חדשות

שיטה חדשה שפותחה במכון ויצמן חושפת את סודות חיידקי המעי

מדעני המכון פיתחו כלי המאפשר למפות את כלל החלבונים המופרשים מהגוף בצואה | הפיתוח מאפשר להתחקות אחרי התזונה של הפרט ותורם להבנת פעילות חיידקי המעי והשפעתם על מחלות מעי ואחרות

השיטה מאפשרת להתחקות אחרי תזונתו של אדם עד לרמת בוטנים בודדים שנאכלו ביום מסוים. אילוסטרציה

מדעני מכון ויצמן למדע פיתחו שיטה חדשנית בשם IPHOMED, המשלבת בין שתי טכנולוגיות מתקדמות - ריצוף DNA וטכנולוגיה לזיהוי חלבונים. השיטה מאפשרת למפות את כלל החלבונים המופרשים מהגוף בצואה, בין אם מקורם בתאי הגוף שלנו, בחיידקי המעיים או במזון. השיטה מאפשרת להתחקות אחרי התזונה עד לרמת המזון הבודד. המחקר התפרסם השבוע (ב') בכתב העת Cell.

מעבדתו של פרופ' ערן אלינב במחלקה לאימונולוגיה מערכתית במכון ויצמן מתמקדת כבר שנים בחקר המיקרוביום, שהשפעתו הרבה על חיינו ובריאותנו נחשפת עוד ועוד בשני העשורים האחרונים. המיקרוביום היה גם נקודת המוצא של המחקר הנוכחי. "רצינו לדעת הרבה יותר על חיידקי המעי", מסביר פרופ' אלינב. "השיטה המקובלת כיום לשם כך היא ריצוף דנ"א של חיידקים בדגימות צואה, אבל המידע המתקבל בשיטה זו הוא מוגבל מאוד.

מימין לשמאל, החוקרים פרופ' ערן אלינב, ד"ר אלון סבידור וד"ר אבנר לשם. צילום: מכון ויצמן למדע

"ידענו שאם נצליח למפות את החלבונים שמייצרים חיידקי המעי נוכל לדעת הרבה יותר. לא רק אילו חיידקים נמצאים במעי, אלא גם אילו פעילויות הם מבצעים וכיצד פעילויות אלו משפיעות על גוף האדם בבריאות ובחולי".

התקשורת בין הגוף לבין המיקרוביום

זיהוי חלבונים הוא אתגר חישובי אדיר הן בשל מספרם העצום והן בשל הקושי להבדיל בין חלבונים של חיידקים, בעלי חיים או בני אדם. בגנום האנושי לבדו יש כ-20 אלף גנים המקודדים לחלבונים, ובפועל הם מתורגמים למיליוני גרסאות שונות. לפיכך, מיפוי חלבונים בדגימות צואה באמצעות מאגרי נתונים קיימים הוא עניין מורכב וארוך במיוחד.

כדי להתגבר על האתגר שילבו החוקרים בין ריצוף דנ"א לספקטרוסקופיית מאסות, וכך יצרו מאגרי נתונים קטנים יותר ומותאמים אישית לכל אדם.

השילוב הוביל לקפיצת מדרגה בהיקף המידע שניתן להפיק מדגימת צואה: השיטה אפשרה לא רק לגלות ביעילות ובמהירות אילו חלבונים מיוצרים על ידי אילו זני חיידקים ובאיזו כמות, כלומר לפענח את פעילותו המלאה של המיקרוביום, היא אפשרה גם לזהות את החלבונים המיוצרים על ידי תאי המעי עצמם בתגובה לאותות מהמיקרוביום.

בעזרת מידע משולב זה יכלו החוקרים למפות באופן מקיף את התקשורת בין הגוף לבין המיקרוביום בשגרה ובתרחישים שונים כגון חשיפה למחוללי מחלות או נטילת אנטיביוטיקה.

במחקר נחשפו גם עשרות פפטידים קוטלי חיידקים המופרשים על ידי המעי, מקטעי חלבון קצרים הפועלים כמו אנטיביוטיקה טבעית ומעצבים את הרכב המיקרוביום. ממצא זה עשוי להסביר מדוע לכל אחד מאיתנו יש מיקרוביום ייחודי, וכפועל יוצא נטייה ייחודית למחלות מסוימות.

כשהגיעו באופן עקבי לזיהוי של 97% מהחלבונים בכל דגימת צואה, חשבו החוקרים שהגיעו לרף העליון. שיעור הזיהוי היה אכן מרשים וגבוה אך החוקרים תהו לאן נעלמו שלושת האחוזים הנותרים? המשך המחקר העלה כי מקורם של אלה אינו במיקרוביום או ברקמות הגוף אלא במזון שאנחנו אוכלים. כך התגלה כי IPHOMED עשויה לענות על צורך חיוני שאין לו מענה כיום: לגלות באופן לא פולשני מה בדיוק אנחנו אוכלים.

כדי להדגים זאת, יצרו החוקרים מאגר נתונים של חלבונים ממאות מוצרי מזון שונים וסימנו את החלבונים הייחודיים לכל פריט מזון. התוצאות היו מדהימות: השיטה אפשרה להתחקות אחרי תזונתו של אדם עד לרמת הבוטנים הבודדים שנאכלו ביום מסוים. לדוגמה, כאשר ניסו את השיטה על שתי קבוצות מתנדבים בריאים מגרמניה ומישראל, זיהו החוקרים צריכה דומה של מוצרי חיטה בשתי האוכלוסיות, אך בדגימות מגרמניה נמצאו כמויות גדולות של חלבון מבשר חזיר, בעוד בדגימות מישראל כמעט שלא היה זכר לנוכחות חזיר, אך חלבון עוף בלט בנוכחותו.

לדברי פרופ' אלינב, "השיטות המסורתיות של מעקב אחרי תזונה אינן מדויקות כי הן מתבססות על דיווח עצמי. אם נדע מה אנשים אוכלים ביתר דיוק ופירוט, גם כשמדובר בארוחה מורכבת, נוכל לדעת אילו מרכיבים טובים לבריאות של כל אחד מאיתנו ואילו מזיקים".

גילוי חלבונים חדשים למטרות טיפול במחלות מעי דלקתיות

החוקרים מיפו דגימות צואה גם של אנשים עם מחלות מעי דלקתיות הידועות כמושפעות ממזון ומהרכב המיקרוביום. הם ניתחו דגימות מחולים בישראל, בגרמניה ובארה"ב וחשפו לפרטי פרטים מולקולריים את השינויים בקשרי הגומלין בין המעי למיקרוביום במחלות אלו.

המחקר הוביל לגילוי עשרות חלבונים חדשים שיוכלו לשמש כמטרות לתרופות פוטנציאליות לטיפול במחלות דלקתיות אלו, שכיום אינן ניתנות לריפוי, ועשוי להוביל לפיתוח בדיקות אבחנתיות חדשות ומוצלחות הרבה יותר מהבדיקות הקיימות כיום לאבחון המחלה, סוג הדלקת במעי ומידת חומרתה.

השיטה אפשרה גם לבדוק את השינויים בתזונה בחולי מחלת מעי דלקתית, את מידת ההיענות שלהם לדיאטות טיפוליות שניתנו להם ואת הקשר בין ההקפדה על הדיאטה לבין השיפור בחומרת הדלקת. שימוש בשיטה בחולי צליאק למשל אפשר לגלות כי ילד שאובחן זמן קצר לפני כן עם המחלה אינו מקפיד על דיאטה נטולת גלוטן.

"המעיים מדברים אלינו בין היתר באמצעות חלבונים המופרשים מהגוף – ה'מילים' הנפלטות יכולות לאפשר לנו להרכיב מהן משפטים ולשחזר מה רצו המעיים לומר ואולי גם לתת להם את המענה שהם זקוקים לו", אומר פרופ' אלינב. "היכולת לדובב את המעי תסייע לחוקרים לפתח טיפולים מותאמים אישית, באמצעות מזון או תרופות, למגוון רחב של מחלות, במיוחד אלה המושפעות מהמיקרוביום, ובהן מחלות דלקתיות ומטבוליות, מחלות ממאירות ומחלות עצביות ניווניות".

המחקר נערך בהובלת ד"ר רפאל ולדס מאס, ד"ר אבנר לשם וד"ר דאנפינג צ׳אנג ממעבדתו של פרופ' אלינב, בשיתוף פעולה עם ד"ר אלון סבידור מהמרכז הישראלי הלאומי לרפואה מותאמת אישית במכון ויצמן והשתתפו בו חוקרים ורופאים מישראל ומגרמניה.

נושאים קשורים:  חלבוני מעי,  חדשות,  מחקרים,  מכון ויצמן,  מימין לשמאל,  החוקרים פרופ' ערן אלינב,  ד"ר אלון סבידור,  ד"ר אבנר לשם,  מיקרוביום
תגובות
אנונימי/ת
25.01.2025, 19:09

המחקר שנעשה במכון וייצמן לפני מספר שנים היה למעשה הונאה של הציבור.
באיצטלה של המלצה רפואית, קבלו מאזרחים תמימים דגימות צורה כדי לבדק כיצד לעזור להם בירידה במשקל ושמירה על תזונה נכונה.
עבור הבדיקות גבוה סכום של 4 ספרות.
לא היה טופס הסכמה למחקר.
לא נשמע כדבר הזה שלמחקר ייגבה תשלום מהנחקרים והם לא יקבלו מידע בסיסי שהם בקבוצת מחקר, וכמובן שלא רק לו את תוצאות המחקר ולא את משמעות הבדיקה הפרטית שלהם.
לאור העובדה שפרסמו זאת כמחקר ללא הסכמה, פרסום המחקר חייב להיפסל, ויש להחזיר לכל המשתתפים את התשלום שנגבה מהם.