שיטה חדשה להנדוס גנטי של בקטריופאג'ים פותחה ע"י חוקרים מאוני' תל-אביב

טכנולוגיה חדשנית להרחבת טווח הפעולה של בקטריופאג'ים פותחה במחקר שבוצע באוניברסיטת תל-אביב; כך דיווחה אתמול (יום ב') דוברות האוניברסיטה.

הבקטריופאג'ים הם נגיפים המשמשים כלי עיקרי להחדרת DNA חדש לתוך חיידקים מחוללי מחלות, במטרה לנטרל את פעילותם האלימה. הטכנולוגיה החדשה תאפשר להתאים סוג אחד של בקטריופאג' למגוון רחב של חיידקים ועל פי הערכת החוקרים - בכך יושג ייעול ואף האצה משמעותית בתהליכי פיתוח של תרופות פוטנציאליות המתבססות על הזרקת DNA לחיידקים, בכללם אלה העמידים לאנטיביוטיקה.

את המחקר הובילו ד"ר עידו יוסף, ד"ר מורן גורן, רע גלובוס, שחר מולצ'נסקי ופרופ' אודי קימרון. דו"ח עליו פורסם החודש בכתב העת Molecular Cell ואף הוצג בעמוד השער של כתב העת.

עמוד השער של כתב העת "Molecular Cell" (מקור: יח"צ)

פרופ' קימרון, מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת תל-אביב, הסביר: "בשנים האחרונות מגייס המדע את יכולות ההנדסה הגנטית כדי להילחם בחיידקים מחוללי מחלות, ביניהם חיידקים שפיתחו עמידות לאנטיביוטיקה ונעשו יותר אלימים ומסוכנים.

"אחת השיטות העיקריות שפותחו היא שינוי תכונות החיידקים על ידי שינוי ה-DNA שלהם. בדרך זו ניתן להעניק לחיידק תכונות שנבחרו על ידי החוקרים ולנטרל תכונות המזיקות לאדם – כמו יצירת רעלנים, גרימת מחלות, ועמידות לאנטיביוטיקה".

כדי להחדיר DNA חדש לתוך החיידקים נעזרים באויבים הטבעיים שלהם - בקטריופאג'ים - שלדברי פרופ' קימרון הם "בעלי 'ניסיון' של מיליארדי שנות אבולוציה בחדירה לחיידקים".

לדבריו, "ההליך הזה נתקל עד היום בחסם משמעותי מאחר שכל בקטריופאג' תוקף באופן ייחודי מספר מצומצם מאוד של סוגי חיידקים. לכן, כדי להחדיר DNA לחיידק מסוים חייבים להשתמש בבקטריופאג' המסוים המותאם לו – מה שמציב קושי ומצמצם במידה רבה את האפשרויות.

"במחקר החדש פותחה דרך להרחבה משמעותית בטווח החיידקים המארחים, שהבקטריופאג' יכול להזריק להם את ה-DNA הרצוי".

על הליך המחקר, סיפר פרופ' קימרון: "בשלב הראשון הינדסנו בקטריופאג'ים שהתאימו למטרותיהם. כל בקטריופאג' מורכב מראש ומזנב. הראש מכיל חומר גנטי והזנב מתביית ומתחבר אל חיידק היעד ומזריק לתוכו את החומר הגנטי. באמצעים של הנדסה גנטית שונו הבקטריופאג'ים כליל - מהראש ועד הזנב. לראש הוחדר ה-DNA הרצוי – לדוגמה, DNA שיגביר את רגישות החיידק לאנטיביוטיקה. לכל ראש חובר הזנב הנכון, שמתחבר לחיידק הנכון".

כהוכחה לפוטנציאל הגלום בהליך ההכלאה החדשני, יצרו החוקרים בקטריופאג' המסוגל להזריק את ה-DNA הנבחר לעשרה מינים שונים של חיידקים.

בחלק השני של המחקר הועצמה יכולתם של הבקטריופאג'ים להעביר DNA לחיידק הנבחר. "נקטנו בשיטה של אבולוציה מואצת בתנאי מעבדה," הוסיף פרופ' קימרון, "התמקדנו בבקטריופאג'ים שאמנם מעבירים DNA לחיידק, אך ביעילות נמוכה מאוד. במבחנה הפגשנו בין החיידק לבין מיליארדי בקטריופאג'ים בעלי זנבות שונים, ורק אלה שזנבם התאים לחיידק, הצליחו להחדיר את ה-DNA. כך נוצרה סלקציה אבולוציונית לטובת הזנבות הללו.

"כעבור מספר רב של מחזורי סלקציה, יכולנו לייצר בקטריופאג'ים בעלי זנבות שמזריקים DNA לאותו חיידק ביעילות גבוהה".

"שינוי ה-DNA של חיידקים מחוללי מחלות בעזרת בקטריופאג'ים", הדגיש פרופ' קימרון, "הוא טכנולוגיה מבטיחה במאבק המתמשך למיגורן של מחלות רבות. בין היתר היא עשויה לסייע בהשבת רגישות החיידקים לאנטיביוטיקה, במיוחד אלו שפיתחו עמידות לתרופות נפוצות. אנחנו מאמינים שהפיתוח שלנו עשוי בעתיד לשמש בסיס לתרופות חדשניות".

דו"ח המחקר המלא