חיידקים אולי נשמעים לכם כמחוללי מחלות, אבל הם לא רק רעים ובעיקר מועילים לתפקוד הגוף שלנו. לא הרבה אנשים יודעים זאת, אבל הגוף שלנו הוא מעין מצבור של היצורים הקטנים האלה' ולמעשה, 90 אחוז מהרכב הגוף שלנו הוא בעצם חיידקים. "אנחנו כמו ענן של חיידקים עם קליפה אנושית דקה", אומר פרופ' ג'יהאד בשארה, מנהל המחלקה למחלות זיהומיות, המרכז הרפואי ביילינסון, "יש בגוף שלנו יותר חיידקים מתאים, לכן חשוב להסתכל על עצמנו ועל החיידקים כיחידה אחת. יתרה מכך, אדם נטול חיידקים לגמרי לא ישרוד, ואם ישרוד יחיה חיים מאוד לא בריאים. הגוף שלנו זקוק לחיידקים, והם זקוקים לנו".

ואם חשבתם שאנחנו והם כל כך שונים אחד מהשני – טעות בידיכם. אחד הדברים המדהימים ביותר לגבי חיידקים הוא שגם הם יכולים להיות חולים. הגוף שלנו יכול לפתח חסינות ונוגדנים נגד חיידקים הפולשים לגופנו. המערכת החיסונית עושה זאת באמצעות תאי זיכרון חיסוני, שמאחסנות את הדנ"א של הפולש בתוך ספרייה גנטית. מחקר חדש של מכון ויצמן למדע מצא כי חיידקים עושים את אותו הדבר בדיוק. "כבר לפני 8 שנים התגלה כי לחיידקים יש מערכת חיסונית שנקראת "קריספר" (CRISPR)", אומר מחבר המחקר פרופ' רותם שורק, המחלקה לגנטיקה מולקולרית, מכון ויצמן למדע. "מה שגילינו במחקר הנוכחי הוא שגם לחיידקים יש זיכרון חיסוני, ממש כמו לבני אדם".

לפי המחקר, לחיידקים יש וירוסים מיוחדים שתוקפים רק אותם והם נקראים בקטריופג'ים. לכל חיידק יש את הווירוס הספציפי שלו שיכול להרוג אותו. "השאלה כיצד המערכת החיסונית של החיידקים לא תוקפת את החיידק עצמו הייתה חידה מרכזית בתחום, ואותה פתרנו ממש לאחרונה", אומר פרופ' שורק. "פתרון החידה לא רק מאפשר לנו להבין את המלחמה היומיומית בין חיידקים לנגיפים לעומקה, אלא גם פותח לנו חלון לשימושים מושכלים יותר במערכת ככלי ביוטכנולוגי בתעשיית המזון".

התקווה היא שהמחקר הנוכחי יביא להתפתחות האנטיביוטיקה של המחר. "עכשיו, כשאנחנו יודעים איך מערכת החיסון של החיידקים עובדת, אנחנו יכולים לרמות אותה בעזרת וירוסים שיכולים לתקוף רק חיידקים", מוסיף פרופ' שורק.

סוגי האנטיביוטיקה השונים
החלפת סוגי אנטיביוטיקה לא תעזור בלוחמה עם חיידקים מפותחים | צילום: אימג'בנק / Thinkstock

עמידות בפני אנטיביוטיקה

הנה סיפור סטנדרטי שכולנו מכירים: כשאנחנו חולים, פעמים רבות ביקור אצל הרופא שלנו מסתיים במתן אנטיביוטיקה. זו תרופה נפוצה שאנחנו די רגילים לקחת, אבל האם אי פעם שאלתם את עצמכם ממה באמת עשויה התרופה שיכולה להבריא אותנו כל כך מהר? ובכן, תתפלאו לשמוע שגם במקרה הזה מדובר בחיידקים. "התפתחות האנטיביוטיקה החלה מחקר חיידקי הקרקע," מסביר פרופ' שורק, "בגרם אחד של אדמה יש מיליארד חיידקים מהמון סוגים שונים, והם מאוד חשובים להתפתחות של צמחים. משום שמגוון החיידקים והמינים בקרקע הוא כל כך עצום, יש כל הזמן תחרות בין החיידקים ברמה המיקרוסקופית. הרעיון הוא לייצר מולקולות שיעצרו את התפתחות החיידקים האחרים - מה שאנו מכנים אנטיביוטיקה. למעשה, אנטיביוטיקה היא בעצם תוצר של חיידקים. זוהי תקשורת עוינת, מעין "טיל מונחה", שמחפש חיידקים אויבים והורג אותם".

"האנטיביוטיקה הראשונה שהתגלתה היא הפניצילין, שהגיעה למעשה מפטרייה", מוסיפה פרופ' בלבן, מהמחלקה לפיזיקה בפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטה העברית. "רוב האנטיביוטיקות הגיעו מאיזשהו מיקרואורגניזם - פטריה או חיידקי קרקע. הדבר שמעניין הוא שזהו תוצר של מלחמות החיידקים, פיתוח של חיידקים שנועד לחסל זנים שונים".

אבל הדבר המעניין באמת קורה כאשר מתחילה האינטראקציה בין החיידקים לאנטיביוטיקה. אנו יכולים ללמוד הרבה על החיים החברתיים של החיידקים מהמפגש הזה. "חיידקים יכולים להחליט שהם לא מתחלקים ונכנסים למצב של תרדמת", אומר פרופ' שורק, "אך זו החלטה שיכולה רק להזיק להם מפני ששאר החיידקים מסביבם כן מתרבים ומתפתחים. זה יכול לעזור להם במידה ויש אנטיביוטיקה בסביבה, משום שכך הם ישרדו בעוד שהחיידקים המתחלקים ימותו. ניתן לראות זאת כהקרבה קהילתית - החיידקים המתחלקים למעשה מגנים על התאים הרדומים".

>> לייק ל- mako בריאות כבר עשיתם?

"המגמה הזאת בולטת גם בקרב חיידקי הבטן שלנו". אומר ד"ר בשארה, "יש לנו בבטן טריליונים של חיידקי אי-קולי. פעם היה מקובל לחשוב שהחיידקים של הקולי בבטן ינסו כולם לפתח עמידות כלפי האנטיביוטיקה בשביל לשרוד, אך במחקר שנעשה לאחרונה התגלה דבר מדהים - לא כל הקבוצה של הקולי נלחמת באנטיביוטיקה, אלא חלק מהחיידקים "עושים טובה אחד לשני" ומתנהגים באלטרואיזם. חלק מהחבורה לוקחים על עצמם לפתח עמידות לאנטיביוטיקה בעוד שאחרים עוסקים בדברים אחרים. ואם זה לא מספיק מרשים, הם גם מפרישים חומרים שמגנים על שאר החיידקים בחבורה שלהם מפני התוקף".

והם גם לומדים

אבל עמידות בפני אנטיביוטיקה היא לא הבעיה היחידה שלנו בהתמודדות עם חיידקים. פרופ' נטלי בלבן, ממכון רקח לפיזיקה בפקולטה למדעי הטבע של האוניברסיטה העברית, עקבה אחרי התהליך האבולוציוני שעברו חיידקים שנחשפו לריכוזים גבוהים של אנטיביוטיקה. "כולם מדברים על עמידות בפני אנטיביוטיקה, וזו אכן בעיה קשה", אומרת פרופ' בלבן, "אבל יש בעיה אחרת. יש חיידקים שלא מתים מטיפול אנטיביוטיקה, ולא בגלל שהם עמידים. מסתבר שיש חיידקים שיודעים איך להיכנס לתרדמת עד שהאנטיביוטיקה עוברת".

"מה שגילינו במחקר שלנו הוא שמספיקים שמונה טיפולים באנטיביוטיקה כדי לגרום לחיידקים לפתח יכולת תרדמת". אומרת פרופ' בלבן, "הם בעצם לומדים איך להתמודד עם החשיפה לאנטיביוטיקה, והם מסוגלים לחזות את משך הטיפול ולהיכנס לתרדמת בהתאם".

חיידקים תחת המיקרוסקופ
חיידקים יכולים ללמוד איך להיכנס לתרדמת עד שאיום האנטיביוטיקה עובר | צילום: אימג'בנק / Thinkstock

בדרך כלל, כאשר האנטיביוטיקה לא עובדת, הרופא יבחר להחליף את סוג האנטיביוטיקה של המטופל, אבל המחקר מראה כי פעולה זו לא תמיד יעילה. "גילינו כי אין חשיבות לסוג האנטיביוטיקה, אלא למשך זמן החשיפה של החיידקים אליה", מוסיפה פרופ' בלבן, "במקרה של חיידקים שנכנסים לתרדמת אין טעם בהחלפת סוג האנטיביוטיקה". פרופ' בלבן מספרת כי ישנה קבוצת חוקרים אמריקאים שטוענים כי הצליחו לפתח אנטיביוטיקה שיכולה לפגוע גם בחיידקים השרויים בתרדמת. מלבד זאת, חשוב לערוך עוד מחקרים בנושא, ולעבור לשלב הקליני של המחקרים. "לפי ממצאי המחקר, הכיוון הנכון יהיה לווסת את זמני החשיפה לאנטיביוטיקה באופן בו החיידקים לא יוכלו לחזות אותו, אך נותרה עבודה מחקרית רבה לפני שנוכל להגיע לדרך הנכונה לעשות זאת".

קומונה משלהם

ואם עוד לא השתכנעתם שאנחנו והחיידקים ממש דומים, הנה גולת הכותרת: הם גם יכולים לתקשר זה עם זה. "זה נקרא Quorum sensing, ומדובר בסוג של תקשורת כימית המתקיימת בין חיידקים", אומר פרופ' בשארה. "החיידקים הם כמו בני אדם - הם יצורים חברתיים, יש להם חיים משותפים בקבוצה והם מתאמים עמדות ומחלקים מטלות". בשארה מתאר את החיים החברתיים של החיידקים כ"קומונות".

"התקשורת בין החיידקים מאפשרת כמה דברים", מוסיף פרופ' שורק, "כך לדוגמה, חיידק בודד יכול להרגיש כמה "אחים" יש בסביבה שלו ולהתאים את ההתנהגות שלו. למשל, כשחיידק צריך לייצר תוקפים כדי לפגוע באדם - אם רק חיידק אחד ייצר את התוקפים הם לא ישפיעו, אבל אם כולם ביחד יעשו זאת זה יהיה הרבה יותר אפקטיבי. לכן הם מתאמים ביניהם".

ואם זה נראה לכם מטורף, דעו שחיידקים גם מסוגלים "לתקשר" עם צמחים. "לצמחים שחיים בסימביוזה עם חיידקים מסוימים יש תקשורת כימית ייחודית ביניהם", מספר פרופ' שורק, "השורשים מצד אחד מפרישים חומרים במטרה למשוך את החיידקים, והחיידקים מפרישים חומרים כדי להודיע לצמח שהם מתקרבים אליו. החיידקים האלה גם שומרים על שורשי הצמח מפני חיידקים שיוכלו להזיק לו".

>> אחת ולתמיד: מה ההבדל בין חיידק לווירוס?