חיידקים ונגיפים וגם שאר היצורונים המקיפים אותנו מכל עבר, משפיעים על חיינו מכל מיני כיוונים. בבלוג אספר על אלה המוזכרים מדי פעם בחדשות וגם לחדשות מדעיות הקשורות בהם. כמו כן אשתף אתכם גם בתמונות ודיווחים על יצורים גדולים יותר, שבהם אצפה בטבע. בלוג זה גם יהווה ארכיון לחומרים שכתבתי בעבר ורלוונטיים לנושא.

30.9.21

האם נגיף חדש - MBaMV - שמאכלס עטלפים בברזיל, יגרום למגיפה העולמית הבאה?


עטלפים מהווים מאגר למינים רבים ושונים של נגיפים ובתנאים מסוימים חלקם יכולים לעבור לבני אדם ולגרום בהם למחלות זואונוטיות (שמקורן בבעלי חיים). כך קרה עם שני נגיפי ה-SARS, נגיף ה-Nipha ונגיף ה-Ebola. נגיפים חדשים, שאותרו בעטלפים ביערות בדרום ברזיל, יכולים להדביק ולהשתכפל בתאי אדם בתרבית. היערות בדרום ברזיל נמצאים בתהליכים של כריתה מואצת, וזה מאלץ את העטלפים לחפש מזון בקרבת האדם. האם מכאן תתחיל המגיפה הבאה? 

מספר קבוצות מחקר בהובלת לי בנחור (Benhur), מביה"ס לרפואה של בית החולים הר-סיני בניו יורק, ביצעו סקירה מטגנומית של עטלפים ממינים שונים בדרום ברזיל ובמסגרתו מצאו רצף של נגיף חדש מהסוג morbillivirus, שמקור בעטלף Myotis riparius

עטלף מהמין Myotis riparius
צילום: Wikinedia commons


הנגיף החדש שוייך לסוג Morbillivirus, אליו משוייכים שבעה נגיפים מוכרים, וביניהם  גם הנגיפים הגורמים לחצבת (MeV), לכלבלבת (CDV) ולדבר הבקר (RPV - נגיף שהוכחד בעזרת חיסון מתאים). הנגיף  כונה על שם העטלף שבו הוא  אותר - myotis bat morbillivirus - ובקיצור MBaMV. 

MBaMV הוא נגיף RNA שלילי שאורך הגנום שלו הוא 15,804 בסיסים המקודדים לששת הגנים האופיניים של נגיפי הסוג. הנגיף קרוב יותר מבחינה פילוגנטית לנגיפי הכלבלבת ונגיפי PDV (נגיפים של יונקים ימיים) מאשר לנגיף החצבת. 

החוקרים סנתזו תעתיק DNA של הנגיף, ולאחר ששינו אותו קצת אותו החדירו אותו לתאים בתרבית. מהתאים המודבקים הנצו נגיפים שלמים. וכך  בעצם שוחזר הנגיף השלם. הם גם מצאו שתרופות המעכבות את פולימרזי ה-RNA של נגיפי הסוג המוכרים מעכבים גם את פולימרז ה-RNA של הנגיף החדש. 

הנגיף החדש משתמש בשני סוגים של קולטנים תאיים - CD150 ו-Nectin4, המאפשרים לו לחדור לתאי מאכסן שונים. ביניהם תאים אנושיים. יעילות  ההדבקה של תאי עטלף  בתרבית גבוהה יחסית להדבקת תאי אדם או כלב בתרבית. 

אז ממה החשש? 
היערות בדרום ברזיל, שם חיים העטלפים, נמצאים בתהליכים של כריתה מואצת, וסביבת המחייה של העטלפים נפגעת.  כתוצאה מכך הם מתקרבים למקומות מאוכלסים של בני אדם ומחפשים שם מזון.  תהליך זה מגביר את הסיכוי שיתקיים מעבר של הנגיפים מעטלפים לבני אדם,  לאחר שחלה בהם מוטציה שמגבירה את יעילות ההדבקה של תאי אדם.  

אם יקרה שילוב כזה,  זה יכול להתחיל מגיפה עולמית - אולי כמו זו שהתחילה בסוף 2019 בווחאן שבסין.
מצד שני - יש כבר רצף, אפשר להתארגן עם חיסון mRNA מתאים. רק על מי נבדוק אותו? 

לקריאה נוספת

המאמר


1.9.21

חדף קטן - החדף הנפוץ ביותר בישראל

החדף הקטן (Crocidura suaveolens), ממשפחת החדפיים (Soricidae) , הוא יונק לילי הפעיל גם בשעות הבוקר והערב. הוא מהקטנים שביונקי ארצנו. רק החדף הזעיר (Suncus etruscus) קטן ממנו. משקלו 7-4 גרם,  אורך גופו 8-5 ס"מ, ואורך זנבו 5-3 ס"מ. 

חדף קטן -  בגינה בירושלים בתחילת ספטמבר 2021. 
קל לראות מהתמונה למה הוא נקרא חדף (חד-אף)
צילום: דרור בר-ניר

הפרטים יחידאיים, שומרים על טריטוריה שאותה הם מסמנים בהפרשות מבלוטות מיוחדות, שיש להן כנראה תפקיד גם בהרחקת טורפים.  בנחלת הזכר חיות (בנפרד) מספר נקבות.  

עיקר מזונם הם חרקים ופרוקי רגליים אחרים - אותם הם צדים ביעילות. בארץ ניתן למצאם בצמחייה סבוכה בעיקר בחבל הים התיכוני, אך גם בנאות המדבר. בעולם - הם נפוצים מסביב לים התיכון, ובדרום אירופה ואסיה.  שני מינים נוספים של חדפים חיים בארץ - חדף לבן-שיניים (Crocidura leucodon ) וחדף הרמון (Crocidura ramona). הנרי בייקר טריסטראם תאר בספרו (במאה ה-19) חדף נוסף, חדף מים (Neomys anomalus) שכיום לא מוכר בישראל, וסבורים שנכחד. 

החדפיים משתייכים לסדרת אוכלי החרקים (Insectivora) (אליה משתייכים גם הקיפודיים). 

הפרט שבתמונה ביקר בדירת המחבר בירושלים, הוא נתפס בעדינות ושוחרר בגינת הבית - שם צולם. פרט נוסף, כנראה מאותו מין, ביקר אף הוא חדר השינה שלנו, ב-20 בדצמבר 2020. ואף טייל על בני הבית במיטתם, לאחר מרדף קצר הוא נלכד ושוחרר בגינה. לא הצלחתי לצלמו. 

נצפה לביקורים הבאים..... 

מקורות

היונקים - לקסיקון מפה - אבי ארבל, עמ' 67-60

מדריך היונקים בישראל - בני שלמון - עמ' 27-21



5.5.21

כשהתנאים מתאימים והחיידקים יכולים - מעגל קרבס פועל ברברס

בריכוז גבוה של פחמן דו-חמצני, במעמקי האוקיינוס - בארובות הידרותרמיות, משתמשים חיידקים הימיים בפחמן הדו חמצני השופע שם ובאמצעות האנזימים של מעגל חומצת הלימון מקבעים אותו בתרכובות אורגניות. 

מסלול מטבולי מרכזי בתאי גופנו הוא "מעגל חומצת הלימון" (TCA), המוכר גם בשם מעגל קרבס (Krebs cycle); על שם מגלהו, הביוכימאי היהודי-גרמני, הנס קרבּס. מסלול זה מאפשר את הנשימה החמצנית (ומסלולי נשימה אלטרנטיביים). וחומרי הביניים שלו משתלבים, בין השאר, במטבוליזם של שומנים וחומצות אמינו (מרכיבות החלבונים). מסלול זה קיים ביצורים איקריוטיים (בעלי הגרעין) רבים ואף בארכאונים מהחיידקים. 


מעגל חומצת הלימון ההפוך 
המקור:  Yikrazuul, Wikimedia Commons, 2009


אחד התוצרים האופייניים של מעגל חומצת הלימון, כשהוא פועל במסלול "המקובל", הוא פחמן דו חמצני (CO2 - פד"ח). שלוש מולקולות ממנו נפלטות לסביבה החיצונית - בסיבוב אחד של המעגל שמקורו במולקולה אחת של חומצה פירובית. מה קורה למעגל כשיש עודף של פד"ח בסביבה - כמו למשל בארובות הידרותרמיות במעמקי הים. 

הדוקטורנטית לידיה סטפנס (Steffens) בהנחיית איוון ברג (Berg) מאוניברסיטת Munster שבגרמניה, חקרה את החיידקים התרמופיליים  Hippea maritima. חיידקים אלה בודדו לראשונה ב-1999 ממשקעים מסביב לארובות ההידרותרמיות הקרובות לנמל Matupi בפפואה גינאה החדשה שבמערב האוקיינוס השקט (צפונית לאוסטרליה). אלה חיידקים אל-אווירניים מתת-החטיבה דלתא של הפרוטיאובקטריה, ואת עיקר האנרגיה שלהם הם מפיקים מתגובה של מימן גזי (H2) עם גופרית שהתוצר הוא מימן גופרי (H2S), אך מקור הפחמן שלהם משתנה בהתאם לסביבת המחייה שלהם וניתן לגדלם במעבדה בנוכחות חלבונים שונים כמקור פחמן. 

כאמור, סביבת המחייה של החיידקים יכולה להיות גם מי אוקיינוס חמים (כ-60 מעלות), המכילים כ-40 אחוזים של פד"ח ( מסביב לארובות ההידרותרמיות). אז החיידקים מנצלים את ההיצע החריג והייחודי הזה ומשתמשים בפד"ח כמקור עיקרי לפחמן. כצאצאים של חיידקים אווירניים, הם מקיימים בתוכם את מעגל חומצת הלימון, אך בצורה מיוחדת, המותאמת לסביבתם. הם קולטים פד"ח לתוך המעגל -  ובכך "מניעים" אותו בכיוון ההפוך למקובל. התוצר העיקרי של המעגל בתנאים אלה, הוא אצטיל-קואנזים A, שהופך בתורו לחומצה פירובית, והיא משמשת בתורה כחומר מוצא לסינתזה של חומצות אמינו, שומנים וסוכרים. תוצרים נוספים של המעגל - אוקסאלואצטט ואוקסוגלוטראט - משמשים גם הם חומרי מוצא לחומצות אמינו. 

כדי להפעיל את המעגל בכיוון ההפוך דרוש שאנזים המפתח, סינתז הציטרט, יהיה בכמות מאד גדולה. כמות גדולה של האנזים בנוכחות פד"ח בריכוז גבוה תגרום לכך שהריאקציה השגרתית אותה מקטלז האנזים, מאצטיל קואנזים A לציטרט ופד"ח תתהפך, ויווצר אצטיל קואנזים A מציטרט ופד"ח. 

סיפור דומה של ניצול פח"ד - כאשר הוא נמצא בעודף, מתרחש גם אצל החיידק אל-אווירני Thermacetogenium phaeum מחטיבת הפירמיקוטים. אך שם מדובר במנגנון ביוכימי שונה:  החיידק יוצר מהפח"ד וממימן גזי את התרכובת אצטט ומשתמש בה כמקור לפחמן ואנרגיה. בהעדר פח"ד,  ובנוכחות אצטט, המסלול מתהפך.   

ההתאמה הביוכימית של החיידקים לסביבתם  מספקת לנו מסלולים ביוכימיים חדשים ומעניינים, כל הזמן. האם מסלולים זה קדם לקשירת הפחמן המוכרת לנו מחיידקים (כחוליים ואחרים)  באמצעות האנזים רוביסקו?  או שהתפתח במקביל? להזכירכם, לפני עידן החמצן היה הרבה יותר פח"ד באטמוספירה של כדור הארץ. 

לקריאה נוספת 

המאמר המקורי

הודעה לעיתונות

סקירה ב-Nature

סקירה ב-Nature Review Microbiology


תודה ליניב אברמוביץ  על ההפנייה למאמר

פורסם גם באתר הפייסבוק של מדעי הטבע והחיים באוניברסיטה הפתוחה - יוני 2021

28.3.21

משולש קטלני - מה הורג את העיטם לבן הראש, הציפור הלאומית של ארצות הברית?

 

מאז 1994 התרחשו בארצות הברית אירועים שונים של תמותה מסיבית של עיטמים לבני-ראש, עוף דורס מרשים שתזונתו מורכבת בעיקר מדגים. עוף זה נחשב לציפור הלאומית של ארצות הברית ומופיע על סמליה, ולכן התעורר בציבור עניין רב בפגיעה בו. התברר שהעופות המתים לקו במחלת מוח קטלנית, אך הגורם למחלה לא היה ידוע. לאחרונה, כ-27 שנים לאחר האירוע הראשון, זוהה סוף סוף השילוב המשולש שגרם למחלה הקטלנית: זיהום סביבתי, צמח פולש וחיידקים כחוליים שמאכלסים את הצמח ומפרישים רעלן.

עיטם לבן ראש - צולם בחופי Prince Rupert בקולומביה הבריטית, קנדה,
Ron Peterson, Wikimedia commons


בשנת 1994 מתו מסביב לאגם דה גריי (De Gray) במדינת ארקנסו, 29 עיטמים לבני ראש (Haliaeetus leucocephalus). חלקם נצפו קודם לכן כשאינם מצליחים לנחות ממעופם במקום הנכון, ומתנגשים בסלעים. שנתיים לאחר מכן, ב-1996, מתו 26 עיטמים נוספים, ומאז התרחשו עוד אירועים דומים בדרום מזרח ארצות הברית. בבדיקת העיטמים המתים נמצא שהמוחות שלהם נפגעו, פגיעה שאופיינה בהיווצרות  חללים בחומר הלבן (המיאלין). המחלה כונתה Vacuolar myelinopathy) VM).  בהמשך התברר שהמחלה פוגעת גם בעופות אחרים, וגם בזוחלים, דו חיים ודגים. על אף מאמצי החוקרים לא אותר הגורם למחלה במשך שנים, אך היה ידוע שהוא עובר דרך שרשרת המזון מלמטה למעלה  – למשל מדגים נגועים לעופות הדורסים שטרפו אותם.

קבוצת המחקר של האקולוגית הימית סוזן וילדה (Wilde) מאוניברסיטת ג'ורגיה החלה לחקור את התופעה בשנת 2001. וילדה חשדה שמדובר במיקרואורגניזמים רעילים כלשהם, למשל אצות או חיידקים כחוליים, שידוע כי הם מפרישים רעלנים אל הסביבה. היא יצאה לדגום את מקווי המים באזור אירועי התחלואה, ובכל האזורים הרלוונטיים מצאה את הצמח הפולש הידרילה (Hydrilla verticillata) – צמח שמקורו בהודו אשר יובא לצורך שימוש בתור צמח אקווריום. על הצד התחתון של העלים מצאה וילדה צברים של חיידקים כחוליים ממין שלא היה מוכר למדע קודם לכן. התברר כי הצמח משמש בית גידול לחיידקים אלה, שקיבלו את השם Aetokthonos hydrillicola – "קוטל העיטמים השוכן בהידרילה".


הידרילה, בהודו. 
Yercaud-elango, Wikimedia commona

תמותה של עיטמים לבני ראש נצפתה רק באזורים שבהם היו מרבדים צפופים של צמחים וחיידקים. מיצוי של הצמחים והחיידקים המאכלסים אותם (פיצוץ התאים ואיסוף תכולתם) מאזורי תמותה של עיטמים היה קטלני לחיות מעבדה, בעוד מיצוי דומה מאזורים שבהם לא הייתה תמותת עיטמים לא היה קטלני. מהמיצוי הקטלני בודד הגורם ל-VM, רעלן המכיל ברום – AETX - Aetokthonotoxin. תוספת של אשלגן ברומיד לתרבית החיידקים במעבדה אפשרה לחיידקים הכחוליים שעל הצמחים לייצר את הרעלן.


המבנה הכימי של הרעלן Aetokthonotoxin
Timo Niedermeyer, Wikimedia Commons

ריצוף הגנום החיידקי הוביל לגילוי הגנים המייצרים את הרעלן, והעיקרי ביניהם הוא halogenase – אנזים שמוסיף שיירי ברום לחומצה האמינית טרפטופן. הוכח ש-AETX  פוגע במוח, וכי הוא קטלני במעבדה למגוון רחב של יצורים: התולעת Caenorhabditis elegans, דג הזברה (Danio rerio) ותרנגולים (Gallus gallus) – בכולם אובחנה ה-VM.

ומהיכן הגיע הברום למים? כאן נכנסים לתמונה בני האדם. הברום הוא מזהם, שמגיע בעיקר ממפעלי תעשייה. רק כאשר תרכובות ברום זמינות לחיידקים הם מייצרים את הרעלן, אשר גורם לפגיעות שונות במערכת העצבים ההיקפית בבעלי החיים שניזונים מהצמח ומהחיידקים שעליו. מבעלי חיים אלה מגיע הרעלן לדורסים שטורפים אותם, ואצלם הוא מצטבר וגורם ל-VM.

כך הביאו מאמצי המחקר לפתרון התעלומה הבלשית שהטרידה את ארצות הברית במשך עשורים, ונמצא הגורם למוות של העיטמים לבני-הראש ושל בעלי חיים  נוספים: שילוב של פעולות האדם (החדרת צמח פולש וזיהום) ושל תהליכים ביולוגיים. הבנת התהליכים שגורמים להצטברות הרעלן חשובה לניטור סביבתי ולמניעה של הרעלות נוספות שמסכנות את חיות הבר ואת האדם.


סיכום חזותי של המתואר בכתבה
המקור
IMAGE CREDITS: GREENFROG TADPOLE, B. GRATWICKE; AMERICAN COOT, G. S. SEGLER; GRASS CARP, R. HAGERTY; SNAIL KITE, SIRKFISH; PAINTED TURTLE, U.S. FISH AND WILDLIFE SERVICE; BALD EAGLE, W. H. MAJOROS. IMAGES ARE ALL UNDER THE CREATIVE COMMONS ATTRIBUTION GENERIC LICENSE


המאמר המקורי: 

Hunting the eagle killer: A cyanobacterial neurotoxin causes vacuolar myelinopathy 


תודה לחברי מ"ממדע גדול בקטנה": לסמדר רבן, שערכה, ולאורן אוסטר, מיה סער, יניב טננבאום-קטן, יונתן אלטרז ווויקטור צרנוב מ"ממדע גדול בקטנה"  על הארותיהם. 


פורסם באתר האינטרנט ובדף הפייסבוק של "מדע גדול, בקטנה", 16 ביוני 2021


17.11.20

ואם "ההוביט" לא היה נכתב?

 

קדחת השוחות היא מחלה חיידקית שהופיעה לראשונה במלחמת העולם הראשונה, בקרב החיילים שהיו מחופרים בשוחותיהם מול קווי האויב. אף שלא הייתה קטלנית, יצרה המחלה בעיה חמורה לצבאות הלוחמים. כל חייל חולה (והיו לפחות חצי מיליון חולים) נוטרל לתקופה של כחודשיים, ובכמחצית מהתקופה הוא תפס מיטה בבית החולים הצבאי. אחד מהם היה הקצין (ולימים הסופר) ג'ון רונלד רעואל טולקין.


קדחת השוחות (trench fever) מכונה גם "קדחת החפירות" ו"קדחת חמשת הימים" (quintan fever). זו מחלה חיידקית המועברת על ידי כִּיני גוף (Pediculus humanus humanus). המחלה דווחה לראשונה ב-1915, על ידי קצין הרפואה הבריטי ג'ון גרהם (Graham), ששירת בחזית המערבית של מלחמת העולם הראשונה, כשמיליוני החיילים של מדינות ההסכמה (צרפת, בריטניה ובלגיה) היו מחופרים בעמדותיהם לאורך 4000 מייל מול קווי האויב - הקיסרות הגרמנית. גם וילהלם היס (His) והיינריך וורנר (Werner), מהצד הגרמני, תיארו את המחלה ב-1916. בהמשך אותרה המחלה גם בחזית המזרחית. מעריכים שרק בצבאות של מדינות ההסכמה, עד סוף 1918, לקו במחלה כחצי מיליון חיילים [1]. אחד מהם היה כאמור טולקין, הבריטי.  


תסמיני המחלה הופיעו כשבועיים לאחר ההדבקה וכללו בעיקר התקפים חוזרים של חום גבוה, שנמשכו כל אחד כחמישה ימים. התקפים אלה לוו בכאבי ראש, כאבי עיניים, וכאבי שרירים בגב וברגליים - בעיקר בשוקיים. ההחלמה ארכה חודש ויותר. כל חייל שחלה חזר לשירות רק אחרי כ-70-60 ימים, שבמחצית מהם הוא היה מאושפז בבית החולים.  במקרים מאוד נדירים התפתחה המחלה לכשל לבבי שעלול היה להיות קטלני [1, 2].


בזמן המלחמה לא ידעו מה הגורם למחלה, אך חשדו שכינת הגוף אחראית לה [2]. האנטומולוג (חוקר החרקים) אלכסנדר פיקוק (Peacock) גילה ב-1916 ש-95% מהחולים היו נגועים בכינים [1]. החשד אומת ב-1918, כשמונו בו בזמן וללא קשר ביניהם, צוות אמריקני וצוות בריטי, שחקרו את המחלה על חיילים ועל מתנדבים אזרחים. הבריטים גילו שנשיכת הכינים היא הגורם למחלה, ואילו האמריקאים גרסו שזיהום פצעי הגירוד בצואת הכינה הוא הגורם למחלה. בדיעבד התברר ששני הצוותים צדקו: הכינה נשכה את גוף המאכסן כדי למצוץ את דמו, ואם היה חולה, גורמי המחלה הגיעו לדרכי העיכול שלה. לאחר מעבר הכינה למאכסן בריא, גירוד הפצעים החדיר לדמם את צואת הכינים המכילה את גורמי המחלה. כינים אלה מטילות את ביציהן בבגדים של המאכסן, בניגוד לכינת הראש, המטילה את ביציה ליד שורשי השערות.

בעקבות הממצאים הוקמו באזורים שבהם התאפשר תחנות טיהור מכינים, שם הפשיטו את החיילים לגמרי ועשו מאמצים רבים לסלק את הכינים מהם ומבגדיהם. אמצעי זה היה מוכר עוד קודם, כי כבר ידעו מ-1909 שכיני גוף מעבירות את גורמי מחלת הטיפוס האפידמי [2, 3]. 


חיילים בתור לטיפול לסילוק כינים. 
כינת הגוף היתה המעביר של גורמי המחלה.
המקור: המוזיאון הלאומי למלחמת העולם הראשונה, קנזס, מיסורי, ארצות הברית



השלב הבא, ב-1920, היה זיהוי החיידקים שבצואת הכינה. ואכן, נתגלו בכינים חיידקים דמויי ריקציה (Rickettsia), שכונו בהתחלה Rickettsia quintana. לאחר כ-40 שנה, בשנות ה-60, כשהתברר שבניגוד לריקציות, שלא ניתנות לגידול במעבדה באמצעים מלאכותיים, ניתן לגדל את גורמי קדחת השוחות בתנאי מעבדה, שויכו החיידקים לסוג אחר, Rochalimaea, שאחר כך אוחד עם הסוג Bartonella, שאליו הם משוייכים גם היום ונקראים Bartonella quintana. חיידקים מוכרים אחרים בסוג הם חיידקי Bartonella henselae, הגורמים למחלת שריטת החתול.


בהתחלה אבחנו את המחלה על ידי בדיקה סרולוגית: זיהוי הנוגדנים כלפי החיידק, המופיעים כשבוע לאחר הופעת התסמינים. היום המחלה ניתנת לזיהוי בקלות באמצעות PCR. טיפול של כשבוע עד 10 ימים בתרופות אנטיביוטיות מקבוצת הטטרציקלינים מאפשר החלמה מהירה יותר [4].


גם במלחמת העולם השנייה היו התפרצויות קטנות של המחלה, שטופלו במהירות ולא הפכו למגפה. בדיעבד משערים שהדיווחים על מחלת חמשת הימים מהספרות הרפואית הרוסית מתחילת המאה ה-19 וממלחמת רוסיה תורכיה ב-1877 (קדחת מולדביה), גם הם קדחת החפירות. יתר על כן, שרידי DNA של Bartonella quintana אותרו ב-2015 בקבר של חיילי צבא נפוליאון בליטא מ-1812 [1, 5].


בשנת 2005 נמצאו שרידי DNA של חיידקי Bartonella quintana בשיניים משלד בן 4000 שנה, שנחפר ב-Roaix, בדרום מזרח צרפת [5].


כיום המחלה נדירה, בעיקר עקב הירידה בשכיחות של כיני הגוף כתוצאה מתנאי הגיינה טובים יותר. מוצאים אותה בעיקר בקרב חסרי הבית החיים בצפיפות, במחנות פליטים, ולעתים נדירות יותר גם אצל אלכוהוליסטים ומכורים לסמים.


שוחה אופיינית לחזית הצרפתית במלחמת העולם הראשונה
המקור: המוזיאון הלאומי למלחמת העולם הראשונה, קנזס, מיסורי, ארצות הברית


חולים מפורסמים שלחמו בצבא הבריטי במלחמת העולם הראשונה הם קלייב סטייפל לואיס (C.S. Lewis), שכתב, בין היתר, את "דברי ימי נרניה", א.א. מילן (A.A. Milne), המחבר של "פו הדוב",  וג'ון רונלד רעואל טולקין (J.R.R. Tolkien), שכתב את "ההוביט" ואת "שר הטבעות". קדחת החפירות הצילה, כנראה, את חייו של טולקין. באוקטובר 1916 לקה הקצין בן ה-25 בקדחת החפירות, ובנובמבר נשלח לבית חולים בעורף, בברמינגהאם שבאנגליה. כבר בבית החולים הוא החל לכתוב. בזמן שהותו בבית החולים נכתשה יחידתו כמעט לגמרי ורק מעטים מהלוחמים שלה שרדו. הוא אושפז למשך כחודש ולאחר מכן נותר בעורף, כי מדי פעם התפרצה אצלו המחלה מחדש. בגלל מצבו הבריאותי הוא נמצא - למזלו ולמזלנו - לא כשיר לשרת בחזית [6].

טולקין כקצין  במלחמת העולם הראשונה, 1916
המקור - Wikimedia commons


תודה לחברים מ"מדע גדול, בקטנה": אירית מילר זמורה,  נעם לויתן, ליאור רובננקו וינון קחטן,  על הארותיהם והערותיהם לרשומה. 


מקורות וקריאה נוספת:

1. G. M. anstead - The centenary of the discovery of trench fever, an emerging infectious disease of World War 1, The Lancet infection disease 16, 2016

2. R L Atenstaedt - Trench fever: the British medical response in the Great War

3. Frederick Holmes, Trench Fever in the First World War

4. Facts about Bartonella quintana infection (‘trench fever’)

5. Mai et. al. - Five millennia of Bartonella quintana bacteraemia - PLOS One

6. JRR Tolkien’s wartime narrow escape revealed - The Guardian

רשומה זו התבססה על רשומה קודמת בנושא,  בבלוג זה. 

פורסם באתר האינטרנט ובדף הפייסבוק של "מדע גדול, בקטנה" 




23.10.20

יום הפוליו העולמי - 2020


יום הפוליו הבינלאומי יחול מחר, ב-24/10, כדי להזכיר לנו מחלה שקטלה במאה הקודמת אלפי אנשים והשאירה רבים משותקים.
כיום, השימוש השגרתי בחיסונים שפותחו כנגד הנגיף הוביל לכך שהמחלה על סף הכחדה והיא קיימת רק בפקיסטן ואפגניסטן. משלושת זני הנגיף נותר רק אחד.  




פוליו, הידועה גם כ"שיתוק ילדים" היא סיבוך לא נדיר (אחד לאלף מקרים) של מחלת מעיים נגיפית. המחלה מתבטאת בכאבי ראש וגרון, בהקאות, ובחום. רוב החולים מחלימים לחלוטין לאחר כשלושה ימים. כשבוע לאחר ההחלמה מתפתחת אצל אלו שלא החלימו מחלה במערכת העצבים המרכזית. המחלה מתבטאת בכאבים בצוואר, בגב וברגליים. רובם יחלימו, אך מיעוטם ישארו עם שיתוק שרירים. שיתוק שרירי הנשימה יוביל למוות ללא טיפול.

בתחילת המאה ה-20 החלו התפרצויות ברחבי ארצות-הברית ואירופה. נשיא ארצות-הברית, פרנקלין דלנו רוזוולט, שהיה בעצמו נכה מהמחלה, דאג לתקצב את המחקר. הוא ייסד את "מצעד הפרוטות", בו גויסו כ-630 מיליוני דולרים שסייעו למחקר ולפיתוח של החיסונים כנגד המחלה. התרכיב המומת של סאלק (פותח ב-1952), שניתן בזריקה, גורם לכך שיווצרו נוגדנים כנגד נגיפי הפוליו בדם של המחוסנים, ובכך מונע את התפשטותם למערכת העצבים. אך הוא לא מונע את מחלת המעיים, ואת ההדבקה של לא מחוסנים.

התרכיב המוחלש של סייבין (פותח ב-1956), שניתן בטיפות, גורם לכך שיווצרו נוגדנים נגד הנגיפים גם במערכת העיכול ובכך הם גם מונעים את מחלת המעיים. הנגיפים גם מופרשים לסביבה ובכך מקנים חסינות לחלק מהאנשים שבסביבתם, שלא חוסנו. נגיפים אלה משתנים לעיתים והופכים לאלימים, ועלולים לגרום במקרים נדירים למחלה כתוצאה מהחיסון.

הפתרון - שילוב החיסונים, מתן החיסון המוחלש רק לאחר המומת. דרך פעולה זו מונעת לחלוטין את מחלת הפוליו כתוצאה מתרכיב החיסון. חשוב לזכור שלמרות שמחלה זו עודנה קיימת, מוקדשים כיום מאמצים רבים למנוע אותה ע״י השגת כיסוי חיסוני רחב ככל הניתן,  וחשוב מכך - בזכות חיסוני הפוליו ניצלו עשרות מיליוני ילדים. 

נקווה שביום הפוליו הבא, או אחד מהבאים אחריו, נוכל לדווח על הכחדת המחלה לחלוטין.


תודה לאורי לרנר ולשלי קרן-גיל על עזרתם והערותיהם, ולמורן פרידמן על העריכה. 


נכתב במקור כפרסום בפייסבוק של עמותת מדעת - מדע ומידע למען בריאות המשפחה.

21.10.20

שוב עכברת - בנחלי הגליל והגולן.

 

בשבוע שעבר (13-10-2020) הודיע משרד הבריאות (בשיתוף המשרד להגנת הסביבה) על כ-50 מקרים של אנשים שחלו בעכברת (Leptospirosis), לאחר שביקרו וטבלו במי נחלים בצפון: שניר (חצבני), הירדן, ג'ילבון, חרמון (בניאס), כזיב, זאכי, זוויתן, עמוד התחתון, בצת, תבור ועמיקם. המלצת המשרד,  גם בעקבות דיגום של חלק ממהנחלים, שיש להמנע בכניסה למים כשמטיילים בנחלים אלה. 


הנחל חרמון (הבניאס) - ספטמבר 2020
צילום: דרור בר-ניר

גם לפני שנתיים, ב-2018, אותרו למעלה מ-30 אנשים שחלו במחלה לאחר שטבלו/שחו במימי נחלים הזורמים בצפון הארץ, הזורמים לכנרת. ב-12 מהם זוהתה נוכחות גורמי המחלה במעבדה. אז נאסרה הכניסה למים בנחלים יהודיה, זויתן ומשושים (שלושתם מתנקזים לערוץ הזאכי הנשפך לכנרת), ובהמשך נאסרה הכניסה גם לנחל דבורה (ג'לבון), הירדן ההררי והמג'רסה (השפך של נחל דליות).

מחלת העכברת, מכונה גם מחלת וייל (Weil's disease) על-שם הרופא הגרמני אדולף וייל (Weil) שתאר אותה לראשונה בשנת 1886. גורמי המחלה מאכלסים מכרסמים (אליהם משתייכים גם העכברים והחולדות - ומכאן שמה) והם מופרשים מנוזלי הגוף שלהם, בעיקר בשתן. מהם היא יכולה לעבור ליונקים אחרים, כולל האדם. ולכן היא מוגדרת כמחלה זואונוטית.

מחוללי המחלה הם סלילונים (חיידקים בצורת סליל) אווירניים בעלי שוטונים מהמין Leptospira interrogans. הם תוארו לראשונה ב-1907 על-ידי ארתור סטימסון (Stimson). ב-1915 הם הוכחו כגורמי המחלה על ידי הבקטריולוגים היפנים ריוקיצ'י אינאדה (Inada) ויוטקה איטו (Ito).

בניגוד למרבית החיידקים האחרים, יש להם שני כרומוזומים (במקום אחד). מוכרים כ-290 זנים שונים של החיידקים, מה שמקשה על פיתוח חיסון נגדם. החיסון המשושה, הניתן לכלבים, מגן מפני שני זנים שלהם ויש לחזור עליו מדי שנה. מנסים לפתח חיסון כנגד כולם שישתמשו בו גם בבני אדם.
הסלילונים המופרשים מהשתן של החיות המאכסנות אותן ויכולים לשרוד באדמה או במים תקופות ממושכות. וממים מזוהמים הם יכולים לחדור לבני אדם, דרך העור, רקמות ריריות או דרך מערכות הנשימה והעיכול. משם הם יכולים לנוע ולחדור לרקמות נוספות, כש"היעד המועדף" שלהם הם הכבד והכליות. יש להם מנגנוני התחמקות מהתאים הבלעניים ומהמשלים של מערכת החיסון. התסמינים וסימני המחלה מופיעים כשבועיים עד חודש לאחר ההדבקה.
מקור הזיהום הנוכחי הוא כנראה שפכים של רפתות (שיש בהם לא מעט מכרסמים) שמגיעים לנחלים ומיעוט המים הזורמים בהם גורם לכך שריכוז החיידקים יהיה בעייתי.




צילום מיקרוסקופ אלקטרונים סורק של חיידקי Leptospira interrogans
צילום: 
CDC/Janice Haney Carr


אנשים רבים לא יחלו כלל. אחרים יחלו במחלה קלה יחסית הכוללת עליית טמפרטורת הגוף, כאבי ראש, כאבי שרירים, כאבי בטן, הקאות, שלשולים ודלקות בעיניים. אך מקרים חמורים יותר יכולים להתפתח לאי ספיקת כליות, פגיעה בתפקודי הכבד, דלקות בקרומי המוח, ודימומים קשים. כל אלה יכולים להסתיים גם במוות (כ-20 אחוז מחולי השלב השני - ללא טיפול). ההחלמה וההתאוששות יכולים להתמשך מספר חודשים. העברת החיידקים בין בני אדם נדירה,אבל אפשרית - בעיקר ביחסי מין והנקה, אבל גם עלידי מגע עם שתן של חולה.

אבחון מוקדם וטיפול אנטיביוטי יכולים למנוע חלק מהסיבוכים הקטלניים.


בנחל זויתן עליון - 2007.
צילום: דרור בר-ניר



לקריאה נוספת

הודעת משרד הבריאות - 13-10-2020
על העכברת - באתר המרכז לבקרת מחלות (CDC)
על העכברת - ב-Microbewiki
על העכברת - באתר משרד הבריאות

מבוסס על רשומה קודמת בנושא - אוגוסט 2018

8.10.20

פרס נובל לכימיה 2020 - לשתי חוקרות שפיתחו טכנולוגיית עריכה גנומית המבוססת על קריספר.

 


ב-7 באוקטובר 2020, הוכרזו בשטוקהולם, בירת שוודיה, שמות הזוכות בפרס הנובל בכימיה לשנת 2020. 

לשתי הזוכות, עמנואל שרפנטייה (Charpentier), ממכון מקס פלנק בברלין, וג'ניפר דודנה (Doudna) מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, הוענק הפרס על פיתוח שיטה נגישה לעריכה גנומית ("מספריים מולקולריים"), המבוססת על מערכת קריספר (CRISPER/CAS9) של חיידקים וארכאונים. הטכנולוגיה החדשה כבר מיושמת לטיפולים עתידיים נגד גידולים סרטניים ומחלות תורשתיות, וביצירת צמחים העמידים למזיקים שונים.


ג'ניפר דודנה (Doudna) ועמנואל שרפנטייה (Charpentier)
איור: ©Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences.

לפני כעשור, חקרה הביוכימאית עמנואל שרפנטייה  את החיידק הפתוגני  Streptococcus pyogenes (הגורם לטווח רחב של מחלות, חלקן קטלניות,  החל ממחלות עור, ועד לדלקת גרון, דלקת קרום המוח ואף מקרים חמורים מסכני חיים של "חיידק טורף"). שרפנטייה גילתה מולקולת RNA לא מוכרת, המכונה כיום tracrRNA. היא מצאה שמולקולה זו מהווה חלק מ"מערכת חיסון" חיידקית, המכונה היום קריספר -  CRISPR, ראשי תיבות של Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. ובתרגום חופשי: מקבצים של רצפים פלינדרומיים קצרים החוזרים במרווחים פנימיים. 

המערכת עצמה התגלתה כבר בשנות ה-80 וה-90 של המאה הקודמת במינים של חיידקים (1987) וארכאונים (1993), והיא כוללת רצפים חוזרים קצרים שתפקידם לא היה ידוע. בהשוואת רצפים אלה למאגרי הרצפים הידועים גילתה שמדובר בעצם בקטעי DNA של נגיפים התוקפים חיידקים וארכאונים  - בקטריופאגים, שנצברו במהלך ההיסטוריה האבולוציונית של אותם יצורונים,  בהמשך התברר, שתפקיד המערכת הוא למנוע מהנגיפים, שהרצפים האלה נמצאים בהם, להתרבות במאכסן, לשכפל את צאצאיהם, ולהרוג אותו. מערכת זו מזהה את החומר התורשתי של הנגיף, מבקעת אותו, ומונעת את התבטאותו בתא המותקף. המערכת הזו דינמית ומתפתחת עם הזמן. בניסוי שביצע פיליפ הורבאת' (Horvath), הוא הראה שהמערכת "זוכרת" - לאחר שהחיידק שורד (אם הוא שורד - ולא כולם שורדים) את ההתקפה הנגיפית, משתבצים בתוך מערכת הקריספר שלו קטעי DNA של הנגיף, ובהדבקה הבאה על-ידי אותו נגיף, או נגיף הדומה לו, המערכת תשמיד אותו מיידית. 

מערכת הקריספר לא פועלת לבד, צמודים אליה, מספר גנים שלהם תפקיד בביטוי המערכת, והם מכונים CAS, ראשי תיבות של CRISPR ASsociated, העיקרי שבהם הוא האנזים Cas9 - שלו פעילות של אנדונוקלאז. 

בהמשך, פוענח מנגנון הפעולה של המערכת, תעתיקי RNA של מקטעי הקריספר נחתכים ונצמדים ל-Cas9. אם תמצא התאמה בין רצף ה-RNA לרצף DNA מתאים, Cas9 יחתוך את ה-DNA הנגיפי. ולכן המערכת הכוללת מכונה CRISPR/CAS9. 

כאן נראית האנלוגיה למערכת הזיכרון החיסונית:  בהדבקה הראשונה בנגיף, המערכת כלל לא מעורבת ומנגנונים חיידקיים אחרים (למשל אנזימי הרסטריקציה) מתמודדים (או שלא) עם הנגיף, במידה והחיידק שורד, רצפי DNA של הנגיף משתבצים בקריספר - והמערכת מוכנה להדבקה השנייה. 

המולקולה tracrRNA, שגילתה שרפנטייה ב-S. pyogenes, מעורבת בתהליכי ההבשלה של תעתיקי ה-RNA במערכת הקריספר. 

לאחר פרסום התגלית של שרפנטייה ב-2011,  היא החלה לשתף פעולה עם ג'ניפר דודנה, ביוכימאית מקליפורניה שהתמחתה בחקר של מולקולות RNA.  ביחד הם הצליחו לשחזר ולפשט את פעילות המערכת במבחנה, ובכך להפוך אותה לטכנולוגיה יעילה לעריכת כל DNA, לא רק של חיידקים וארכאונים. אלא גם של יצורים איקריוטיים (צמחים ובעלי חיים), המאמר של שתיהן התפרסם ב-2012,  ומאז מיושמת הטכנולוגיה  במעבדות רבות בעולם לעריכה גנטית של יצורים שונים, גם בבני אדם. 

שרפנטיה ייסדה שתי חברות, "CRISPR Therapeutics" ו-"ERS Genomics"  המשתמשות בטכנולוגיה שפותחה לתוצרים ביוטכנולוגיים וביורפואיים.

חוקרים רבים נוספים חוקרים את המערכת. בולטים ביניהם פנג זנג (Zhang) ממכון ברוד וג'ורג' צ'רץ (Church) מאוניברסיטת הרווארד. יש גם הרבה מאבקים משפטיים בין החוקרים והמוסדות שהם מייצגים על פטנטים הקשורים לטכנולוגיה הזו, שעדיין לא הסתיימו. 

עוד ידובר רבות על הטכנולוגיה הזו. 

לקריאה נוספת 

באתר פרס נובל 

מלחמות הקריספר - גל חיימוביץ' - מכון דוידסון

גירסה מקוצרת במקצת של רשומה זו פורסמה במקביל באתר הפייסבוק "מדעי הטבע והחיים באוניברסיטה הפתוחה"