חסה קטלנית במיזורי. בצל רצחני בקולורדו. עבור ביוכימאים מאוניברסיטת אוקלהומה, אלה אינן רק כותרות – הן אזהרות מפני הסיכונים הנשקפים מחיידקים עמידים לתרופות והמחיר האנושי של אי-פעולה.
טיפול במצבים כרוניים וניתוחים רבים מצריך אנטיביוטיקה. כאשר חיידקים הופכים עמידים לאנטיביוטיקה ותרופות אחרות, רבות מההתקדמות הרפואית שלנו גם תיכשל".
הלן זגורסקיה, פרופסור מחקר של ג'ורג' לין קרוס, המחלקה לכימיה וביוכימיה ב-OU
זגורסקאיה ולנטין ריבנקוב, פרופסור לביוכימיה ב-OU, מובילים פרויקט בן 5.3 מיליון דולר במימון המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות כדי להבטיח שזה לא יקרה. הם שואפים למצוא דרכים חדשות להעביר תרופות מצילות חיים ישירות לפתוגנים עמידים.
העבודה חיונית. ללא תרופות חדשות, מומחים צופים שחיידקים עמידים לתרופות יכולים להרוג עד 2 מיליון אנשים בשנה עד שנת 2050.
"בדרך כלל אנו חיים יחד עם חיידקים; אנו תלויים בהם לבריאות המעיים וחסינות", אמר ריבנקוב. "יש לנו גם דרכים להתגונן מפני חיידקים מזיקים, אם צריך. אבל מדי פעם ההגנות שלנו נכשלות. כשזה קורה והם גדלים מהר יותר ממה שהם נהרגים על ידי המערכת החיסונית שלנו, אנחנו צריכים אנטיביוטיקה".
למרבה הצער, עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה הנפוצה ביותר גוברת במהירות ברחבי העולם. באוקטובר 2025, ארגון הבריאות העולמי דיווח כי עמידות לאנטיביוטיקה גדלה ב-15% בשנה, וכי עד 1 מכל 6 זיהומים חיידקיים עמידים. בדרום מזרח אסיה ובמזרח הים התיכון, זה קרוב יותר ל-1 ל-3.
בחיפוש אחר תרופות, Zgurskaya ו-Rybenkov התאפסו על סוג של חיידקים פתוגניים הנקראים חיידקים גראם-שליליים (GNB), אשר פיתחו שיטות משוכללות כדי להגן על פנים התא שלהם מפני פולשים, כולל אנטיביוטיקה.
בניגוד לחיידקים גרם חיוביים, שיש להם קרום תא אחד, ל-GNB יש שתי ממברנות, כולל דופן חיצונית חזקה. לחיידקים עמידים יש גם מנגנון "פלט" חזק יותר – משאבות חלבון שנועדו לנקות חומרים רעילים מבפנים התא. הגנות אלו מקשות על מחלקות התרופות הנוכחיות לבצע את עבודתן.
כדי למצוא חורים בהגנות GNB, Zgurskaya ו-Rybenkov בודקים את תכונות החדירה של כ-2,000 כימיקלים ותרכובות מול מאות גרסאות של משאבות זרימה כדי לזהות מועמדים שעלולים לחמוק דרך הממברנות של פתוגנים עמידים לתרופות, כולל P. aeruginosa, E. coli, K. pneumoniae ו A. baumannii. ברגע שנוצר אטלס ראשוני של תרכובות ברות קיימא, החוקרים מתכננים להרחיב את עבודתם כדי לחקור עוד יותר כימיקלים.
הם גם חוקרים כיצד משאבות חלבון פועלות ברמה המולקולרית במטרה לזהות אסטרטגיות הימנעות חדשות.
"תחשוב על סירה עם חור זעיר," אמרה זגורסקאיה. "ללא התערבות היא תטבע, לאט אבל בטוח. אבל אם לסירה יש משאבת מים, היא מוציאה את כל מה שמצטבר. זה מנגנון דומה בחיידקים גרם שליליים. התפקיד שלנו, כחוקרים, הוא למצוא דרך ליצור חור ולכבות את המשאבה".
בעזרת למידת מכונה, תוצאות מעבדה ייבדקו מול ספרייה גדולה עוד יותר של כימיקלים – "מאות אלפים", אמר זגורסקיה – כדי לחפש דפוסים ויחסים שעשויים להצביע על תרופות חדשות ויעילות יותר.
"אין דרך קלה לחזות איזה סוג של מולקולה יכולה לעבור דרך קרום התא", אמר ריבנקוב. "בינה מלאכותית עוזרת לנו לנווט בנתונים".
שימוש יתר באנטיביוטיקה מצוטט לעתים קרובות כגורם המוביל לעמידות חיידקים, אבל זה רק חלק מהסיפור, אמר ריבנקוב. "חיידקים רוצים להתפשט; זה תהליך טבעי", אמר. "אנחנו תלויים בחיידקים לאורח החיים שלנו, אבל יש חיידקים שלא אוהבים אותנו. בשבילם אנחנו רק אוכל".
חוקרי ה-OU משתפים פעולה בפרויקט עם פאולו רוגרונה, פרופסור במחלקה לפיזיקה באוניברסיטת קליארי, איטליה; ג'ון ווקר, פרופסור חבר לפרמקולוגיה ופיזיולוגיה באוניברסיטת סנט לואיס; ו-ArrePath, חברה לגילוי סמים שבסיסה בפרינסטון, ניו ג'רזי.
