צוות חוקרים גילה שעמידות סמויה לאנטי-מיקרוביאלית נפוצה יותר ברחבי העולם מאשר עמידות ידועה. הם קוראים למעקב רחב יותר אחר עמידות בשפכים, שכן הגנים הבעייתיים של העתיד עשויים להסתתר במאגר הנרחב של גנים של עמידות סמויה. המחקר פורסם ב-Nature Communications.
קבוצת חוקרים ניתחה 1,240 דגימות שפכים מ-351 ערים ב-111 מדינות שונות ומצאה שעמידות חיידקית לאנטי-מיקרוביאלית סמויה נפוצה בכל יבשות העולם. המחקר תואם על ידי המכון הלאומי למזון DTU בדנמרק. הגנים העמידות לאנטי-מיקרוביאלית שנחקרו אינם מהווים כיום סיכון גדול, אך חלקם כנראה יעשו זאת בעתיד, לפי החוקרים, שעל בסיס המחקר ממליצים על מעקב משופר אחר עמידות לאנטי-מיקרוביאלית בשפכים. המחקר פורסם בכתב העת המדעי הנחשב Nature Communications (הכנס קישור: https://doi.org/10.1038/s41467-025-66070-7).
"המחקר מראה שיש לנו מאגר סמוי של עמידות לאנטי-מיקרוביאלית שהוא הרבה יותר נרחב ברחבי העולם ממה שציפינו", אומרת החוקרת חנה-מרי מרטיני, שיחד עם פרופסור-משנה פטריק מונק מהמכון הלאומי למזון DTU, היא הכותבת הראשונה של המחקר.
החוקרים השוו את ההתפלגות הגיאוגרפית של גנים של עמידות לאנטי-מיקרוביאלית, גם סמויים וגם פעילים כבר (להלן מכונה נרכש), ומצאו התפלגות גיאוגרפית רחבה הרבה יותר של גנים של עמידות סמויה מאשר אלה שנרכשו.
כדי לבלום עמידות עתידית לאנטי-מיקרוביאלית, אנו מאמינים שמעקב שגרתי אחר עמידות לאנטי-מיקרוביאלית בשפכים, בנוסף לכלול גנים של עמידות שכבר נרכשו, צריך לכלול גם גנים של עמידות סמויה, כדי לתת את הדעת גם לבעיות המחר".
פטריק מונק, פרופסור חבר, DTU National Food Institute
בהתאם לחקירות קודמות, המחקר מראה שגנים נרכשים של עמידות קיימים בכמויות גבוהות יותר באפריקה שמדרום לסהרה, בדרום אסיה ובאזורי המזרח התיכון וצפון אפריקה (MENA) מאשר באזורים אחרים בעולם.
מקווה להצליח לבלום מגיפה
טבעי שלחיידקים יהיו גנים שיכולים להפוך אותם לעמידים לאנטיביוטיקה, וגנים כאלה נמצאים בכל מקום, למשל באדמה, במים ובבני אדם. עם זאת, השימוש שלנו באנטיביוטיקה ולחצים סביבתיים אחרים (ראה הסעיף "לחצים סביבתיים קובעים עמידות לאנטי-מיקרוביאלית" להלן) הובילו את התפשטות העמידות עד כדי כך שארגון הבריאות העולמי (WHO) כינה עמידות לאנטי-מיקרוביאלית (AMR) כמגיפה (הכנס קישור: https://www.who.int/westernpacific/newsroom/commentaries/detail/the-next-pandemic-is-already-here–antimicrobial-resistance-is-upending-a-century-of-achievements-in-global-health).
כאשר חוקרים ברחבי העולם בוחנים את היקף הבעיה והתפשטותן, הם בדרך כלל מתמקדים בגנים של עמידות שכבר מסוגלים לקפוץ בין מארח חיידקים. גנים נרכשים של עמידות לאנטיביוטיקה מהווים אתגר אמיתי מכיוון שהם הופכים טיפול בבני אדם ובעלי חיים באנטיביוטיקה לקשה או בלתי אפשרי.
מעקב מורחב יציע תקווה שחוקרים יוכלו לקבוע היכן וכיצד מתעוררת ומתפשטת עמידות לאנטי-מיקרוביאלית ויוכלו למפות את האקולוגיה של הגנים.
"על ידי מעקב אחר גנים נרכשים וסמויים של עמידות לאנטי-מיקרוביאלית, נוכל לקבל סקירה רחבה של האופן שבו הם מתפתחים, משנים מארחים ומתפשטים בסביבה שלנו, ובכך לכוון טוב יותר מאמצים נגד עמידות לאנטי-מיקרוביאלית (AMR). מי שפכים הם דרך מעשית ואתית לנטר AMR מכיוון שהם צוברים פסולת מבני אדם, בעלי חיים והסביבה הקרובה", אומרת מרטיני-מרי.
המחקר גם מראה שבעולם, ישנם יותר גנים של עמידות סמויה הפזורים ברחבי העולם מאשר גנים של עמידות נרכשת. רק באפריקה שמדרום לסהרה יש מספר שווה של כל אחד.
"באופן כללי, אני לא חושב שאנחנו צריכים לדאוג יותר מדי מרוב הגנים הסמויים של עמידות לאנטי-מיקרוביאלית, אבל אני מאמין שחלק מהם יגרמו בסופו של דבר לבעיות, והיינו רוצים לדעת אילו; כי עם הידע הזה נוכל אולי לחזות אילו חיידקים בעתיד ניתן לעצור באמצעות אילו תרופות", אומרת חנה-מרי מרטיני; השקפה משותפת על ידי פטריק מונק.
"כאשר מפתחים אנטיביוטיקה חדשה – תהליך שלוקח שנים רבות – יתכן וחיידקים כבר המציאו 'מספריים' חדשים המסוגלים להרוס אותם. אם נוכל לחקור את שני סוגי הגנים לאורך זמן, אולי נוכל לגלות אילו מהגנים הסמויים הופכים לגנים בעייתיים של עמידות, איך הם נוצרים וכיצד הם מתפשטים על פני גיאוגרפיה וחיידקים, ובדרך זו, העומס האנטי אנטי של פטריק של העמידות הפחותה של מונרובי.
עמידות לאנטיביוטיקה סמויה ממופה באמצעות מטגנומיקה פונקציונלית
ישנן מספר דרכים לבדוק האם גנים מקנים עמידות לאנטיביוטיקה, הן באמצעות תחזיות מבוססות בינה מלאכותית והן באמצעות ניסויי מעבדה. עם זאת, קיימת מידה של אי ודאות הקשורה לתחזיות מחשב, שיכולה גם לטשטש את פרשנות התוצאות.
גנים של עמידות סמויה מזוהים על ידי חילוץ DNA מדגימה ולאחר מכן בדיקת שברי DNA אקראיים כדי לראות אם הם יכולים להעניק עמידות לאנטי-מיקרוביאלית. השיטה נקראת מטאגנומיקה פונקציונלית והיא כוללת החדרת שברי DNA לחיידק לא מזיק. החיידקים ששרדו ודאי קיבלו פיסת DNA המספקת עמידות. זה לא אומר בהכרח שקטע ה-DNA יכול לנוע בין חיידקים באופן טבעי בסביבה.
ההבדל בין גנים של עמידות סמויה לגנים של עמידות נרכשת הוא בדיוק שגנים של עמידות נרכשת ידועים ככאלה שיכולים לקפוץ למארחים חיידקיים חדשים, בעוד שגנים של עמידות סמויה יכולים לקפוץ למארחים חיידקיים חדשים במעבדה, אבל החוקרים עדיין לא יודעים אם הם יוכלו בשלב מסוים לעשות זאת בסביבה.
"הדאגה שלנו היא שחלק מגנים של עמידות סמויה יהפכו לגנים נרכשים של עמידות ובכך יצליחו לקפוץ למארחי חיידקים שונים בסביבה. במיוחד בגלל שהמחקר גם מראה שהם קיימים בכמות גדולה בכל כך הרבה מקומות ברחבי העולם. לכן היינו רוצים לראות אותם כלולים במעקב", אומר פטריק מונק.
עד כמה גנים של עמידות סמויה מתפתחים לגנים בעייתיים של עמידות נרכשת זה משהו שהחוקרים עדיין לא יודעים. מעקב רחב של גנים סמויים ונרכשים כאחד יעזור לענות על שאלה זו.
עשוי למנוע טיפול במחלות זיהומיות
הדרך הקלאסית שבה החברה הופכת מודעים לגנים של עמידות נרכשת היא באמצעות מחלות זיהומיות שלא ניתן לטפל בהן באנטיביוטיקה בגלל עמידות. ב-DTU National Food Institute קיים אוסף גדול של גנים עמידות (הכנס קישור: https://genepi.food.dtu.dk/resfinder), המשמש רופאים וחוקרים ברחבי העולם כאשר הם צריכים לקבוע אם חיידק עמיד לאנטי-מיקרוביאלי. במחקר הנוכחי, התרחשותם של כל גני העמידות השונים בדגימות השפכים כמתה כדי לקבוע את התפוצה הגיאוגרפית והסביבתית שלהם.
לחצים סביבתיים קובעים עמידות לאנטי-מיקרוביאלית
הסביבה פועלת כשופט במרוץ חיסול מתמיד בכל הנוגע לחיידקים עמידים. כאשר יש אנטיביוטיקה, חיידקים רגישים מתים תחילה. החיידקים המעטים שנושאים בתחילה גן עמידות שורדים ומתרבים. הגורמים הבאים בסביבה משפיעים, למשל, אילו חיידקים מתים ואילו שורדים:
- שאריות של אנטיביוטיקה בסביבה (מבתי חולים, חקלאות, שפכים) מעכבות או הורגות חיידקים רגישים ומעניקות יתרון לחיידקים עמידים, ומאפשרים להם להתפשט ביתר קלות.
- חומרי חיטוי וביוצידים, בחשיפה חוזרת או ממושכת, יכולים לבחור חיידקים הסובלים מגורמים אלה. חיידקים אלו נושאים לרוב גם גנים המקנים עמידות לאנטי-מיקרוביאלית.
