מחקר על הקשר בין המיקרוביום האנושי למלחמה בנגיפים ובקורונה

3 המטבוליטים שהתגלו כלוחמים בווירוסים

על אף שבמיקרוביום האנושי ישנם אלפי סוגים של בקטריות, החוקרים החליטו להתמקד במדגם מייצג של 50 מהן. הם עשו זאת על ידי בידודן של תרכובות חיידקיות ובחינת יכולותיהן האנטי-ויראליות על תרביות של תאי מעבדה. החוקרים הפרידו בין התרביות השונות על מנת לזהות את 10 סוגי הבקטריות שצמצמו את ההדבקה הוויראלית בנגיף הקורונה ב-10% לפחות. לאחר מכן הם זיקקו את התוצאות עוד יותר על מנת להגיע לאותם מטובליטים שעשו זאת ביעילות גבוהה מ-90%. בשורה התחתונה, הם גילו לבסוף 3 מטבוליטים עיקריים שיש להם פעילות נוגדת קורונה:

• תרכובת שקרויה pyrazine 2,5-bis (BIP)
• תרכובת מסוג טריפטמין הקרויה 5-hydroxytryptamine (5-HTR)
• תרכובת שקרויה N6- adenosine (IPA)

החוקרים בדקו את כל שלושת המטבוליטים האלו, שהופקו מהמיקרוביום והציגו יכולות כנגד וירוס ה- SARS-CoV-2 וגם כנגד שורה של נגיפי RNA אחרים דוגמת קדחת צהובה ו-hPIV3. בעקבות זאת נמצא שתרכובת ה-IPA הציגה את רמת הפעילות האנטי נגיפית הנרחבת ביותר, ה-5-HTR בלמה בעיקר נגיפי קורונה, ול-BIP הייתה השפעה דומה לזאת של ה-IPA אך בטווח מעט יותר מוגבל בהשוואה אליו.

בין יתר הממצאים החשובים שלהם, החוקרים מאוניברסיטת רוקפלר גילו כי למיטב ידיעתם, זהו המחקר הראשון אי פעם שבו נמצאו מולקולות ספציפיות בעלות פעילות אנטי ויראלית שהמיקורביום האנושי מפיק.

טבעם של ״מחקי התרופות״

יתרה מכל הגילויים המעניינים האלו, אחד ההיבטים היותר משמעותיים שעולים מממצאי המחקר, הוא ששלושת המטבוליטים נוגדי הנגיפים שהתגלו חולקים תכונות דומות ל-3 תרכובות סינטטיות שהופקו על ידי מדענים ומשמשות כבר היום כתרופות לקורונה תחת אישור מנהל התרופות האמריקאי – ה-FDA:

• IPA הוא בעל מבנה דומה לרמדיסיביר – תרופה שכבר זכתה לפרסום כטיפול מונע כנגד הקורונה.
• היכולת נוגדת הקורונה של 5-HTR מקבילה לזו שנמצאה אצל אנשים שלקחו את התרופה פלובקסמין – שנועדה במקור כנגד הפרעות טורדניות-כפייתיות (OCD) אך גם נמצאה ככזו המסייעת להתגבר על תסמיני קורונה.
• BIP חולק היבטים מרכזיים מהמבנה שלו עם זה של פביפירביר – תרופה אנטי ויראלית שנלקחת דרך הפה ומחקרים קליניים הראו כי ביכולתה לטפל במקרים קלים של קורונה – לעומת רמדיסיביר שמטפלת במקרים קצת יותר מורכבים.

כשנשאל ד״ר ברדי איך מטבוליטים טבעיים ותרופות סינטטיות יכולים להיות כל כך דומים במבנה שלהם, הוא ענה: ״הנחה אחת היא שמדענים/כימאים קיבלו השראה מהטבע כדי לפתח תרופות במשך זמן רב. כך, ניתן לטעון שמה שהוטמע בתוך תעשיית פיתוח התרופות הן השראות טבעיות״. עם זאת, הוא מרחיב ואומר: ״אפשרות אחרת היא שיש מספר מוגבל של תרכובות כימיות שבולמות וירוסים, ובין אם הן זוקקו על ידי כימיה סינטטית או על ידי הטבע, בסופו של דבר המולקולות שלהם חולקות את אותם סוגי מבנים כלליים – מעין התכנסות אינטלקטואלית שכזו״.

האם המיקורביום שלנו יכול להסביר את ההשפעה השונה של הקורונה עלינו?

בהתייחס לדרך שבה המיקרוביום מתקשר עם הפיזיולוגיה האנושית, התוצאות האלו לא כל כך מפתיעות – כך אומר פרופסור דיוויד גוזל, פולמונולוג (מומחה לרפואת ריאות) מאוניברסיטת מיזורי שבארה״ב; ״זה לא צריך לבוא בהפתעה שבתוך  מערכת אקולוגית כמו המיקרוביום, יהיו תוצרים מיקרובים שמגבילים את השליטה של מיקרובים אחרים, על מנת לאפשר קיום משותף מאוזן ושלו״.

פרופסור גוזל מסביר את מנגנון הפעולה של המיקרוביום כך: ״שפולש חדש מופיע, מערכות מפותחות אבולוציונית שכאלו ייערכו על מנת לחסל את הפולש או לאפשר את היטמעותו בתוך המערכת האקולוגית תחת פיקוח, על מנת לא לסכן את שאר הקהילות שמתקיימות שם״. בהקשר של טיפול בנגיפים, ובעיקר כמובן בקורונה, מסביר פרופסור גוזל את ההשלכות המרתקות של המחקר: ״על ידי חשיפת התרכובות המופקות מיקרובית שהציגו פעילות אנטי ויראלית יעילה כנגד נגיף הקורונה, אנחנו נוכל באופן פוטנציאלי לייצור חיקויים כימיים שיתקבלו כטיפול למגפה הזו״.

מלבד זאת הוא גם אומר שהתגליות הללו מאפשרות למדענים הבנה טובה יותר האם אותם מיקרוביומים שמסוגלים לייצר את התרכובות המסוימות האלו מספקים גם ״התנגדות מסוימת להדבקה וקובעים את מידת הפגיעות של אדם למחלה הנגרמת מנגיף הקורונה״. ״במילים אחרות״, מסביר את דבריו פרופסור גוזל, ״חלק מהווריאנטים של הקורונה עלולים להתקיים במיקרוביום של אנשים שנדבקו, בנוסף לגורמים אחרים שנחקרו עד עתה – גנטיקה, תאי T וכדומה״.

שאלות גדולות, מולקולות קטנות

כשמוביל המחקר - ד״ר שון ברדי, נשאל אלו לקחים ותובנות לעתיד אנחנו בעצם נוכל לקחת ממנו, הוא ענה כך: ״הרעיון היה לחקור האם המיקרוביום האנושי מייצר מולקולות שעשויות לבלום הדבקה נגיפית. המחקר שלנו הצביע על כך שהוא בהחלט מייצר מספר מולקולות שכאלו״. אך נראה בכל זאת ד״ר ברדי צריך ל״צנן״ את ההתלהבות ולסייג, כשהוא אומר: "בנקודת הזמן הזו אנחנו לא יודעים אם למיקרוביום יש תפקיד אקולוגי בשליטה על ההדבקה או בהקלה עליה באמצעות מולקולות קטנות״. מבחינתו השאלה המעניינת שעדיין צריכה להישאל היא ״האם המחקר שלנו מייצג תגליות מבטיחות של מולקולות הבולמות הדבקה ויראלית״.

התיאוריה של ד"ר ברדי לגבי השינויים שיכולים להתרחש בעקבות המחקר שלו ושל עמיתיו היא מרחיקת לכת, ״יש סיבה להאמין שאולי תהיה כימיה חדש״, הוא אומר, ״זוהי סביבה חדשה שבה הבקטריה מתקשרת עם הנשא האנושי, שזה די שונה מהבקטריה בסביבות שונות כמו סביבת הקרקע, שממנה באות הרבה תרופות בהן אנחנו משתמשים כיום״.