אחד האתגרים המשמעותיים שעומדים בפני הרפואה במאה ה-21 הוא ההתמודדות עם העמידות לאנטיביוטיקה שמפתחים זנים רבים של חיידקים מחוללי מחלות. התופעה הזאת הולכת ומתפשטת ועוד ועוד חיידקים מסוכנים אינם מגיבים לתרופות הקיימות. כבר עכשיו יש סימנים להתפרצויות מחודשות של מחלות שהרפואה במאה הקודמת הצליחה במידה רבה לרסן, דוגמת השחפת.
תרופות אנטיביוטיות הן חומרים שמעכבים פעילויות חיוניות לקיומם של חיידקים על ידי כך שהם נקשרים לאנזימים בתא החיידק ומעכבים את פעילותם. דוגמה מפורסמת היא הפניצילין, שמכיל חומר שנקשר לאנזים טרנספפטידאז (Transpeptidase) האחראי על בניית דופן התא של החיידק. עיכוב של האנזים הזה מקשה על החיידק לבנות את הדופן שלו ומשאיר אותו הרבה יותר פגיע, עד כדי התפרקות ספונטנית.
הבעיה מתחילה כשמופיעה מוטציה, שמונעת מהאנטיביוטיקה להיקשר ביעילות לאתר הפעיל באנזים ולכן מקטינה את הרגישות של החיידק לאנטיביוטיקה. עם הזמן העמידות הולכת ומשתכללת ומגיעה לפעמים לעמידות מלאה. מהלך הפיתוח של אנטיביוטיקה יכול לארוך בקלות עשרים שנה, בעוד העמידות מופיעה תוך שבועות ספורים (ראו הסבר על המנגנון במאמר אבולוציה בעידן המודרני). המצב הזה אינו סימטרי כלל ורשויות הבריאות בעולם מודאגות מאוד, ובצדק רב, מהבעיה הזאת.
רוב התרופות האנטיביוטיות פותחו מחומרים שבהן השתמשו במקור חיידקים ופטריות כדי להרוג זה את זה בתוך האדמה, ועל כן הקרקע היא מקום מצוין לחפש בו חומרים אנטיביוטיים חדשים. בינואר 2014 התפרסם מחקר של חוקרים מגרמניה וארה"ב שבו הם דיווחו שהצליחו לזהות אנטיביוטיקה חדשה. החוקרים ביקשו לנצל את ריבוי החיידקים והפטריות בקרקע כדי לחפש סוגי אנטיביוטיקה חדשים אך הבעיה העיקרית שעמדה בפניהם הייתה הקושי לגדל חיידקי קרקע במעבדה. הפתרון היצירתי שמצאו היה להשתמש בשבב (התקן עם הרבה תאים זעירים ומבודדים) שבו גידלו חיידקים בתוך קרקע מדוללת עם תוספת של חומרים מזינים.
הפתרון עבד ואחרי שסרקו את החומרים שנוצרו בתאים הללו הם הצליחו לבודד כ-25 חיידקים שונים שמייצרים חומרים אנטיביוטיים. אחד מהם משך במיוחד את תשומת לבם של החוקרים: מדובר באנטיביוטיקה שהם קראו לה טייקסובקטין, והיא הוכיחה את יעילותה נגד סוגים רבים של חיידקים, ביניהם חיידק הטוברקולוזיס (שחפת) וכמה מיני סטרפטוקוקוס וסטפילוקוקוס, חלקם כאלה שכבר פיתחו עמידות לאנטיביוטיקות אחרות.
החשש העיקרי שהטריד את החוקרים היה שגם מול האנטיביוטיקה החדשה החיידקים יפתחו עמידות במהירות, ולכן הם רצו לראות כמה זמן נדרש לחיידקים לפתח עמידות. הם בחרו לבדוק שני קילרים רציניים: חיידק סטפילוקוקוס זהוב מזן שצבר עמידות מרובה לאנטיביוטיקה וחיידק השחפת העמיד לאנטיביוטיקה. בשני המקרים, אחרי חשיפה של חודש (משך זמן שנחשב ארוך) למינונים נמוכים של התרופה, לא נוצרו חיידקים מוטנטים עמידים לטייקסובקטין.
החיידקים לא פיתחו עמידות לאנטיביוטיקה בטיפול ארוך של חודש (אדום), לעומת אנטיביוטיקת הביקורת (סגול) שנגדה פיתחו עמידות | LL Ling et al. Nature 000, 1-5 (2015) doi:10.1038/nature14098
מכאן הסיקו החוקרים שמנגנון הפעולה של האנטיביוטיקה הזאת רחב מספיק בשביל להקשות על החיידק לפתח עמידות, והם ניסו לפענח אותו. הם גילו שהטייקסובקטין נקשרת לאבני הבניין של הדופן. בעקבות זאת החיידק לא מצליח להרכיב את הדופן ומתפורר. בנוסף, האנטיביוטיקה לא נקשרה לדנ"א ולא פגעה בתרביות תאים, דבר שמרמז על היותה תרופה בטוחה.
לבסוף בדקו החוקרים את יעילות האנטיביוטיקה החדשה גם על עכברים. הם גילו שגם אצלם היא הצליחה לרפא זיהומים לא פחות טוב מכמה וכמה תרופות אנטיביוטיות אחרות, כשהפעילו אותה בכמה צורות טיפול נגד חיידק הפנאומוניה הגורם לדלקת ריאות.
למחקר הזה יש חשיבות רבה מכמה היבטים. ראשית, לראשונה אחרי שלושים שנות יובש הצליחו לפתח תרופה אנטיביוטית חדשה. שנית, נמצא שגם אחרי טיפול ארוך באנטיביוטיקה במינונים נמוכים לא התפתחה עמידות. ולא פחות חשוב מכך – נמצאה דרך מצוינת לגלות חומרים אנטיביוטיים חדשים, ובאופן כללי לחקור מיקרואורגניזמים מהאדמה.
אם כן, כעת נותר לנו להמתין בסבלנות 7-6 שנים כדי לראות אם התרופה תענה על הציפיות ממנה, תעבור בשלום את הניסויים הקליניים ותציל את חייהם של חולים רבים.
ד"ר ארז גרטי
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך במענה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
