חיידקים הגורמים לזיהומים במעי נמנעים בדרך כלל מכימיקלים מסריחים – כאלה שיכולים להרוג אותם בריכוזים גבוהים מספיק – בתוך מעיים אנושיים, אך הם עשויים למעשה לשחות לעברו כאשר ארוחה דשנה היא הפרס.
תאר לעצמך שעשית מסע ארוך ואתה גווע ברעב. אתה מחפש מקום לאכול בו, רק כדי למצוא אותו עמוס באחרים וקו מהדלת. כדי להחמיר את המצב, הקהל עוין ודי מסריח. אתה מתמודד עם דילמה: האם כדאי להישאר לאכול או שאתה צריך לעזוב? "
ארדן ביילינק, עוזר פרופסור, אוניברסיטת וושינגטון
זו הבעיה העומדת בפני חיידקים הגורמים למחלות כמו סלמונלה כשהם מנווטים את דרכי העיכול שלנו, על פי מחקר חדש ממעבדת Baylink באוניברסיטת וושינגטון. המחקר, שפורסם ב- ELIFE, שופך אור על האופן בו חיידקים פתוגניים מקבלים החלטות מסוג זה ויכולים בסופו של דבר לעזור למדענים ליצור תרופות חדשות למניעה וטיפול בזיהומים במעי.
"הסירחון" החיידקי הוא כימיקל הנקרא אינדול, המסייע לתת לצואה את הריח הייחודי שלו. זה מיוצר על ידי חיידקים מועילים המכונה מיקרוביוטה שחיים במעיים ויכולים להרוג חיידקים זיהומיים כאשר הוא מגיע לרמות גבוהות מספיק.
Baylink ו- Kailie Franco, מועמדת לדוקטורט במעבדת Baylink, יצאו להבין תופעה זו באמצעות מיקרוסקופ שנבנה בהתאמה אישית שנועד להקליט סרטונים של חיידקי שחייה. לפתוגנים יש מערכת ניווט מובנית בשם Chemotaxis, הפועלת כמו חוש ריח חיידקי, ומאפשרת להם לשחות לעבר חומרים מזינים והרחק מכימיקלים שיכולים לפגוע בהם, כמו אינדול.
מחקרים קודמים הראו כי החיידק Escherichia coli משתמש בכימוטקסיס כדי לשחות מאינדול, מה שמוביל את המדענים לחשוב שזו יכולה להיות דרך אחת מיקרוביוטה להגן על בני אדם – על ידי שחרור אינדול הדוחה פתוגנים. עם זאת, מחקרים קודמים בדקו רק אינדול טהור, לא indole מעורבב עם החומרים המזינים הקיימים במעיים, המשקפים בצורה מדויקת יותר את התנאים במעיים.
Baylink ופרנקו הדמו את סביבת המעי על ידי שילוב חומרים מזינים עליהם מסתמכים חיידקים לצורך הישרדות, כמו חומצות אמינו וסוכרים, עם ריכוזים משתנים של אינדול. בעזרת המיקרוסקופ המתמחה שלהם, הם הקליטו סרטונים של חיידקים כדי לראות כיצד הם הגיבו לתערובות אלה.
"בהתחלה ראינו את מה שאחרים ראו. סלמונלה שוחה הרחק מאינדול טהור, אין ספק וממש מהר. תוך 10 שניות, החיידקים נעלמו," אמר ביילינק.
אך זה השתנה כאשר אינדול שולב עם חומרים מזינים והחיידקים נמשכו.
המידה בה נמשכו חיידקים לחומרים מזינים הייתה תלויה בכמה שאינדול היה קיים. פחות אינדול פירושו משיכה חזקה יותר, אך אפילו ברמות גבוהות, החיידקים תמיד נמשכו לפחות מעט ומעולם לא נדחו.
דפוס זה מוחזק על פני פתוגנים מרובים, כולל סוגים שונים של סלמונלה enterica, Escherichia coli, citrobacter koseri ו- enterobacter cloacae, חיידקים העלולים לגרום לזיהומים במעי המאיימים חיים והם מהווים אתגרים לרופאים בגלל עליית ההתנגדות לאנטיביוטיקה.
הצוות גם בדק אם אינדול מונע מסלמונלה להדביק רקמת מעיים אך מצא שהיא לא עשתה זאת.
המחקר חושף דרך חדשה לחשוב כיצד חיידקים מדביקים וגורמים למחלות במעיים. אינדול לא רק משהו שחיידקים נמנעים ממנו – זה מידע.
"אינדול אומר להם היכן התחרות שלהם, המיקרוביוטה, ממוקמת. חיידקים יכולים להשתמש בזה כדי לשחות לאזורים שבהם התחרות פחות קשה וחומרים מזינים בשפע", אמר ביילינק.
המחקר מומן על ידי המכון הלאומי של ה- NIH לאלרגיה ומחלות זיהומיות וכלל משתפי פעולה באוניברסיטת אורגון, מייקל ג'יי הרמס, זילון ג'נטרי-לוש ומייקל שאוויק.
המחקר עלול בסופו של דבר להוביל לטיפולים חדשים בזיהומים חיידקיים עמידים לתרופות וספסיס על ידי חסימת האופן בו חיידקים חשים את סביבתם. "אנו מודים לנישומים התומכים במחקר שלנו כדי שנוכל לקדם את ההבנה שלנו את מחלות חיידקים ולפתח טיפולים חדשים", אמר ביילינק.
