חדשות

המחקר המדאיג נערך בהובלת פרופ' נועה שנקר והדוקטורנטית גל נבון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, בשיתוף עם המעבדה ההידרוכימית בראשות פרופ' דרור אבישר, בבית הספר פורטר לסביבה ומדעי כדור הארץ. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת היוקרתי Environmental Pollution.

"לא היה אלמוג אחד שלא נמצאו בו תרופות כלל – בין אם במים הרדודים, בין אם בעמוקים"

"לראשונה בעולם בדקנו שיירי תרופות באלמוגים בהיקף גדול", מספרת פרופ' נועה שנקר. "דגמנו 96 אלמוגים משני סוגים של אלמוגי אבן במפרץ אילת,Acropora ו-Favites, במים רדודים של 12-5 מטרים ובמים עמוקים של 40-30 מטרים, עומקים שהם מעבר לגבולות הצלילה הספורטיבית. למרבה ההפתעה מצאנו שיירי תרופות בהיקף גדול גם באלמוגים העמוקים, שלרוב מצליחים לחמוק מזיהומים המשפיעים על האלמוגים הרדודים יותר".

החוקרות קיבלו מקופת חולים כללית רשימה של התרופות השכיחות בישראל. מבין 18 התרופות שנבחרו, עשר נמצאו באלמוגים, ולא היה אלמוג אחד שלא נמצאו בו תרופות כלל – בין אם במים הרדודים, בין אם בעמוקים. עשר התרופות שנמצאו בגוף האלמוגים שייכות לקטגוריות מגוונות: אנטיביוטיקה, תרופות נוגדות יתר לחץ דם, נוגדי טסיות, חוסמי תעלות סידן, משלשלים, מעכבי משאבות פרוטונים, סטטינים ונוגדי דיכאון.

"אני מכירה אנשים שממש לא רוצים לקחת תרופות, אבל כשהם אוכלים דג הם צריכים לקחת בחשבון שהם צורכים 'קוקטייל' של שיירי תרופות שהדג ספג מהסביבה"

"מה זה שיירי תרופות בתוך אלמוגים? הרי האלמוג לא הלך לרופא וקיבל מרשם לאנטיביוטיקה", מבהירה פרופ' שנקר. "אלה תרופות שנטלו בני אדם, תרופות שתוכננו מראש לפעול על איזה רצפטור או מסלול ביולוגי, והן פועלות גם על חיות אחרות. מחקרים קודמים, שלנו ושל אחרים, הראו למשל כי אסטרוגן המצוי בגלולות למניעת היריון יוצר סממנים נקביים בדגים זכרים, ולכן פוגע ביכולת הרבייה של מינים מסוימים, שפרוזק גורם לאגרסיביות וללקיחת סיכונים בקרב סרטנים ושנוגדי דיכאון פוגעים בזיכרון ובכושר הלמידה של דיונונים – ואין סיבה להניח שהאלמוגים איכשהו חסינים מפני השפעות כאלה. לדוגמה, אם התרופות שלנו גורמות לבעיות בסנכרון הרבייה של האלמוגים – זאת בעיה שייקח המון זמן עד שנשים לב אליה, ואז כבר ייתכן שיהיה מאוחר מדי".

^{אלמוג אבן מסוג FAVITES}

"אלמוגי אבן הם אלמוגים בוני שונית, והסוגים אותם בחרנו למחקר הם מהנפוצים במפרץ אילת". מוסיפה גל נבון. "שוניות אלמוגים הן קריטיות למגוון החיים בים. הן מספקות מזון, מחסה ואזורי רבייה למינים רבים, ותומכות בפרנסת בני האדם דרך דיג ותיירות. המערכת האקולוגית העדינה הזו נמצאת תחת לחץ כתוצאה מהשפעות שינויי האקלים, זיהום ודיג יתר. גילוי התרופות ברקמות האלמוגים מוסיף שכבת דאגה נוספת, ומצביע על כך שפעילות האדם מזהמת גם סביבות ימיות מרוחקות".

"חשוב להבין שאלה תרופות מצילות חיים, ואין לנו כל כוונה להגיד למישהו להפחית את השימוש בהן", אומרת פרופ' שנקר. "אבל כן צריך לחשוב על שיטות טיהור שפכים שיטפלו בתרופות – וכן, כל אחד מאיתנו צריך להקפיד להשליך את התרופות הישנות באופן שאינו פוגע בסביבה. בסופו של דבר התרופות האלה חוזרות אלינו. אני מכירה אנשים שממש לא רוצים לקחת תרופות, אבל כשהם אוכלים דג – הם בעצם לא יודעים שהם אוכלים 'קוקטייל' של שיירי תרופות שהדג ספג מהסביבה".

^{פרופ' נועה שנקר וחברים ימיים}

המחקר הובל על ידי צוות חוקרים מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות: פרופ' דור סלומון ותלמידת המחקר שיר מאס, ובשיתוף פרופ' מוטי גרליץ. כמו כן, השתתפו חוקרים ממכללת בראודה להנדסה בכרמיאל, ומאוניברסיטת אינדיאנה ואוניברסיטת צפון קרוליינה בארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת PLOS Biology.

כשאלמוג חוטף מחלת מעיים

מסביר פרופ' סלומון: "לשוניות אלמוגים יש מגוון תפקידים חשובים בעולמנו: מבחינה אקולוגית הן מהוות בית גידול עבור יצורים ימיים רבים, ובהיבט הכלכלי הן משמשות בסיס לענפים כמו תיירות ודיג. בנוסף הן מגינות על חופים מפני סופות גדולות כמו הוריקנים. בעשורים האחרונים אנו מאבדים שוניות בכל העולם כתוצאה מהתחממות מי הים ומזיהומים שיוצר האדם, וגם בשל עלייה במחלות שנגרמות על ידי מיקרו-אורגניזמים. מחקרים מצאו כי לעלייה בתדירות ובתפוצת המחלות יש קשר ישיר לעלייה בטמפרטורת המים: חיידקים מסוימים שאינם מסוכנים בטמפרטורות נמוכות יותר הופכים למחוללי מחלות, חלקן קטלניות, כשהמים מתחממים".

אחד ממחוללי המחלות העיקריים באלמוגים הוא החיידק Vibrio coralliilyticus, שאופיין לראשונה בתחילת שנות ה-2000 על ידי מעבדתו של פרופ' יוג'ין רוזנברג בפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת תל אביב. "חיידק זה שייך למשפחה רחבה של חיידקים שחלקם גורמים למחלות מעיים כמו כולרה. גם באלמוגים מדובר למעשה במחלת מעיים (כן, לאלמוגים יש מעיים! פוליפ של אלמוג מורכב מזרועות שלוכדות מזון וממעיים שמעכלים אותו). מחקרי עבר העלו שכאשר טמפרטורת מי הים מגיעה ל-23 מעלות צלסיוס, החיידק הופך למחולל מחלה באלמוגים ובבעלי חיים ימיים נוספים. כמו כן ידוע שחלק מזני החיידק הופכים קטלניים עוד יותר בטמפרטורת מים גבוהה מ-27 מעלות. התופעה מוכרת כבר שנים רבות, אך המנגנון באמצעותו תוקף החיידק את האלמוג לא היה ידוע עד כה. במחקר שלנו ביקשנו לחשוף את המנגנון המולקולרי של המחלה", מסבירה שיר מאס.

^{חיידקים במעבדה}

בשלב הראשון בחנו החוקרים ריצופי גנום רבים של החיידק מתוך מאגרי אינטרנט קיימים, בחיפוש אחר מערכות להזרקת רעלנים - תחום המומחיות של מעבדתו של פרופ' סלומון. בכל הזנים של Vibrio coralliilyticus נמצאו שתי מערכות להפרשת רעלנים, וניסויי מעבדה העלו כי שתיהן מבטאות ומפרישות חלבונים בדיוק בטווח הטמפרטורות שבו החיידק הופך למחולל מחלה. בניסויים הבאים בדקו החוקרים את אופן הפעולה של שתי המערכות.

"מצאנו שמערכת מספר 1 תוקפת והורגת מספר רב של חיידקים אחרים. זוהי אסטרטגיה נפוצה שבאמצעותה מבקש חיידק תוקף לפנות לעצמו מקום ולהשתלט על המאחסן", מסביר פרופ' סלומון וממשיך "נעזרנו בשיטות ביוכימיות כדי לזהות את הרעלנים, ומצאנו שהם דומים ברובם לרעלנים אנטי-בקטריאליים מוכרים, המופרשים גם על ידי חיידקים אחרים. מערכת מספר 2, לעומת זאת, תוקפת ישירות את תאי בעל החיים המאחסן - פעילות פחות שכיחה במערכות הפרשת רעלנים מסוג זה. בניסויים שלנו הרגה מערכת זו סוג של סרטן ימי זעיר הקרוי ארטמיה ששימש כמערכת מודל, וכן תאים של עכבר, אך לא גרמה כל נזק לחיידקים אחרים".

כשביקשו לזהות את הרעלנים במערכת 2 חיכתה לחוקרים הפתעה: הם מצאו תשעה רעלנים חדשים שכלל לא היו מוכרים בהקשר של מערכות מסוג זה בחיידקים, ושבעה מהם הופיעו בכל הגנומים שרוצפו.

^{פרופ' דור סלומון וצוות המחקר}

תוקפים מכל הכיוונים

החוקרים משערים כי ממצאי המחקר מעידים על אסטרטגיה משולבת ואפקטיבית במיוחד של החיידק Vibrio coralliilyticus, שגורמת נזק רב לשוניות אלמוגים. החיידק מצויד בשתי מערכות להזרקת רעלנים: אחת מהן הורגת את המתחרים - החיידקים 'הטובים' שמגינים על המעיים של האלמוג, ומפנה את הדרך למערכת השנייה שתוקפת ישירות את תאי האלמוג. שתי מערכות ההזרקה מופעלות בדיוק בתנאים הסביבתיים שבהם פורצת המחלה: טמפרטורת מים מעל 23 מעלות צלסיוס.

"במחקר זה פענחנו את המנגנון באמצעותו גורם החיידק Vibrio coralliilyticus למחלה קשה ואף למוות בבעלי חיים ימיים, בהם אלמוגים. ככלל, הבנת מנגנון מחולל מחלה יכולה לסייע במניעתה. כבר היום מפתחים חוקרים בעולם פרוביוטיקה לאלמוגים, שנועדה לחזק אותם מול חיידקים מחוללי מחלות, וטיפולים אלה נמצאו יעילים בניסויים מבוקרים. מעבר לכך, התובנות שלנו עשויות לסייע גם בהתמודדות מול חיידקים אחרים שמשתמשים במנגנונים דומים, ובכך לתרום תרומה חשובה לתחומים שונים, מאקולוגיה ועד לחקלאות ורפואה", מסכם פרופ' סלומון.