חיידק הוא ידידו הטוב של האדם

ד"ר ניסן יששכר סיים פוסט דוקטורט במכון וייצמן למדע, ואחד נוסף במחלקה לאימונולוגיה בפקולטה לרפואה של הארוורד. לאחר שחזר לישראל הוא הקים מעבדה במכון לננוטכנולוגיה וחומרים מתקדמים בבר-אילן, שבה הוא חוקר את כוחות הריפוי המיסטיים של חיידקים "טובים" הקיימים במערכת העיכול שלנו. הוא משתמש בתרביות מיקרו-פלואידיות כדי לחקור כיצד החיידקים הללו משפיעים על המערכת החיסונית שלנו, בכוונה לרפא מחלות כרוניות דלקתיות ואוטו-אימוניות.

הקשר מוח-מעי-מיקרוב

המדע מודע לקיומים של חיידקי מעי "טובים" כבר זמן רב. לפחות מאז שתוארו על ידי איליה מצ'ניקוב, שזכה בפרס נובל לרפואה בשנת 1908. למרות שהתיאוריה המדעית סברה כי חיידקים אלה חיוניים לשמירה על בריאותינו, המדענים די התעלמו מהם עד לאחרונה, משום שאת רובם לא ניתן לגדל בתנאי מעבדה. כיום, תודות לטכנולוגיות רצף דנ"א מתקדמות, אנחנו יודעים שהמעי האנושי מכיל יותר מ 1,000 זנים שונים של בקטריות "טובות" (המכונות חיידקי מעי), שבעצמן מכילות פי 100 יותר גנים מאשר הגנום האנושי כולו.

במהלך עבודתו באוניברסיטת הארוורד, ד"ר יששכר יצר שבב מיקרופלואידי שמיועד לבחינת חלקי רקמות מעי שלמים מחוץ לגופם של עכברי מעבדה, על מנת לבחון את ההשפעה של חיידקי מעי על התפקוד של מערכת החיסון בעכברים. כדי להבין את המנגנונים שפעילותם נפגמת בזמן מחלה, יששכר החליט לגלות כיצד תאים שחיים במעי מתקשרים עם חיידקי מעי רגילים. הניסוי הוביל לגילוי מפתיע, שפורסם במגזין Cell בשנת 2017 –  חיידקי מעי גורמים למערכת העצבית במעיים להפריש ניורופפטידים- מולקולות תקשורת נוירולוגיות. "הנוירונים הללו חשים בבקטריה בצורה ייחודית ותוך שניות מנפיקים איתות מולקולרי. גילינו שבקטריות מסוימות מעודדות תגובה פרו-דלקתית במערכת החיסונית (שרצויה למשל בטיפול בסרטן), ואחרות מפעילות תגובתיות אנטי דלקתית – שמתאימה למחלות דלקתיות במעיים כגון קרוהן," מסביר יששכר.


סימולציה של מחלות מעיים

עם חזרתו מארה"ב, ד"ר יששכר הצטרף לפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת בר-אילן, ולמכון לננוטכנולוגיה, שבו בנה מעבדה הכוללת מכשור מיקרופלואידי  מתקדים שמחקה את התנאים הקיימים בתוך המעיים.

"אנחנו משתמשים בציוד מתוחכם לניטור אינטראקציה בין מערכת החיסון במעי, מערכת העצבים במעיים ("המוח הקטן" שמווסת את המעיים) והמיקרוביוטיקה במעיים," הוא מסביר.

חלקים ממעי העכברים נמסרים ונבחנים במעבדה. החוקרים משתמשים במזרקים זעירים כדי להזריק חיידקים, תרופות, ושאר ממריצים ישירות לרקמות. בניגוד לניסויים בצלחות פטרי, טכניקה מהפכנית זו מאשפרת שליטה מלאה בכל תנאי הניסוי, תוך שימור הרקמה הטבעית ומבנה התא.

החוקרים יכולים לבחון שינויים בחיידקי המעי הקשורים לסרטן ולמחלות אוטואימוניות, גורמים תזונתיים או תרופות. "בימים אלה אנחנו בוחנים את המיקרוביום של חולי סרטן הסובלים ממוקוזיטיס – תופעת לוואי נפוצה של כימותרפיה הנגרמת מדלקת ופצעים בדופן המעי. מכיוון שלא ניתן לרפא מחלה זו, מזון וחיידקים יכולים לחדור בקלות דרך רקמות המעי הפנימיות, ולהציב סיכון ממשי לזיהום", אומר יששכר.

ידוע שכימותרפיה היא רעילה לחיידקי המעי. צוות המעבדה של יששכר בודק האם שיבושים בחיידקי המעי במהלך כימותרפיה הן הגורם לדלקות במעי, ואם כן, האם הפעלת המיקרוביום במעי תוכל להקל על השפעות הכימותרפיה. הצוות השתמש בטכניקה חדשה שהם פיתחו לגילוי בזמן אמיתי של שינויים ברמת החדירות במעי. הם גילו שחדירות גבוהה במעי לאחר כימותרפיה עלולה להיות מושפעת מבקטריות מסוימות שגורמות למעי חדיר יותר לבקטריות.  

"המטרה שלנו היא לזהות בקטריות בעלות איכויות תרפויטיות, ואת השפעתן על המערכת החיסונית. אם נוכל להבין כיצד הן מתפקדות ברמה המולקולרית, נוכל להאיץ את פיתוח הטיפולים המבוססים על מקרוביום מותאם אישית, על ידי שימוש בבקטריות יעילות מסוימות. מחקר זה יוכל לשאת בשורה חדשה לחולים במחלות כגון IBD IBS, קרוהן, סכרת מסוג 1, שיגרון, דלקות במעי הגס וסרטן," מסכם יששכר.

צוות המעבדה של יששכר כולל 8 חוקרים עסוקים, ביניהם עולים חדשים ממילאנו, פריז וניו יורק. הצוות משתף פעולה עם קבוצות מחקר מובילות בצפון אמריקה ואירופה, ועם בתי חולים ואוניברסיטאות בישראל.

לכתבות נוספות...