פאגים·פתוגנים וחיידקים עמידים

פרופאגים – מחסלי החיידקים

פאג'ים הם וירוסים (נגיפים). אבל בניגוד לווירוסים הזקוקים לרקמה אנושית כדי להתרבות, הם לא פוגעים בבני אדם. הם מתרבים בתוך חיידקים בלבד. מדענים סבורים שהם היצורים החיים העתיקים ביותר בעולם. הם מזכירים בצורתם רכב חלל בעל שש רגליים, אשר נצמדות לפני החיידק ומחדירות לתוכו דנ"א. כך מתרבים הפאג'ים במהירות.
בחיידק אחד, הגדול מפאג' פי 40, יכולים להתארח בו-בזמן 5,000 פאג'ים. סופו של החיידק ידוע מראש: הוא מושמד והפאג'ים מחפשים את הקורבן הבא. לכל חיידק יש פאג'ים המתאימים לו ורק הם נמשכים אליו. מכאן, שבכל מקום שבו יש חיידקים, יש גם פאג'ים.

הפאג'ים התגלו בתחילת המאה ה-20 על ידי ויליאם טוורט, פרופסור לבקטריולוגיה באוניברסיטת לונדון, הוא שם לב ב-1915, כשעבד על תרביות של חיידקי סטפילוקוקוס שגורמים לפצעים מוגלתיים, שמושבות שלמות של הבקטריה הושמדו.
במקביל גילה את סוד הפאג'ים גם פליקס ד'הראל, חוקר קנדי, שטבע את המושג בקטריופאג'ים (זוללי חיידקים). באחד מתפקידיו הגיע למצרים שם טיפל בחולי כולרה בכפרים נידחים וצימצם את התמותה מ-60% ל-8% על ידי בקטריופאגים.
ב-1925 התעוררה המודעות לפאג'ים בעולם הרפואה. הכל דיברו על התקווה הגדולה.
אבל באותן שנים גילו גם את הפניצלין "תרופת הפלא" החדשה ומאז המחקר דעך – תחי האנטיביוטיקה!
https://www.haaretz.co.il/misc/1.1031484

האמת שהוא לא דעך… בתקופה של המלחמה הקרה בין המערב למזרח (בריה"מ) הרוסים דווקא כן חקרו את הבקטריופאגים כצורך של השלטון המרכזי לשמור על עמימות ולזרוע פחד. כדי שלא יתעסקו אתם. שיפחדו מהם. זה היה הנשק הסודי נגד לוחמה ביולוגית במסגרת מרוץ החימוש בעידן המלחמה הקרה.
ולכן המידע היה רק בשפה הרוסית והפולנית ולא היה נגיש עד הסיום של המלחמה הקרה ושיתוף המידע…

phages continued to be utilized in the former Soviet Union and Eastern Europe. The results of these studies were extensively published in non-English (primarily Russian, Georgian, and Polish) journals and, therefore, were not readily available to the western scientific community

אז מה השתנה בגישה?
הבינו שאנטיביוטיקה עשתה הרבה נזק וגרמה להמון חיידקים לא להגיב לה – חיידקים עמידים ששינו את עצמם (אבולוציה) ו"פיתחו" דרכים להפוך את האנטיביוטיקה ללא יעילה. ועל הדרך גם ליותר מסוכנים במצבים של חולשה חיסונית.
ולכן מחפשים אפשרויות אחרות וחלק מהן (אולי) זה בקטריופאגים.

אפשר לצאת מנקודת הנחה שפאגים הם חלק מהטבע והם גם חלק מהמיקרוביום שלנו וייתכן ויש להם חלק בלתי נפרד ביכולת שלנו לעמוד בפני מזהמים מחוללי מחלות.
הפאגים כאמור נמצאים בכל מקום גם במים וגם במזון ולכן הם כנראה לא צריכים תאי אדם כדי לשרוד ולשגשג ונכון להיום לא ידוע אם הפאגים יכולים לגרום לבעיות אצל יונקים. וגם מערכת החיסון שלנו יודעת לזהות אותם ולייצר נוגדנים וכאשר המזהם מדוכא ישנה גם ירידה ברמות הנוגדנים לפאגים, כלומר נראה שהגוף שלנו חי איתם בשלום…

(They are consumed with foods, and some fresh water sources may contain up to 109(billion
per ml
elevated titers of antibodies against staphylococcal phage antigens can be detected in some 10% of healthy individuals and 44% patients with staph infections (in patients with acute infection, a 4-fold rise in antiphage antibody titer can occur)
During regression of infection, a titer fall has been observed
Therefore, it appears that phages are not detrimental to the host cells

https://medimmunol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1476-9433-2-2

מחקר נוסף מצא שהפאגים בטוחים ויעילים. ושהם משגשגים ומתרבים רק כאשר בסביבתם יש חיידקים.
מחקר אחר מראה שהפאגים נמצאים גם בצואה של וולד בן שבוע בשכיחות גבוהה יותר וביחד עם מגוון מצומצם מאוד של וירוסים.
כמו שיש הבדל בין מיקרוביום של אנשים (37% אצל תאומים לעומת 35% משותפים לבני האדם) כך יש גם שוני במגוון הפאגים, כלומר מי שאוכל אותו מזון, סביר שתהיה חפיפה, אך לא באחוז גבוה = פאגום.
חשוב להבין שבשלב בריאותי רגיל הפאגים והחיידקים במיקרוביום חיים בשלום.

האם אנחנו יכולים להיות בטוחים שהפאגים לא ישנו את הרכב המיקרוביום?

ידוע שהחומר התורשתי (DNA) יכול לעבור בין פאגים לבקטריות
האם זה יכול להפוך חיידק רגיל לאלים או עמיד לאנטיביוטיקה?

Genetic exchanges among bacteria occur by several mechanisms. In transformation, the recipient bacterium takes up extracellular donor DNA. In transduction, donor DNA packaged in a bacteriophage infects the recipient bacterium. In conjugation, the donor bacterium transfers DNA to the recipient by mating. Recombination is the rearrangement of donor and recipient genomes to form new, hybrid genomes. Transposons are mobile DNA segments that move from place to place within or between genomes
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK7908/

מצב אחר שיכול אולי לשנות את הרכב המיקרוביום, הוא מצב של סטרס או סכנה אחרת לגוף של המארח. מצב שיגרום לפאגים להגיב יותר לחיידקים קיימים, דבר שיכול ליצור "מקום" לשגשוג של פתוגנים אחרים (בדומה לשימוש באנטיביוטיקה שנוצר "חלל" ואיזה שהוא אורגניזם צריך למלא אותו). וזה גם הוכח שלבקטריופאגים משמעות גדולה במגוון של המיקרוביום.
ממה שידוע היום הפאגים הם לא אלה ש"יוזמים" את השינויים, אבל הם בהחלט תגובה לשינויים במיקרוביום ויש לקחת גם אותם בחשבון… כמו במקרה של מעי מודלק (IBD) שם רואים המצאות גדולה יותר של בקטריופאגים ולפי המחקר זה לא נראה, שהשינוי במגוון ה'ווירום', היה בהכרח שניוני לשינוי של מגוון הבקטריות. כלומר שינויים של הוירום (פאגים הם חלק גדול מהם) יכולים להוביל לשינוי לרעה של המיקרוביום ולמצבים של דלקת גם אם לא במכוון.

Importantly, it did not appear that expansion and diversification of the enteric virome was secondary to changes in bacterial populations
These data support a model in which changes in the virome may contribute to intestinal inflammation and bacterial dysbiosis
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25619688

מחקר חדש מינואר 2020 שפורסם בג'ורנל הרפואי Nature מראה שחיידקים יכולים להיות עמידים גם לפאגים.
כאשר נגיף כדוגמת בקטריופאג' תוקף חיידק הוא מחדיר לתוכו את סליל ה- DNA הכפול שלו, שמנצל את סביבת התא החיידקי כדי לייצר חלבונים ולהשתכפל, ובסופו של דבר גורם למותו של החיידק. עם זאת לחיידקים יש אזור ב- DNA שנקרא CRISPR–Cas (הקריספר הוא מעין ספרייה של קטעי דנ"א ויראלי, שנחתכו מהפאגים ושובצו בתוך הדנ"א של החיידק עצמו).
בסמוך לאזור הקריספר בדנ"א של החיידק נמצאים גנים לקידוד נוקלאז שמסוגל לחתוך את סלילי ה-DNA של הפאג וכך לשבש את פעולתו.
זה לא אומר שאבדה התקווה לגבי הפאגים, אבל זה כן מראה שלכל יצור יש מנגנוני השרדות ויכולת להשתדרג כנגד זה שמחסל אותו. כרגע ידוע על מנגנון כזה בכ-40% מהגנום החיידקי…

Importantly, this may help to explain why CRISPR-Cas is only present in about 40% of bacterial genomes and is frequently gained and lost from closely related strains.

אז יש לנו טבע גאוני שמושפע לרעה בעיקר על ידי תעשיות מזהמות, אחת מהן היא התרופות ובראשן צועדת האנטיביוטיקה.
כל זמן שהגוף שלנו מאוזן כל חיידק וכל וירוס חשוב להישרדות שלנו!
ולכן אינני בטוח שתיסוף סינתטי/ מלאכותי של פאגים לא יביא לעולם עוד תופעות חדשות או החמרה של תופעות קיימות!

לצערי המדע רחוק מלהבין את הגוף האנושי ועוד יותר רחוק מלהבין את המיקרוביום – וירום – מיקוביום (פטריות) ואת הסימביוזה שבינהם. הם תלויים אחד בשני ומשתנים כתוצאה משינוי של אחד מהם. וכל שינוי יכול לגרום לתגובה באיבר/ מערכת אחרת.

It seems that a strong interdependence exists between the bacteriome, virome, and mycobiome, as any imbalance in human gut flora can have an impact on other organ systems

להשאיר תגובה

היכנס באמצעות אחת השיטות האלה כדי לפרסם את התגובה שלך:

הלוגו של WordPress.com

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

תמונת גוגל

אתה מגיב באמצעות חשבון Google 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 )

מתחבר ל-%s