מדוע אנשים מסוימים מתאוששים בקלות מזיהומים חיידקיים בעוד שאחרים מתדרדרים במהירות לאלח דם מסכן חיים? לפי מחקר חדש, ייתכן שהתשובה טמונה לא רק בפתוגן הפולש עצמו, אלא גם במיקרואורגניזמים שכבר חיים בתוך המעי.
אלח דם הוא מצב חמור שבו מערכת החיסון של הגוף מגיבה יתר על המידה לזיהום, וגורמת לדלקת נרחבת ולנזק לאיברים. במקרים רבים, התגובה החיסונית המוגזמת עצמה הופכת מסוכנת יותר מהחיידקים הגורמים לזיהום.
מחקרים אחרונים העלו כי למיקרוביוטה של המעיים תפקיד חשוב בוויסות המצב החיסוני הבסיסי ועשויה להשפיע על הרגישות למחלות זיהומיות. עם זאת, הגורמים המיקרוביאליים המדויקים שקובעים מדוע חלק מהאנשים מפתחים אלח דם היפר-דלקתי חמור נותרו לא ברורים.
צוות מחקר בראשות ד"ר Hwi-Won Seo וד"ר צ'ונג-מין ריו במרכז המחקר למחלות זיהומיות של מכון המחקר של קוריאה לביו-מדעים וביוטכנולוגיה (KRIBB), בשיתוף עם פרופ' דו-ג'ין קים מהאוניברסיטה הלאומית של צ'ונגבוק, זיהה כעת קבוצה ספציפית של חיידקי מעיים שעלולה להחמיר באופן דרמטי אלח דם על ידי תחושת יתר של תאים חיסוניים.
החוקרים הבחינו שאפילו עכברים זהים מבחינה גנטית הראו תוצאות זיהום שונות להפליא בהתאם להרכב המיקרוביוטה שלהם במעיים. כאשר נחשפו לאותה כמות של חיידקים פתוגניים, חלק מהעכברים שרדו עם תסמינים קלים יחסית, בעוד שאחרים התדרדרו במהירות והראו שיעורי הישרדות נמוכים משמעותית עקב הפעלה חיסונית מוחצת.
ניתוח נוסף גילה שגורם מפתח אחד הקשור למחלה קשה היה העשרת משפחת חיידקי המעי הידועה בשם Muribaculaceae. בין החיידקים הללו, נמצא כי חיידק בשם Sangeribacter muris KT1-3 מייצר מטבוליטים שהכניסו תאי חיסון למצב רגיש יתר על המידה.
כתוצאה מכך, כאשר פתוגנים פלשו לגוף, המערכת החיסונית הגיבה הרבה יותר באגרסיביות מהנדרש, מה שהוביל לדלקת בלתי מבוקרת ולאלח דם קטלני.
כדי לאשר שמיקרוביוטת המעי עצמה אחראית להשפעות הללו, הצוות ביצע גם ניסויים בהשתלת מיקרוביוטה צואה. כאשר חיידקי מעיים הקשורים לזיהום חמור הועברו לעכברים עמידים אחרת, שיעורי ההישרדות ירדו בחדות. לעומת זאת, העברת קהילות מיקרוביאליות בריאות יותר שיפרה את תוצאות ההישרדות.
המחקר הוכיח עוד כי מטבוליטים זעירים המיוצרים על ידי חיידקי מעיים ספציפיים יכולים לקדם תאי חיסון מעבר לסף ההפעלה הרגיל שלהם. רגישות חיסונית מוגזמת זו גרמה אפילו לגירויים חיצוניים קטנים יחסית לעורר תגובות דלקתיות נפיצות, שבסופו של דבר הביאו לאלח דם מסכן חיים.
ממצאים אלו מצביעים על כך שחומרת אלח הדם נקבעת לא רק על ידי הארסיות של פתוגנים פולשים אלא גם על ידי הרכב הסביבה המיקרוביאלית של המעי.
החוקרים מאמינים שהעבודה פותחת אפשרויות חדשות לאסטרטגיות לניהול זיהומים מבוססות מיקרוביום, כולל חיזוי רגישות לאלח דם חמור והפחתת הסיכון לזיהום באמצעות אפנון של מיקרוביוטה במעיים. לגישה עשויות להיות השלכות גם על מצבים קשים לטיפול כמו זיהומים הנגרמים על ידי חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.
מחקר זה מדגים שמיקרוביוטה של המעי יכולה לשנות מהותית את עוצמת התגובות החיסוניות ובכך לקבוע את תוצאות הזיהום. אנו מצפים שממצאים אלו יתרמו לפיתוח עתידי של טכנולוגיות מבוססות מיקרוביום לחיזוי זיהומים וויסות חיסוני".
ד"ר Hwi-Won Seo, החוקר הראשי של המחקר
מכון המחקר של קוריאה לביו-מדעים וביוטכנולוגיה (KRIBB) הוא מכון מחקר לאומי מוביל בדרום קוריאה המוקדש למחקר חדשני בביוטכנולוגיה ובמדעי החיים. KRIBB, שהוקמה בשנת 1985, מתמקדת בקידום הידע המדעי בתחומים כמו ביולוגיה מולקולרית, גנומיקה, ביואינפורמטיקה, ביולוגיה סינתטית ומחקרים הקשורים להזדקנות. כמכון במימון ממשלתי, KRIBB ממלא תפקיד מרכזי בהנעת חדשנות, תמיכה באסטרטגיות מו"פ לאומיות ושיתוף פעולה עם שותפים אקדמיים ותעשייתיים הן מקומיות והן בינלאומיות.
מחקר זה נתמך על ידי התוכנית לפיתוח טכנולוגיה ביו ורפואית של משרד המדע והתקשוב ועל ידי תוכניות המחקר העיקריות של מכון המחקר של קוריאה לביו-מדעים וביוטכנולוגיה (KRIBB).
המחקר פורסם ב-30 באפריל ב-Nature Communications (Impact Factor: 15.7), כתב עת בינלאומי מוביל במדע רב-תחומי.
הכותרת של המאמר היא "מיקרוביוטה מועשרת ב- Muribaculaceae מחמירה אלח דם היפר-דלקתי המושרה על ידי TLR4 תלוי-Acinetobacter baumannii".
המחברים המקבילים הם ד"ר Hwi-Won Seo וד"ר Choong-Min Ryu מ-KRIBB ופרופ' דו-ג'ין קים מהאוניברסיטה הלאומית של צ'ונגבוק.
