מהנשמדע 29/2 - מחקרים חדשים ביותר

מה חדש?

• לב מתחדש
• מדוע יונקים ימיים נודדים?
• פענוח מבנה נגיף הקורונה החדש
• "ציקדה שעירה" חדשה למדע
• גלולה לאיחוי עצמות
• פריצת דרך בפיתוח חיסון לנגיף הקורונה
• פיתוח חדש לזיהוי חומרים מזהמים במים
• המלכודת האקולוגית של דובי הקוטב
• תאי גזע נגד סוכרת

לב מתחדש

הלב שלנו אינו יכול לחדש את עצמו: תאי שריר הלב אינם מתחלקים, ולכן איננו יכולים להחלים בצורה טובה ממחלות או פציעות לבביות. כבר לפני כמה שנים גילו חוקרים במעבדתו של פרופסור סאדק (Sadek) בטקסס שבארה"ב שזה אינו תמיד כך: מספר ימים לאחר הלידה תאי הלב שומרים עדיין על היכולת להתחלק. רק כשהמיטוכונדריה, המפעלים להפקת האנרגיה שנמצאים בתאים, מתחילים להפיק אנרגיה מחומצות שומן ולא מגלוקוז בלבד, מאבדים תאי הלב את היכולת הזו. כעת הראו אותם חוקרים במחקר חדש שכאשר מנעו באופן מלאכותי מתאי הלב של עכברים בוגרים להפיק אנרגיה מחומצות שומן, פעילות הלב הכללית השתפרה והתאים שבו להתחלק. "בסופו של דבר, נוכל לפתח תרופות שמשנות את חילוף החומרים של תאי שריר הלב וגורמות להם להתחלק שוב, מה שיאפשר ריפוי אמיתי של מחלות לב", אמר פרופסור סאדק (Sadek), ראש המעבדה. לקריאה בהרחבה (באנגלית): כאן

אלכס אברוטין

מדוע יונקים ימיים נודדים?

מינים רבים של לווייתנים ודולפינים מבלים את ימיהם במי האוקיינוסים הקפואים שבקטבים, שם הם אוכלים וגם מגדלים את צאצאיהם. אך מדי פעם בוחרים כמה מהם ללא סיבה ברורה לנדוד לאזורים הטרופיים, מרחק של עשרות אלפי קילומטרים, ולחזור חזרה. זאת למרות שהמזון אליו הם רגילים לא נמצא שם. כעת, חוקרי NOAA מציעים הסבר לתופעת הנדידה לאזורים הטרופיים  - השלת עור. יונקים צריכים, מדי פעם בפעם, להשיל את עורם - להחליף את תאי העור הישנים בחדשים. אלא שכדי שהיונקים הימיים יוכלו לשגשג במים קרים ולא יאבדו את חום גופם, זרימת הדם שלהם לעור מופחתת, מה שמאט את תהליך השלת העור. החוקרים עקבו אחר 65 קטלנים (אורקות) מארבעה מינים שונים במשך שנים ואספו מידע על התנהגות הנדידה שלהם. המידע שאספו הוביל אותם להשערה שיונקים ימיים נודדים לאזורים חמים מכיוון שהמים שם מאיצים את השלת העור, ומאפשרים להם לשמור על בריאותו. לקריאה בהרחבה על המחקר (באנגלית): כאן 

כיתוב: המחקר אמנם נעשה על אורקות, אך גם מינים נוספים של דולפינים ומינים מסוימים של לווייתנים נודדים באופן דומה | shutterstock

אלכס אברוטין

פענוח מבנה נגיף הקורונה החדש

מדענים אמריקאים פיענחו לראשונה את המבנה ברמה האטומית של חלבון ה-Spike של נגיף SARS-CoV-2, נגיף הקורונה שהתפרץ בסין מדובר בחלבון המשמש את הנגיף לחדור לתא שהוא פולש אליו. באמצעות שינויים במבנה חלבון, הנגיף מסתיר או חושף אזורים הנקשרים לתא שאליו הוא חודר, ובכך מתאים את עצמו להדבקה. בשל כך החלבון הוא יעד לפיתוח נוגדנים לנטרול הנגיף, והכרת המבנה שלו עשויה לשפר תכנון של חיסון מדויק ופיתוח טיפולים. החוקרים מתכננים להשתמש במבנה החלבון כדי ליצור קו התקפה נוסף נגד הנגיף, תוך שימוש בו לבידוד נוגדנים שהופקו באופן טבעי מחולי COVID-19 שהחלימו. החוקרים מקווים שכמות גדולה מספיק של נוגדנים תוכל לסייע בטיפול זמן קצר לאחר ההדבקה, ולהגן - למשל - על עובדי בריאות שנשלחים בהתרעה קצרה לאזור עם שיעורי הדבקה גבוהים.  כמובן שמדובר במחקר ראשוני, עם פוטנציאל לפיתוח טיפולים בהמשך.

לקריאה בהרחבה (באנגלית): כאן 

"ציקדה שעירה" חדשה למדע

חוקרים מצאו במכרה נטוש בלברדור, קנדה, כנף חרק מאובנת. על פי דפוס עורקי הכנף שהשתמרה היטב קבעו החוקרים שהיא שייכת למין לא מוכר למדע של "ציקדה שעירה", שחיה לפני כ-100 מיליון שנה. הם העניקו לסוג שאליו שייך המין החדש את השם Maculaferrum. השם מורכב מהמילה הלטינית macula, שפירושה "כתם", וניתן בגלל הכתמים המעטרים את הכנף, ומהמילה ferrum, "ברזל", מאחר שהמתכת הזו נפוצה מאוד בסלעים שבהם התגלה המאובן. כיום נותרו רק שני מינים ממשפחת הציקדות השעירות, שהיא משפחה הקרובה לציקדות המודרניות שנפוצות בכל העולם ומזוהות בעיקר בזכות הקולות הרמים שהן משמיעות. אולם הגילוי החדש שופך קצת אור על תפוצת החרקים האלו בצפון יבשת אמריקה בעבר הרחוק, ועל האבולוציה שלהם. לקריאה בהרחבה (באנגלית): כאן

הכנף המאובנת שנחקרה | קרדיט: Alexandre V. Demers-Potvin

נעם לויתן

גלולה לאיחוי עצמות

חוקרים פיתחו גלולה לאיחוי שברים בעצמות ומקווים בעתיד להשתמש בטיפול החדש עבור אנשים שנמצאים בסיכון מוגבר לשברים, כמו למשל חולי סוכרת. מחקרים קודמים הראו שחלבון הקרוי IGF-1 חיוני לבריאות העצם, ושרמה נמוכה שלו בדם מקושרת לסיכון מוגבר לשברים. לכן, כחלק מטיפול בחולים עם שברים חמורים או בעלי סיכון מוגבר לסיבוכים, מזריקים זריקות יומיות של החלבון לאזור השבר כדי לזרז את תהליך ההחלמה. במחקר החדש חוקרים מארצות הברית שיערו שאם ישתמשו בגרסה מסוימת של החלבון, ששונה מהצורה הרגילה שלו ופעילה יותר ממנה, ניתן יהיה לתת אותו כתרופה דרך הפה ועדיין לזרז את תהליך ההחלמה. הם הנדסו גנטית עלים של חסה כך שיבטאו גרסה זו של החלבון, הפיקו אותו ויצרו ממנו תרופה. כשבדקו את התרופה בעכברים ראו שרמת החלבון בדם עלתה, ושהטיפול שיפר מדדים של  נפח וצפיפות העצם, מה שמעיד על יכולות ריפוי והתחדשות טובות יותר. לקריאה בהרחבה (באנגלית): כאן 

אלכס אברוטין

פריצת דרך בפיתוח חיסון לנגיף הקורונה

חברת הביוטכנולוגיה האמריקאית Moderna הודיעה על השלמת פיתוח חיסון אפשרי ראשון נגד נגיף הקורונה החדש SARS-CoV-2. החיסון נשלח למכוני הבריאות הלאומיים של ארצות הברית לצורך בקרה ותחילת ניסוי קליני ראשון בבני אדם. החברה כתבה בהודעה לעיתונות כי עשתה מאמצים יוצאי דופן לפיתוח החיסון, תוך 42 יום בלבד מאז נקבע רצף הגנום של הנגיף. מנהל המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות של ארצות הברית מסר כי הניסוי הקליני יתחיל בחודש אפריל ויכלול כ-25 מתנדבים. הוא צפוי להסתיים בחודשים יולי ואוגוסט. החיסון קרוי  "mRNA-1273" והוא מבוסס על מולקולה מסוג RNA שליח (mRNA), חומר גנטי שאומר לתאים אילו חלבונים לבנות. ה-RNA השליח של החברה יגרום לתאי המחוסנים לייצר חלבון של נגיף הקורונה הקרוי Spike, ומשמש את הנגיף לחדור לתאים שהוא מדביק. תאי המחוסנים יציגו את החלבון לתאי מערכת החיסון וכך יעוררו תגובה חיסונית חזקה, המחקה את התגובה הטבעית לנגיף ובתקווה תגן על הגוף מפני הדבקה במקרה שיחשף לנגיף הקורונה. במידה והניסוי יסתיים בהצלחה, מצפים לטיפול עוד לפחות שני ניסויים קליניים לפני שיקבל אישור לשימוש.

להרחבה בכתבה באתר מכון דוידסון - לחצו כאן 

המטרה: החלבון שמאפשר לנגיף לחדור לתאים. איור של נגיף קורונה, ה-Spikes צבועים בכחול | מקור: Science Photo Library

נעם לויתן

פיתוח חדש לזיהוי חומרים מזהמים במים

מכשיר קטן וידידותי יאפשר לאבחן נוכחות של מזהמים במקורות המים.מקורות מים שנמצאים בשימוש האדם מכילים לעתים שאריות של מתכות כבדות כמו עופרת וארסן, תוצרי פירוק של תרופות שונות וחומרים מזהמים אחרים, שחשיפה ממושכת אליהם עלולה להזיק לבני אדם ולבעלי חיים. היום, כדי לנטר את החומרים האלו צריך לאסוף ליטרים רבים של מים, לטפל בהם ואז להובילם למעבדות מרוחקות לאבחון וזיהוי - תהליך מסורבל, איטי ובזבזני. במחקר החדש, חוקרים מ-MIT  ניסו לעקוף את הצורך בהעברה של כמויות גדולות של מים למרחקים ארוכים. הם פיתחו שיטה פשוטה ויעילה יותר, המבוססת על מכשיר קטן שסופח אליו את החומרים המזהמים מתוך המים ומשמר אותם במצב יבש בזמן המשלוח. בניסויים במעבדה החוקרים טבלו את המכשיר בתוך דגימת מים שבאופן מכוון הוסיפו לה מגוון גדול של מתכות כבדות ומזהמים אחרים, ומצאו שהמכשיר הצליח לשמר בתוכו 94 אחוזים ממגוון המזהמים שהיו במים. עלות הייצור של הפיתוח החדש נמוכה מ 2$ והחוקרים מקווים שהוא יאפשר לשמור על מקורות המים בצורה טובה יותר, במיוחד במדינות מתפתחות שבהן מקורות המים דלים והאפשרות להובילם למעבדה מוגבלת. לקריאה בהרחבה(באנגלית): כאן

החוקרת אמילי האנהאוזר מציגה את המכשיר החדש, Melanie Gonick/MIT

אלכס אברוטין

המלכודת האקולוגית של דובי הקוטב

הפשרת קרחונים בקוטב הצפוני עלולה ליצור מלכודת אקולוגית לדובי הקוטב. מלכודת אקולוגית היא מצב שבו אוכלוסייה מסוימת של בעלי חיים בוחרת בית גידול שתנאיו אינם מיטביים עבורה, מה שעלול להתרחש למשל בעקבות שינויים סביבתיים מהירים. בעשורים האחרונים בגלל התחממות כדור הארץ וההפשרה המואצת של הקרחונים בקוטב הצפוני, כרבע מדובי הקוטב בוחרים לנטוש את קרחוני הים בחודשי הקיץ לטובת האזורים היבשתיים. שחייה מהקרחון ליבשה כרוכה בהוצאת אנרגיה רבה, לכן רוב דובי הקוטב מעדיפים להישאר על הקרחונים, ולסבול מחסור במזון. חוקרים מארצות הברית עקבו באמצעות משדרים לוייניים ושעונים חכמים אחרי חמש דובות קוטב בוגרות וחישבו את ההוצאה האנרגטית שלהן. הם גילו שהמעבר ליבשה אמנם יקר מבחינה אנרגטית, אך שם הדובות נהנו משפע של מזון, ובחישוב הכולל הרוויחו יותר מהדובות שנשארו על הקרח. החוקרים חוששים כי ההחלטה להישאר על הקרח ולצום, היא למעשה מלכודת אקולוגית, שבה הדובים בוחרים בבית הגידול המוצלח פחות. לקריאה בהרחבה (באנגלית): כאן 

מחיר השחייה לחוף כבד, אך משתלם בסוף המסע | shutterstock

אלכס אברוטין

תאי גזע נגד סוכרת

חוקרים ריפאו סוכרת מסוג 1 בעכברים, באמצעות תאי גזע. חוקרים מארצות הברית מצאו דרך חדשה להפוך תאי גזע לתאי בטא מפרישי אינסולין, והשתילו אותם בלבלב של עכברים עם סוכרת מסוג 1, בה הלבלב אינו מייצר את ההורמון. לטענתם, הטיפול ריפא את העכברים בתוך שבועיים בלבד. האתגר העיקרי במחקר היה לגרום לתאי הגזע להתמיין רק לתאי בטא של הלבלב, ולמנוע מהם לקבל גורל של תאי לבלב מסוג אחר. החוקרים גילו שעל ידי שליטה בחלבון שנקרא אקטין, המרכיב את השלד התוך תאי , הם יכולים לשלוט על התנועה של המולקולות שגורמות לתאים להתמיין כשהן עוברות ממקום למקום בתוך התא, ובכך לכוון את ההתמיינות בצורה מדויקת יותר לתאי בטא. "בצורה הזו הצלחנו לייצר יותר תאי בטא, שעבדו בצורה טובה יותר בעכברים. חלקם נשארו בריאים למשך יותר משנה", אמר ג'פרי מילמן, ראש המעבדה שבה נערך המחקר. לקריאה בהרחבה (באנגלית):  כאן 

אלכס אברוטין