רשימות על מדע ופיוטים קצרים | דודי גולדמן

תגלית פורצת-דרך של מדעני האוניברסיטה העברית מתפרסמת בNature: החיידקים עוקבים אחרי זמני נטילת התרופה, מפעילים "מנגנון השהייה" ומתחמקים מאנטיביוטיקה

פרופ' נטלי בלבן

פרופ' נטלי בלבן

החוקרים הישראלים גילו: החיידקים ערמומיים! עוקבים אחרי זמני לקיחת התרופות שלכם? גם החיידקים עושים את זה – מדענים מישראל גילו איך עובדים החיידקים, במטרה לגלות איך לעבוד עליהם בחזרה.

מאת: דודי גולדמן

במלחמה הקשה שבין האדם לבין החיידקים מחוללי המחלות והזיהומים הגורמים למוות מיוסר, הצליח המדע להציל מיליוני בני אדם בכל העולם, בזכות פיתוח האנטיביוטיקה. במשך שנים, התרופות האנטיביוטיות הצליחו לקטול את החיידקים מחוללי המחלות ולהציל חיים של בני אדם. אבל בשנים האחרונות שיכללו החיידקים את מאבקם ופיתחו עמידות גדלה והולכת מול תרופות אנטיביוטיות רבות. הרופאים, שהם חיילי קו החזית במאבק הזה, מתחננים מהמדענים לקבל "תחמושת יעילה" יותר, אבל בינתיים לא נמצא פתרון יעיל.

והנה, בימים אלה הסתיים מחקר של מדענים באוניברסיטה העברית, שעתיד לשנות את שדה הקרב שבינינו לבין החיידקים. חוקרים מהמכון לפיזיקה בירושלים עקבו אחרי התהליך האבולוציוני שעברו חיידקים שנחשפו לריכוזים גבוהים של אנטיביוטיקה. החוקרים מצאו כי החיידקים שרדו הודות למוטציות גנטיות, שהלכו והתקבעו באוכלוסייה במשך הזמן. מוטציות אלה איפשרו לחיידקים לפתח "מנגנון השהייה", המעכב את התחלת גדילתם לזמן מסוים, ובכך מגביר את עמידותם לתרופה. לאור התוצאות, פיתחו החוקרים מודל מתמטי של התהליך: המודל הוביל אותם להשערה כי מתן האנטיביוטיקה בתדירות קבועה, מאפשר לחיידקים "לחזות" את הופעת התרופה, ולהשהות את גדילתם לפרק הזמן הנדרש כדי לשרוד.

dudi

המחקר בוצע במעבדתה של פרופ' נטלי בלבן במכון רקח לפיזיקה בפקולטה למדעי הטבע של האוניברסיטה העברית, על ידי הדוקטורנט עפר פרידמן ובשיתוף עם חוקרים ממכון ברוד בהרוורד וב-MIT. המחקר התפרסם בכתב העת המדעי היוקרתי, Nature.

כדי לבדוק את השערתם, החוקרים חשפו מדי יום אוכלוסייה של חיידקים לאנטיביוטיקה למשך שלוש שעות. כבר לאחר 10 ימים התברר שהחיידקים משתמשים בטקטיקת הישרדות חדשה: כתוצאה מהחשיפה למחזורים קבועים וחוזרים (למשל, אנטיביוטיקה כל 8 שעות) של טיפולים אנטיביוטיים, החיידקים פיתחו "דפוס השהייה" שגרם לעצירת גידולם במשך חשיפתם לתרופה האנטיביוטיקה שבה השתמשו החוקרים, התוקפת את החיידקים במהלך גידולם, ולכן עצירת הגידול התבררה כאסטרטגיה יעילה ביותר.

התוצאות הראו כי החיידקים יכולים לפתח סבילות בתוך ימים ספורים. זו הפעם הראשונה שמחקר מראה כי חיידקים יכולים לפתח מנגנון להשהיית הגדילה, במטרה לשרוד חשיפה לאנטיביוטיקה.

כדי לבדוק את השערתם, החוקרים בחנו שלוש אוכלוסיות חיידקים נפרדות, וחשפו אותן לאנטיביוטיקה מדי יום במשך פרקי זמן שונים, של 3, 5 או 8 שעות. למרבה הפלא, כל אחת מהאוכלוסיות התאימה את עצמה על ידי הארכת ההשהיה בהתאם למשך החשיפה לאנטיביוטיקה. הבנה זו של הדרך שבה החיידקים מסתגלים לטיפולים אנטיביוטיים עשויה לסייע למדענים לשפר את הטיפולים האנטיביוטיים בעתיד.

בשלב הבא, לאחר שזיהו את המוטציה, האחראית למנגנון ההשהיה של החיידקים, החוקרים יאספו נתונים קליניים כדי לבדוק אם המנגנון הזה פעיל גם אצל אנשים, המטופלים באנטיביוטיקה. הניסוי עשוי להשפיע על הדרך, שבה רופאים יטפלו באמצעות אנטיביוטיקה, למשל, שינוי התדירות שבה ניתנת התרופה. המנגנון שהתגלה עשוי גם להסביר את כישלונם של טיפולים אנטיביוטיים במספר מחלות. בעתיד, עשויה התגלית להוביל לפיתוח ולשימוש בתרופות ששומרות על רמות ריכוז קבועות בגוף.

 

המחקר:

http://www.nature.com/index.html?file=/nature/journal/vaop/ncurrent/index.html

Optimization of lag time underlies antibiotic tolerance in evolved bacterial populations

Ofer Fridman, Amir Goldberg, Irine Ronin, Noam Shoresh & Nathalie Q. Balaban

doi:10.1038/nature13469

2 תגובות על “תגלית פורצת-דרך של מדעני האוניברסיטה העברית מתפרסמת בNature: החיידקים עוקבים אחרי זמני נטילת התרופה, מפעילים "מנגנון השהייה" ומתחמקים מאנטיביוטיקה

  1. אלון
    יולי 4, 2014

    אפשר קישור למחקר המקורי? מהכתוב פה החוקרים לא הראו שום דבר בקשר ל"תחזית" החיידקים לגבי מתן התרופה בתדירות קבועה. כל מה שניתן להבין מהכתוב פה זה שהחיידקים משהים את חלוקתם בנוכחות האנטיביוטיקה.

  2. madanotes
    יולי 5, 2014

    המחקר:

    http://www.nature.com/index.html?file=/nature/journal/vaop/ncurrent/index.html

    Optimization of lag time underlies antibiotic tolerance in evolved bacterial populations

    Ofer Fridman, Amir Goldberg, Irine Ronin, Noam Shoresh & Nathalie Q. Balaban

    doi:10.1038/nature13469

    First paragraph | Full Text | PDF (1,055K) | Supplementary information

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

מידע

ערך זה פורסם ב-יולי 3, 2014 מאת ב-המחר הנועז ותויגה ב-, , , , .