איילת בן הרושלראשונה: חוקרים זיהו את החלבונים שגורמים למחלות מעיים. התגלית תאפשר יצירת תרופות חכמות שינטרלו את החלבונים וימנעו מחלה, מבלי להשתמש באנטיביוטיקה.
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב יצרו פלטפורמת בינה מלאכותית שיודעת לזהות את החלבונים הספציפיים שמאפשרים לחיידקים להדביק את המעיים – שיטה שסוללת את הדרך ליצירת תרופות חכמות שינטרלו את החלבונים וימנעו מחלה, מבלי להשתמש באנטיביוטיקה.
במחקר, שהתפרסם בכתב העת היוקרתי בעולם Science, השתתפו הדוקטורנטית נעמה וגנר ופרופ’ טל פופקו, ראש בית הספר למחקר ביו-רפואי ולחקר הסרטן ע”ש שמוניס בפקולטה למדעי החיים ומהמרכז החדש למדעי המידע באוניברסיטת תל אביב. השותפים הבינלאומיים למחקר היו חוקרים מהאימפריאל קולג’ (בהובלת פרופ’ גד פרנקל) ומהמכון לחקר הסרטן בלונדון, וכן חוקרים מהאוניברסיטה הטכנית ומהמרכז הלאומי לביוטכנולוגיה במדריד.
מחלות מעיים נגרמות על ידי חיידקים פתוגניים שנצמדים לתאי המעיים שלנו. לאחר ההיצמדות, החיידקים משתמשים במעין מזרק מולקולרי כדי להזריק לתאי המעיים חלבונים הנקראים “אפקטורים”. אותם אפקטורים עובדים יחד כדי להשתלט על התא הבריא, כמו פצחנים שמשתלטים על שרתי מחשב באמצעות שילוב של שורות קוד, אלא שעד היום מדענים לא ידעו מהו שילוב החלבונים שמפצח את מנגנוני ההגנה של התא. כעת, פלטפורמת בינה מלאכותית של החוקרים באוניברסיטת תל אביב זיהתה אפקטורים חדשים בחיידק, שנבדקו והוכחו באופן ניסויי. בהמשך, בניסויי מעבדה שנערכו בלונדון נחזו בהצלחה שילובי חלבונים שמובילים להשתלטות החיידקים הפתוגניים על המעיים.
“במחקר הזה התמקדנו בחיידק שמחולל מחלות מעיים בעכברים, קרוב משפחה של החיידק E. coli שמחולל מחלות מעיים בבני אדם – כדי לא לעבוד ישירות עם החיידק הפתוגני לבני אדם”, מסבירה הדוקטורנטית נעמה וגנר: “הבינה המלאכותית שיצרנו יודעת לחזות אפקטורים במגוון חיידקים מחוללי מחלות, כולל חיידקים שתוקפים צמחים בעלי חשיבות כלכלית. החישובים שלנו התאפשרו הודות לכלים מתקדמים של למידת מכונה, שעשו שימוש במידע גנומי של מספר רב של חיידקים. השותפים שלנו באנגליה הוכיחו ניסויית שהלמידה שלנו הייתה מדויקת ביותר ושהאפקטורים שזיהינו הם אכן כלי הנשק של החיידק”.
“חיידקים פתוגניים מטופלים על ידי אנטיביוטיקה”, אומר פרופ’ טל פופקו. “אבל אנטיביוטיקה הורגת מספר רב של מיני חיידקים, ובתקווה גם את החיידקים מחוללי המחלות. כך שאנטיביוטיקה אינה רובה כי אם תותח. בנוסף, שימוש-יתר באנטיביוטיקה גורם להתפתחות חיידקים בעלי עמידות לאנטיביוטיקה, בעיה כלל-עולמית שהולכת ומחריפה. הבנת הבסיס המולקולרי של המחלה הינו שלב הכרחי לפיתוח תרופות חכמות יותר מאנטיביוטיקה, שלא יפגעו בכלל אוכלוסיות החיידקים במעיים. הפעם גילינו את האפקטורים של חיידקי מעיים שתוקפים מכרסמים, אבל זאת רק ההתחלה ואנחנו כבר עובדים על גילוי אפקטורים בחיידקים אחרים בניסיון להבין טוב יותר כיצד הם מבצעים את זממם בתאי המטרה אותם הם תוקפים”.