ALS היא מחלת ניוון שרירים קטלנית, הגורמת מסיבות לא ידועות למוות של תאי עצב האחראים על תנועה. במחקר שהתבצע במכון ויצמן ופורסם לאחרונה במגזין Nature, התמקדו המדענים בקשר בין חיידקי המעי, המטבוליטים שהם מייצרים ונספגים בגוף והתקדמות מחלת ה-ALS. התגלה כי ישנם חיידקי מעי שיכולים להחמיר או להיטיב עם התקדמות המחלה בעכברים, וכי הסוד טמון בחומרים שחיידקים אלה מייצרים.

בכנסיית ווסטמינסטר בלונדון קבור אחד האנשים המרשימים שחיו - מדען חלוצי, סופר, כוכב טלוויזיה ומושא עלילתו של סרט מצליח. למרות כל אלו, מרבית האנשים יקשרו את סטיבן הוקינג עם ניוון השרירים שריתק אותו לכיסא גלגלים. הוקינג הוא החולה המוכר בעולם במחלת ה-ALS.

טרשת אמיוטרופית צידית (ALS) היא מחלת ניוון שרירים קטלנית, הגורמת מסיבות לא ידועות למוות של תאי עצב האחראים על תנועה. תוחלת החיים של החולים בה היא 2-5 שנים מהאבחון. הוקינג סבל מסוג נדיר של המחלה ונפטר בגיל 76. בישראל חיים כיום כ-700 חולים. ל-ALS אין כיום תרופה והמדע נאבק להסביר מהן הסיבות למחלה וכיצד ניתן לרפא אותה. גורמים גנטיים אחראים לכ-10% מהמקרים, אך מה לגבי 90% המקרים הנותרים? האם המחלה פורצת בשל השפעות סביבתיות כמו תזונה, פעילות גופנית או שינה? או אולי השילוב בין רקע גנטי ותנאים סביבתיים?

המוח האנושי הוא מרכז הבקרה של גופנו. נתיב התקשורת העיקרי שלו לשאר הגוף הוא חוט השדרה, אך מסתבר שהוא לא היחיד. בשנים האחרונות מדגישים מחקרים את חשיבותם של הקשרים ההדדיים בין המוח לאיברים אחרים, כדוגמת המעי. מערכת העיכול משפיעה על המוח במגוון דרכים: המעי מכיל את מרבית תאי החיסון בגוף ואת רוב החיידקים, ואלו נמצאים ביחסי-גומלין מתמידים ויכולים לייצר או לפרק חומרים כימיים הנקראים מטבוליטים. המטבוליטים נספגים בזרם הדם ומגיעים אל המוח ואל חוט השדרה, שם הם עשויים להשפיע על תאי המוח ואולי אף להסביר את הסיבות או המהלך של מחלות נוירולוגיות כמו אלצהיימר, פרקינסון ו-ALS.

במחקר שהתבצע במכון ויצמן ופורסם לאחרונה במגזין Nature, התמקדו המדענים בקשר בין חיידקי המעי, המטבוליטים שהם מייצרים ונספגים בגוף והתקדמות מחלת ה-ALS. האם אלו עשויים להיות גורם סביבתי המשפיע על התקדמות המחלה? כדי לענות על השאלה הזו השתמשו החוקרים בעכברי מעבדה אשר הונדסו כך שיפתחו את המחלה, המכונים כאן עכברי ALS. כדי להבין האם חיידקי המעי מעורבים בהתפתחות המחלה, השוו החוקרים את התקדמות המחלה בעכברי ALS עם או בלי חיידקי מעי. את רוב חיידקי המעי של העכברים ניתן להשמיד באמצעות טיפול אנטיביוטי. להפתעתם, עכברי ALS שחיידקי המעי שלהם הושמדו, הציגו החמרה מהירה יותר של המחלה ושרדו פחות.

ההשוואה הכללית בין מעי עם או ללא חיידקים רמזה שלחיידקי המעי השפעה על התקדמות מחלת ה-ALS. אבל מי מחיידקי המעי בדיוק? בבחינה של השתנות הרכב חיידקי המעי לאורך התקדמות המחלה בעכברי ALS נמצאו מספר זנים מועמדים שהציגו את השינוי הגדול ביותר. כל אחד מאותם זנים ניתן כטיפול בפני עצמו לעכברי ה-ALS במטרה לשנות את מהלך המחלה. רק אחד, אקרמנסיה מוציניפילה, גרם לשיפור ביכולות התנועה של העכברים החולים והאריך את חייהם.

החיידקים נמצאים במעי, ואילו מערכת העצבים המרכזית משתרעת מהמוח דרך עמוד השדרה לכלל הגוף. איך נוצרת התקשורת? החוקרים אפיינו את הרכב המטבוליטים בדמם ובמערכת העצבים של עכברי ה-ALS שטופלו בחיידק ה"טוב" לעומת אלו שלא טופלו עם התקדמות המחלה. החוקרים הראו כי מספיק לטפל במטבוליט כדי להאט את המחלה ולשפר את שרידות עכברי ה-ALS, בדומה לטיפול בחיידק המייצר עצמו. כטיפול, מתן חומר כימי פשוט בהרבה ממתן תרבית חיידקית חיה, במיוחד כשמדובר בטיפול מתמשך.

על-מנת לבחון האם הממצאים שנתגלו בעכברים עשויים להיות רלוונטיים גם לחולים אנושיים, אפיינו החוקרים את הרכב ותפקוד אוכלוסיית חיידקי המעי במדגם קטן של חולי ALS ושל בני משפחתם הבריאים כביקורת. נמצא שגם בחולים הרכב ותפקוד החיידקים היו שונים משמעותית מאלה של בני המשפחה הבריאים, על אף שהם חולקים סביבת מחייה משותפת. בנוסף, בחולי ALS נמדדו רמות נמוכות של המטבוליט שאופיין במחקר בדם ובנוזל השדרה, כל זאת מצביע על התאמה טובה בין ממצאי המחקר בעכברי ALS לבין המתרחש בבני אדם חולים ומרמז שטיפול במטבוליט (או בחיידק) יוכל אולי בעתיד לשפר את שרידות החולים.

לסיכום, מחלת ה-ALS נחשבת מחלה חשוכת מרפא, כאשר רק חלק קטן מהמקרים ניתן לייחס לגנטיקה, בעוד שעבור מרבית החולים לא ידועות הסיבות למחלה. מחקר זה מציג עבורנו אפשרות חדשה: ייתכן שהגנטיקה חשובה, אך היא עדיין מתקיימת במרחב משותף לצד גורמים סביבתיים מגוונים, ביניהם חיידקי המעי שלנו, המשתנים, מגיבים לתנאי-הסביבה ומייצרים חומרים - מטבוליטים - שיכולים להשפיע בין השאר גם על המוח. בעזרת מחקרים על הקשר בין חיידקי המעי למחלות ניווניות, ייתכן שבעתיד נוכל לאבחן, לטפל אולי אף למנוע מחלות שכיום הן חשוכות מרפא ושכיחותן באוכלוסייה רק עולה. זו לפחות תחושת הבטן שלנו.

הטקסט נכתב על ידי ד"ר עופר יזהר ברנע מעמותת סיינס אברוד בשיתוף מדע גדול, בקטנה. עופר הוא פוסט-דוקטורנט במחלקה ל-Bioengineering באוניברסיטת קליפורניה, סן פרנסיסקו, ומחקרו עוסק בפעילות הבקרתית של חלקים נרחבים בגנום האנושי.

המחקר התבצע על ידי ד״ר ערן בלכר ושות׳ במעבדתו של פרופ׳ ערן אלינב בשיתוף עם פרופ׳ ערן סגל ממכון ויצמן וד״ר מרק גוטקין מהמרכז הרפואי הדסה.
ד"ר ערן בלכר הוא כיום פוסט-דוקטורנט במחלקה לנוירולוגיה בבית-הספר לרפואה של אוניברסיטת סטנפורד, ארה"ב.

עמותת סיינס אברוד (ScienceAbroad) היא ארגון ללא כוונת רווח הפועל משנת 2006 לאיגוד מדעניות ומדענים ישראלים בחו"ל. מטרתה לחזק את הקשרים עם חוקרות וחוקרים ישראלים בעולם והשבת מוחות לישראל. קהילת המדעניות והמדענים של סיינס אברוד מונה יותר מ-3000 אנשי מחקר מהאוניברסיטאות הטובות בעולם. ארגון סיינס אברוד מעניק כלים, מפתח קשרים ופותח דלתות למדעניות ומדענים ישראלים המבקשים לשוב לישראל, על מנת שיביאו עימם את הידע, הניסיון והקשרים שצברו בחו"ל אל האקדמיה והתעשייה הישראלית, כמנוע צמיחה. בנוסף, חברי הארגון מעורבים בפרויקטים לשיפור תדמיתה של ישראל ומיתוגה של ישראל כמרכז מחקר ופיתוח, וכן להנגשת המדע לקהל הרחב בישראל ובעולם.

קישורים למקורות ולקריאה נוספת:

קישור למאמר המלא:  https://www.nature.com/articles/s41586-019-1443-5

ראיון עם ד"ר ערן בלכר באתר סיינס אברוד: https://www.scienceabroad.org.il/sciencenews/eranblacher