במחקר חדש נמצא: נגיפים קוטלי חיידקים עשויים להחליף את האנטיביוטיקה

בד בבד לתהליכים אלו, בעיה נוספת שקיימת כיום היא שקווי היצור והאספקה של תרופות חדשות לא ממש מתפקדים – כי התמריץ הכלכלי של חברות התרופות לפתח כאלו בפרק הזמן הנוכחי קטן למדי. זאת מכיוון שלא כמו תרופות אחרות, כדוגמת סטטינים למשל, אנשים נוטים ליטול אנטיביוטיקה רק למספר קצר של ימים, ובכל מקרה סביר להניח שבמצב הנוכחי תרופות אנטיביוטיות חדשות יהפכו לכאלו שרופאים שומרים כמוצא אחרון - על מנת להימנע משחיקה שלהן ולנסות ולהגן על היעילות המסוימת שעוד תיוותר להן מול חיידקים שהופכים ליותר ויותר עמידים.

הפתרון לעמידות האנטיביוטית: הכירו את הבקטריופאג'ים

בגלל כל האמור לעיל, המדענים ומומחי הבריאות של ימינו מחפשים בנרות לגייס פתרונות חדשים שיעזרו להחליף את האנטיביוטיקה – והאחד שעומד כרגע חזק על הפרק נקרא בקטריופאג'. מדובר למעשה בסוג של נגיפים ששמם הוא הלחם של המילים "בקטריה" ו"פאגאין" ("לאכול" ביוונית), וביחד נוצר איפו ביטוי שמשמעותו "טורף חיידקים" – פשוטו כמשמעו.

ה"פאג'ים", כפי שהם כבר מכונים בחיבה בעולם הרפואה, פולשים אל תוך החיידקים עצמם וגורמים למנגנון התאי שלהם לשכפל את עצמו פעם אחר פעם – בתהליך שבסופו של דבר הורג את החיידק. הבקטריופאג'ים נחשבים כיום ל"ישויות הביולוגיות" הנפוצות ביותר בעולם כולו – ועל ידי כך שהם שומרים על הבקטריות מאוימות מפניהם הם עוזרים להגן על האיזון הבריא שבין המיקרואורגניזמים שבעולמנו.

אך הגילוי של הבקטריופאג'ים ממש אינו דבר חדש – נהפוך הוא; כבר לפני יותר מ-100 שנה המיקרוביולוג הצרפתי פליקס ד'הרל חשף את דבר קיומם של הנגיפים האלו ואף נתן להם את שמם והציע את הרעיון בדבר כך שהם עשויים להוות טיפול נגד זיהומים בקטריאליים. ב-1919 הוא אפילו השתמש בקוקטייל בקטריופאג'י שהוא רקח על מנת לטפל ב-4 חולי דיזנטריה, כשהוא סייע להם כך להחלים.

אז מה קרה מאז? למה עדיין – אם אתם לא עוסקים בתחומי הרפואה והביולוגיה – כנראה שטרם שמעתם על הבקטריופאג'ים? כי עם התפתחות עולם התרופות האנטיביוטיות בעלות היעילות הגבוהה בעשורים שלאחר מכן, הטיפול הבקטריופאג'י הלך, דעך ונעלם מסיבות כאלו ואחרות – בעיקר כי האנטיביוטיקה הייתה אז באמת משמידת-כל מבחינת חיידקים וקלה לשימוש. אך הנה בחלוף יותר מ-90 שנה היעילות האנטיביוטית הולכת ודועכת, העמידות החיידקית בפניה גואה – והפאג'ים "חוזרים לאופנה" וזוכים לתחייה מחדש, שמתבטאת למשל במחקר עדכני עם תוצאות מאוד מעניינות ומבטיחות.

המחקר החדשני שהראה – כך הבקטריופאג'ים עוצרים את החיידקים

עד היום אחד האתגרים העיקריים של החוקרים היה לשחזר בתנאי מעבדה כיצד ה"פאג'ים" והגופים החיידקיים המארחים שלהם יתנהגו בתוך הגוף האנושי. מה שקרה הוא שכאשר מדענים גידלו בקטריות ופאג'ים ביחד במבחנה, החיידקים הצליחו מהר מאוד לפתח עמידות גנטית בפני הנגיפים – והתוצאות לא היו משביעות רצון.

עם זאת, במחקר חדש ופורץ דרך בתחום שנערך בבריטניה וממצאיו פורסמו בכתב העת PLOS Biology באוקטובר 2021, נמצא כי בסביבת מחקר המדמה באופן טוב יותר את כל הפינות והתאים הקטנים של הגוף האנושי, כגון הנימים או נאדיות הריאה, החיידקים אינם מצליחים לפתח את אותה עמידות גנטית בפני הפאג'ים. משמעות תוצאות אלו ברורה מאוד; זה אומר שאפילו אם החיידקים מצליחים לשרוד במקומות האלו בגוף, הבקטריופאג'ים מסוגלים למנוע מהם להתרבות ולהגיע לצפיפות שיוצרת מחלות מסוכנות.

ד"ר סטפנו פגליארה, ביופיזיקאי מאוניברסיטת אסטר שבאנגליה והעורך הבכיר של המחקר החדש, מזהיר כי "עמידות אנטיביוטית עלולה להתברר כרוצחת גדולה עוד יותר מנגיף הקורונה אם לא נמצא דרכים חדשות להילחם בזיהומים. טיפול פאג'י מציג הבטחה גדולה בהיותו חלק מן התמונה, והמחקר שלנו עוזר להתגבר על כמה מהמכשולים שהיו עד כה, על ידי כך שהוא מדמה כיצד בקטריות יתנהגו בכלי הדם הקטנים של גופנו".

אז מה בדיוק עשו אחרת החוקרים במחקר שלפנינו כדי להגיע לתוצאות המבטיחות האלו? התשובה היא שהם השתמשו בטכנולוגיה מדעית הנקראת מיקרופלואידיקה, על מנת לחקות את אותן סביבות זעירות בגוף שמגבילות את הגישה והתנועה של החיידקים והנגיפים. הטכנולוגיה המיקרופלואידית אפשרה לחוקרים להחדיר חיידק בודד לתוך תעלה בקוטר אלפית המילימטר, ואז לשלוט בסביבה שלו ולנטר אותה. החלל הצר שבאותה תעלה, הדומה יותר למה שקורה בתוך גוף האדם מאשר לתנאי מעבדה ולמבחנות, מונע מן התא החיידקי לנוע בסביבה בחופשיות או להתחלק במהירות על מנת לייצר מושבת חיידקים. בתנאים הללו השוו החוקרים את השפעתו של נגיף בקטריופאג'י בשם T4 על חיידק  מסוג אי-קולי – בסביבה פתוחה מול סביבת התעלה הצרה. 

התוצאות של ההשוואה הזו הן פשוט מרתקות, ומלמדות אותנו שיעור מעניין על עולם החיידקים; המדענים גילו שבסביבה הפתוחה אוכלוסיית החיידקים גדלה במהירות – ואז כשהיא פוגשת בנגיפים הפאג'ים היא מתרסקת ומתכווצת. אך לאחר זמן מה בנוכחות הפאג'ים, אוכלוסיית החיידקים מתאוששת וחוזרת לגודלה המקורי – מה שמצביע על כך שהגורמים החיידקיים פיתחו עמידות גנטית. לעומת זאת בסביבה הצרה המחקה את פנים גוף האדם, התגלתה תופעה שונה לחלוטין – במפגש עם הפאג'ים האוכלוסייה החיידקית לא מתמוטטת או מושמדת לגמרי, אלא רק מתפתחת וצומחת הרבה יותר לאט. בתנאים הדומים לגוף האנושי נמצא כי החיידקים שורדים את "מתקפת" הפאג'ים לא על ידי פיתוח של עמידות גנטית אלא על ידי צמצום או ויסות מטה של מספר הקולטנים שבדפנות התא שלהם, אלו שבהם משתמשים הנגיפים כדי לחדור אל תוך החיידק.

השורה התחתונה היא שבצורה הזו הפאג'ים מצליחים לשלוט באופן מבוקר בגודל אוכלוסיית החיידקים – זאת מבלי למחוק אותם לחלוטין מצד אחד ומבלי לגרום להם בהמשך לפתח עמידות גנטית הישרדותית מן הצד השני.

אל תמהרו להספיד את האנטיביוטיקה: השלב הבא – קוקטייל פאג'י-אנטיביוטי

ד"ר אדזה ווסטרה מאוניברסיטת אקסטר, העורך השותף במחקר, מציין ש"המחקר שלנו מצביע על כף שאם נמצא דרכים חדשות לעודד היווצרות קולטני פאג' בחיידקים, נוכל לשפר את ההיתכנות של טיפול פאג'י כחלופה בת קיימא לתכשירים האנטיביוטיים". עם כל זאת, אין צורך להתחיל להספיד לחלוטין את האנטיביוטיקה; ד"ר פגילרה מאמין שהאסטרטגיה הטובה ביותר להילחם בזיהומים חיידקיים מבלי לטפח זנים חדשים בעלי עמידות גנטית היא לשלב את את הפאג'ים ואת התרכובות האנטיביוטיות לכדי שיטת טיפול אחת חדשה.