כאשר חיידקים מזיקים הגורמים להרעלת מזון, כגון E. coli, לפלוש דרך מערכת העיכול, תאי המעי בדרך כלל נלחמים בחזרה על ידי דחיפת תאים נגועים אל מחוץ לגוף כדי לעצור את התפשטות הזיהום.
במחקר חדש שפורסם היום ב טֶבַעמדענים מ-Genentech, חברה בקבוצת Roche, בשיתוף עם חוקרים מאוניברסיטת Oregon Health & Science, גילו כי זן מסוכן של E. coli – ידוע כגורם לשלשול דמי – יכול לחסום את ההגנה הזו במעיים, ולאפשר לחיידקים להתפשט ביתר קלות.
החיידקים מחדירים חלבון מיוחד בשם NleL לתאי המעי, אשר מפרק אנזימים מרכזיים, הידועים כ-ROCK1 ו-ROCK2, הדרושים להוצאת תאים נגועים. ללא תהליך זה, התאים הנגועים לא יכולים לעזוב במהירות, מה שמאפשר לחיידקים להתפשט ביתר קלות.
בדרך כלל, כאשר חיידקים מזיקים פולשים למעיים, הגוף נלחם במהירות. קו ההגנה הראשון הוא רירית המעי – המורכבת מתאים צפופים הסופגים חומרים מזינים ומרחיקים חיידקים מזרם הדם. אם אחד מהתאים הללו נדבק, הוא מקריב את עצמו על ידי דחיפת עצמו מתוך רירית המעיים ואל המעיים כדי להיסחף. זה עוזר למנוע את התפשטות החיידקים.
מחקר זה מראה שחיידקים פתוגניים יכולים לחסום תאים נגועים מלהידחק החוצה.
זו אסטרטגיה שונה לחלוטין ממה שראינו בעבר. כמה חיידקים מנסים להסתתר מפני גילוי, אבל זה למעשה עוצר את נתיב המילוט של התא".
איזבלה ראוך, Ph.D., מחברת בכירה של המחקר ופרופסור חבר למיקרוביולוגיה מולקולרית ואימונולוגיה, בית הספר לרפואה של OHSU
חשיפת דרכים חדשות לטיפול
ראוך בילתה את הקריירה שלה במחקר כיצד רקמות מחסום, כגון רירית המעי, פועלות באינטראקציה עם חיידקים ומגינות על הגוף מבלי לעורר כל הזמן דלקת. עבודתה רלוונטית במיוחד הן למחלות זיהומיות והן למצבים כרוניים כמו מחלות מעי דלקתיות, או IBD.
"עכשיו אנחנו יודעים שדופן המעי היא לא רק קיר פסיבי", אמרה. "התאים האלה ממש טובים בזיהוי מוקדם של זיהום ולהגיב אליו עוד לפני שהמערכת החיסונית נכנסת לתמונה".
המחקר היה שיתוף פעולה בין מדענים רבים, כולל מומחים ביוכימיים מג'ננטק שהבינו כיצד פועלת NleL, והמעבדה של ראוך, שהשתמשה במודלים של רקמת מעי כדי להראות את השפעות החלבון בתאים אמיתיים.
"הצלחנו להראות שכאשר החיידקים נושאים את החלבון המסוים הזה, הם מדביקים את המעי הרבה יותר טוב", אמר ראוך. "הם מונעים מהתאים הנגועים להיבעט החוצה במהירות, מה שנותן להם יותר זמן להתרבות ולהדביק עוד תאים".
תגלית זו עשויה לסלול את הדרך לטיפולים חדשים המכוונים לאופן שבו חיידקים גורמים למחלות, במקום להרוג את החיידקים באופן מוחלט, כפי שעושה אנטיביוטיקה.
"על ידי הבנת האופן שבו חיידקים עוקפים את ההגנה של הגוף שלנו, מדענים יכולים לתכנן טיפולים אנטי-ווירולנטיים שאינם מסתמכים על אנטיביוטיקה", אמר ראוך. "זה באמת חשוב, במיוחד כאשר העמידות לאנטיביוטיקה ממשיכה לעלות".
לממצאים יש גם השלכות בריאותיות עולמיות. סוג זה של E. coli יכול להיות מסוכן במיוחד עבור ילדים צעירים, שגופם אינו יכול להתמודד גם עם איבוד נוזלים. מדענים מזהירים כי שינויי אקלים ומערכות בטיחות מזון מוחלשות עלולים להפוך את הזיהומים הללו לשכיחים יותר.
"חיידקים מסוג זה הם כבר בעיה רצינית במקומות עם תברואה גרועה", אמר ראוך. "אבל עם עליית הטמפרטורות והקיצוצים בניטור בטיחות המזון, הם הופכים לאיום הולך וגובר גם במדינות מפותחות".
מעבר למחלות זיהומיות, התגלית יכולה לשפוך אור גם על הפרעות מעיים כמו IBD, שבהן רירית המעי משילה יותר מדי תאים לעתים קרובות מדי.
"תהליך ה'שחול' הזה של התאים מתרחש במעיים בריאים כל הזמן ברמה נמוכה", אמר ראוך. "אבל ב-IBD, זה מתגבר, ואנחנו לא לגמרי מבינים למה. באופן דומה, אנחנו רואים את זה גם בסרטן מערכת העיכול. המחקר הזה נותן לנו יותר תובנה על שני הצדדים של המשוואה, גם איך הגוף מגן על עצמו וגם איך דברים משתבשים".
בנוסף ל-Rauch, מחברי OHSU כוללים את מרין מינר, BS, רייצ'ל פיטרסון, BS, וויליאם סקוט, BA. המחבר הראשי הוא ג'ובאני לוצ'טי, Ph.D., מדען ראשי ב- Genentech.
