מדענים מאוניברסיטת סאות'המפטון גילו שחיידקים יכולים לקשר את מערכות ההגנה שלהם כדי ליצור כוח אדיר, גדול מסך חלקיו, כדי להדוף את ההתקפה של נגיפי הפאג'. ההבנה כיצד חיידקים מגיבים לסוג זה של וירוסים היא צעד גדול במאבק בעמידות לאנטי-מיקרוביאלית.
מחקר פורץ דרך חדש זה מראה שבתוך כל תא חיידק מערכות הגנה שונות יוצרות שותפויות ומשלבות את כוחותיהן כדי להילחם ביעילות באיומים ויראליים. ממצאי המחקר מתפרסמים בכתב העת מארח סלולרי ומיקרוב.
אפשר לחשוב על נגיפי פאג, או בקטריופאג'ים, בתור 'החבר'ה הטובים' של עולם הנגיפים. דמויי עכביש במראה שלהם, האורגניזמים המיקרוסקופיים יכולים להרוג חיידקים מזיקים מבלי להשפיע על החיידקים הטובים בגופנו. הבנת האופן שבו חיידקים מגיבים לפאג'ים חיונית בבחינת כיצד ניתן להשתמש בנגיפים הללו כדי להילחם בזיהומים בבני אדם, כחלופה לאנטיביוטיקה.
בדיוק כמו איך המערכת החיסונית שלנו מגנה עלינו מפני חיידקים מזיקים, לחיידקים יש מערכת הגנה משלהם היוצרות מגן דינמי מפני איומים ויראליים. תארו לעצמכם אם תאי הדם הלבנים, הנוגדנים ותאי ה-T ההורגים שלכם כולם חברו יחד כדי להדוף וירוס. זה בדיוק מה שקורה בתוך תאי חיידקים.
פעם חשבנו על הגנת חיידקים כעל אקט סולו, אבל מסתבר שזה יותר כמו מערכת חברים. "צמד דינמי" של מערכות הגנה ממזגים את כוחותיהם כדי לקבל תגובה חזקה יותר ממה שהם היו משיגים אחרת, ועלולה להציל את התא מהרס".
ד"ר פרנקלין נוברגה, המחבר הראשי של המחקר, אוניברסיטת סאות'המפטון
החוקרים ניתחו מערכי נתונים קיימים כדי למצוא דפוסים של מערכות הגנה זוגיות בגנום (הוראות DNA של התא) של כ-42,000 חיידקים, כולל E. coli. הם חיפשו זוגות שהתרחשו לעתים קרובות יותר ממה שניתן היה לצפות במקרה אקראי. לאחר מכן, המדענים לקחו מבחר מהם ובדקו אותם במעבדה עבור חסינות מוגברת של וירוסים, ובאופן מכריע, "סינרגיה" – במילים אחרות, אפקט הגנה בחיידק שהוא חזק יותר מסך חלקיו.
בזיהוי המערכות המשופרות הללו, ובאמצעות בדיקות נוספות, הם הצליחו לראות לראשונה כיצד השותפויות בין הגנות חיידקיות בודדות מבוססות על מערכת אחת המשתמשת בפונקציה אחרת כדי לשפר את פעילותה. יחד, יש להם אפקט חזק יותר מאשר עבודה בנפרד.
עמידות מיקרוביאלית (AMR) זוהתה על ידי ארגון הבריאות העולמי כאחד מעשרת האיומים המובילים על בריאות הציבור העולמית. זה מתרחש כאשר תרופות, כגון אנטיביוטיקה, כבר לא מונעות ומטפלות ביעילות במחלות. למרות שעמידות לטיפולים יכולה להתרחש באופן טבעי, שימוש יתר בתרופות מסוימות ושליטה לקויה בזיהומים מאיצים את הבעיה.
פאג'ים יכולים להיות דרך אחת לעזור עם AMR. היכולת שלהם להרוג באופן סלקטיבי חיידקים מזיקים, תוך חסכון בחיידקים 'טובים', הופכת אותם למתמודדים חזקים כחלופה אחת לאנטיביוטיקה. עם זאת, יש צורך במחקר רב יותר לפני חידוד הטיפולים וניתן לעשות בהם שימוש נרחב.
ד"ר פרנקלין נוברגה מסביר: "פאג'ים כבר נמצאים בשימוש כטיפול אחרון לזיהומים חיידקיים עמידים לאנטיביוטיקה, שיטה המכונה טיפול בפאג'. אבל על ידי התעמקות באיך חיידקים מתגוננים מפני הפאג'ים האלה, אנחנו יכולים להגביר את האסטרטגיות שלנו לעשות אותם יעיל אפילו יותר במחיקת תאי חיידקים, ומציע שביב של תקווה במאבק להרחקת זיהומים".
המדענים אומרים שהמחקר שלהם ישלים את המאמצים שכבר החלו לפיתוח טיפול בפאג' באמצעות יוזמות שיתוף ציבור, כגון The Phage Collection Project ויוזמות מדעיות פתוחות כמו KlebPhaCol.
המימון למחקר זה היה מ- Wessex Medical Trust והמכונים הלאומיים לבריאות, ארה"ב.
