהם עתידים להתגלות - לאו דווקא במעבדה - כתוצאה מההתחממות הגלובלית של כדור הארץ. האם נגיפי אבעבועות שחורות יקומו לתחייה? או נגיפים אנושיים אחרים?

לקריאה נוספת

המאמר של החוקרים - ב-PNAS

אבעבועות שחורות - המחלה המידבקת הראשונה שהוכחדה מהעולם

Mimivirus - הרבה יותר מנגיף

נגיפי פנדורה (pandoraviruses) - הנגיפים הארציים הגדולים ביותר

נגיפי הענק (Pithovirus sibericum) שחזרו מהכפור

↧

שער הגופות בחומת סיביו (Sibiu) - משם סולקו במהירות מתי הדבר (Plauge) - מיקרוביולוג בטרנסילבניה ג

September 15, 2015, 1:06 pm

≫ Next: avermectin - התרופה נגד תולעים חוטיות - מחצית מפרס נובל לרפואה 2015.

≪ Previous: בוקר טוב - "להעיר"נגיף (Mollivirus) אחרי 30,000 שנה

זו האחרונה מבין שלוש רשומות קצרות, העוסקות בנושאים מיקרוביולוגיים בהם נפגשנו בטיול.

סיביו היא עיר קטנה ויפה אליה הגענו לביקור של יום. מאפיינים אותה גגות רעפים אדומים עם פתחים דמויי זוג עיניים.

דוגמה לעיניים של סיביו

העיר העתיקה של סיביו נבנתה במאה ה-12 והיא הוקפה בחומה שבה שובצו ארבע מצודות ו-39 מגדלי תצפית ולהגנה על העיר. במאות ה-18 וה-19 הייתה העיר פעמיים בירת הנסיכות של טרנסילבניה. ב-2007 היא הוכרזה כבירת התרבות של אירופה. מרבית החומה ושלושה מהמגדלים עומדים גם היום.

Haller BastionCezar Suceveanu, wikimedia

באחת הפינות של חומת העיר העתיקה - באזור שבו שוכן בית החולים הנוירולוגי, באזור המכונה Haller Bastion (מעוז האלר, ע"ש ראש העיר בתקופה המדוברת) יש שני פתחים בחומה. פתחים אלה - המכונים שערי הגופות, מקורם במאה ה-16, אז פרצה מגפת הדבר (Plauge) בעיר. ופרנסי העיר פרצו אותם לצורך הדחוף לסילוק הגופות של המתים מהמגפה.