פריצת דרך מדעית כחול לבן: חוקרים בפקולטה בטכניון גילו כי חיידקי המעי משנים את התנהגותם בתגובה למחלות מעי דלקתיות באמצעות "מנגנון היפוך DNA" - שבו הם משנים את החומר התורשתי בגרעין התא שלהם. הממצאים שעשויים להוביל לדרכי טיפול חדשות במחלות דלקתיות. הידיעה המחדשת התפרסמה היום (שני) בכתב העת המדעי Cell Host & Microb.
זו לא סתם תחושת בטן: זינוק מדאיג בתחלואת המעי הדלקתי
לראשונה בישראל: הכשרת עובדי היי-טק בטכנולוגיה קוונטית
חיידקי המעי הם קהילה משמעותית ביותר במיקרוביום האנושי – קהילת החיידקים שבגופנו. חיידקים אלה התפתחו במשך מאות מיליוני שנים באבולוציה משותפת (co-evolution) עם האדם ועם אבותיו, עד שכיום איננו יכולים לחיות בלעדיהם; הם חיוניים לתפקודה התקין של מערכת החיסון ולבריאותו של הגוף כולו.
המעי הוא איבר דינמי מאוד המשתנה ללא הרף מבחינה מבנית, מכנית וכימית, וחיידקי המעי נדרשים להתמודד עם הדינמיות הזו. אחת התכונות העשויות לסייע להם בכך היא גמישות (פלסטיות) – היכולת לעבור שינויים גנומיים מהירים בתגובה לשינויים בתנאי הסביבה. חוקרי הפקולטה לרפואה ערכו אנליזה של דגימות מחולים במחלות מעיים דלקתיות וגילו כי במצבים של דלקות מעי, כגון קוליטיס וקרוהן, מתרחש בחיידקים שינוי בגנים הגורם להיפוך מקטעים בחומר התורשתי DNA. היפוכים אלו משפיעים על ביטוי גנים וגורמים לחיידקים "לכבות" או "להדליק" את ייצורן של מולקולות וחלבונים שונים.
את המחקר הנחתה פרופ' נעמה גבע-זטורסקי. מובילי המחקר היו הדוקטורנטים שקד קרסו, רואן זעאתרה והייתם חג'ו. עוד הובילו בוגרת המעבדה דנה קדוש-קריטי, ועמית המחקר היה ד"ר טל גפן, וכן בוגר הטכניון ד"ר איתי שרון ממכון מיגל, פרופ' יהודה חוברס וד"ר סיגל פרסמן מהקריה הרפואית רמב"ם לצד חוקרות בארצות הברית ובספרד.
בהמשך המחקר התמקדו החוקרים באחד החיידקים הנפוצים במעי Bacteroides fragilis. חיידק זה מכסה את עצמו בשכבה של מולקולות רב-סוכריות מסוימות הנקראות Polysaccharide A (PSA), שביכולתן להפעיל Tregs - תאי T רגולטוריים של מערכת החיסון המדכאים תגובה חיסונים מוגברת ובכך עשויים להשפיע על הפחתת דלקת.
היפוך DNA בחיידק זה יכול לשנות את סוג המולקולות הרב-סוכריות המכסות את החיידק. החוקרים מצאו שבמצב דלקתי במעי מתרחש היפוך DNA בחיידק Bacteroides fragilis אשר "מכבה" את ייצור המולקולות רב-הסוכריות בעלות ההשפעה המשככת על מערכת החיסון.
בנוסף, החוקרים מצאו קשר בין היפוכי ה-DNA בחיידקים אלו לבין נגיפים חיידקיים במעיים. נגיפים אלה, המכונים בקטריופאג'ים, ידועים בכך שהם מדביקים והורגים חיידקים. במחקר הנוכחי מצאו החוקרים שנגיפים אלה יכולים לגרום לשינוי התנהגות החיידקים ולשינוי השפעתם על מערכת החיסון. החוקרים מצאו שהבקטריופאג'ים גורמים לחיידקים "לכבות" את ייצור מולקולות ה-PSA, מה שמשפיע על תאי ה-Tregs של המערכת החיסונית. את התופעה איששו החוקרים גם בחולים וגם בעכברי מודל.
"בעקבות ניתוח ממצאים שאספנו ביותר מ-2,000 אנשים חולים ובריאים, אנחנו מבינים שבמחלות המעיים כמו קוליטיס וקרוהן החיידקים משנים את הדרך שבה הם מפעילים או מדכאים את מערכת החיסון" מסבירה פרופ' גבע-זטורסקי.
"ההסבר שלנו הוא שאותה גמישות בגנים של החיידקים שהתפתחה במהלך האבולוציה מספקת לחיידקים גמישות, וכך מסייעת להם להתאים את עצמם למחלת המעיים. הבנה של תפקיד החיידקים בהתפתחות דלקות מעיים ובחומרתן עשויה לקדם טיפולים חדשניים המכוונים לחיידקים אלה. מחקר זה מהווה פתח למחקרים עתידיים הבוחנים את פעילות החיידקים כתלות בתנאי סביבת המחייה שלהם בגוף האדם ואת ההשלכות על בריאותנו", הוסיפה.