פרויקט המיקרוביום האנושי מגלם מאמצי ענק של חוקרים בארצות הברית לזהות ולאפיין את מגוון היצורים המיקרוסקופיים החיים באתרים שונים בגוף האנושי באמצעות שיטות חדשניות של ריצוף ד.נ.א., ולנסות למצוא קשרים בין טריליוני ה"דיירים" המיקרוביאלים ובין מצבים פיזיולוגים כגון מחלות
"בן אדם, הוא רק בשר ודם" אומר השיר המפורסם. האמנם?
ממחקרים שנערכו בעשורים האחרונים מתברר כי אנחנו, בני האנוש, רחוקים מלהיות האורגניזם המבודד והמוגדר שאנו חושבים את עצמנו. החל בגנים ניאנדרטליים וויראלים חבויים, וכלה באלפי חיידקים החיים בתוכנו בסימביוזה (צוותאות) לסוגיה, האדם הוא בעצם בית גידול למיקרואורגניזמים שבלעדיהם (ולעתים גם בגללם) למעשה לא יכול היה להתקיים.
אזורים בגוף עשירים בחיידקים. תמונה זו נלקחה מאתר פרוייקט המיקרוביום האנושי
בסדרת מחקרים מרתקים במסגרת פרויקט המיקרוביום האנושי (Human Microbiome Project - HMP ) במימון המכון הלאומי לבריאות של ארה"ב (NIH), מדענים עמלים כדי לאפיין בדקדוק את מכלול הווירוסים, החיידקים, והאאוקריוטים (שמרים, פטריות וכיוב'.) המאכלסים אתרים שונים בגוף האדם. מטרותיו העיקריות של הפרויקט כפי שהוגדרו ע"י ה NIH הן:
1. ריצוף הגנום (מכלול הגנים) של מיקרואורגניזמים המאכלסים את גוף האדם ואפיון ראשוני של
המיקרוביום האנושי
2. אפיון הקשר בין שינויים במיקרוביום האנושי ומחלות שונות
3. פיתוח שיטות ממוחשבות להתמודדות עם כמויות המידע העצומות גלומות בפרויקט שכזה
4. הקמתו של מרכז לתיאום וניתוח המידע המתקבל בפרויקט
5. הקמתו של מאגר אמצעים לשימוש החוקרים
6. ניתוח של ההשלכות האתיות, החוקיות והחברתיות של הפרויקט
במסגרת המחקר, עורכים המדענים מפקד לאוכלוסיה המיקרוביוטית באתרים כגון חללי האף והפה, העור, מערכת העיכול, ומערכת השתן והרביה של נשים וגברים. בין כ10000(!) המינים שונים של המיקרואורגניזמים החולקים את מרחב המחייה של גופנו אפשר למנות את האשריכיה קולי המפורסם לשמצה (אותם קוליפורמים מהחומוס שגורמים לקלקול קיבה במספרים גדולים) המצוי דרך קבע במעיים של כולנו, את השמר קנדידה על מיניו שגורם לזיהום נרתיקי שכיח, את ההליקובקטר פילורי המפורסם בכיבים שהוא יוצר בדופן הקיבה (ושמשפיע כנראה גם על רמת התיאבון שלנו) ועוד. מינים אלו כוללים בתוכם מיקרובים פתוגנים כלומר מעוררי מחלות תחת תנאים שונים (לדוגמה החלשות המערכת החיסונית עקב מחלה), מינים אדישים שאינם עוברים אינטראקציה ישירה עם האדם המארח (לפחות לא כזו שידועה למדע עדיין), ומינים המקיימים מערכת יחסים חשובה עם האדם ותורמים להשרדותו, כדוגמת הלקטובצילוס אסידופילוס (החיידק הפרוביוטי שמוסיפים ליוגורט) שתורם להתפתחות תקינה של המערכת החיסונית בתינוקות.
חשוב מאוד לציין כי האתרים בגוף האדם שנבדקו במסגרת המחקר הם אזורים בגוף שחשופים באופן מתמיד לסביבה החיצונית ולכן התפתחו עם האבולוציה "לארח" את אותם אורגניזמים. יש לזכור שלעומתם ישנם אזורים בגוף (דם, מוח ועוד) שחשיפתם לאורגניזמים זרים יכולה לגרום למחלות קשות ולמוות.
התפלגות מספר מינים של חיידקים באזורים השונים שבגוף. תמונה זו נלקחה מאתר פרוייקט המיקרוביום האנושי
תוצאות ראשוניות מעניינות מסדרת המחקרים מראות למשל כי אין בהכרח קשר בין השונות באוכלוסיית המיקרואורגניזמים בין אתר לאתר (שונות אלפא) והשונות באוכלוסיה זו בין אנשים שונים (שונות בטא). למשל למרות שהרוק מכיל קשת רחבה של מיקרואורגניזמים (שונות אלפא גבוהה), רובם הופיעו בעקביות אצל אנשים שונים (שונות בטא נמוכה), ולעומת זאת, שונות האלפא על העור (מגוון היצורים על העור) היא בינונית יחסית לאתרים אחרים בגוף שנבדקו, אך שונות הבטא על העור גבוהה מאוד (כלומר יש הבדלים גדולים בתדירות הופעת אותם האורגניזמים על עורם של אנשים שונים).
עוד תוצאה מעניינת וחשובה היא שלמרות שישנה שונות באוכלוסיות המיקרואורגניזמים בין אנשים שונים באותם אתרי דגימה, נמצאה אחידות מפתיעה בתכונות המטבוליות (קצב פירוק סוכר, עיבוד של חומצות אמינו לחלבונים וכו') של אוכלוסיות אלו. כלומר, אוכלוסיות שונות של אורגניזמים במעיים של אנשים שונים למשל, מראות תכונות מטבוליות דומות. אחידות זו כפי הנראה נובעת מכך שבכל אתר בגוף שוררים תנאים מסוימים כמו למשל רמות חשיפה לחמצן, לחות, חומציות וכיוב', שמכתיבים לאוכלוסיית ה"אורחים" באתר אילו תהליכים מטבולים יאפשרו את שרידותם. אחידות מטבולית זו קשורה לכך שכל הנבדקים היו בריאים - היא מופרת במצבי מחלה ויכולה אף לגרום למחלה כאשר היא מופרת. דוגמה טובה לכך שהפרת האיזון המיקרוביאלי באתר בגוף גוררת מחלה בעקבותיה היא הקשר שבין צריכת אנטיביוטיקה להשמנת יתר ומחלות אוטואימוניות (מחלות של מערכת החיסון). אנטיביוטיקה פוגעת באופן לא ממוקד במגוון רב של חיידקים במעיים, ולכן עלולה לגרום להתפתחות לא תקינה של המערכת החיסונית בתינוקות.
ניסויים פרטניים יותר באתרים ייחודיים בגוף הניבו תוצאות מעניינות נוספות והצביעו על קשרים נוספים בין שינוי באיזון המיקרוביוטי ושינוי במצב הפיזיולוגי (הריון, מחלה). לדוגמה אפיון הווירום (מכלול הווירוסים) בדם של תינוקות עם תסמונת חום בלתי מוסבר והשוואתו לתינוקות בריאים הראה קשר ברור בין זיהום וויראלי בדמם של התינוקות לחום המאפיין את התסמונת. רופאים רבים נוטים לרשום אנטיביוטיקה לתינוקות עם חום בהעדר אמצעי קל וזמין לזיהוי הגורם, כטיפול מונע כנגד האפשרות שהחום נובע מזיהום חיידקי (אנטיביוטיקה לא פוגעת בווירוסים). פיתוח אמצעים לזיהוי הווירוסים הגורמים לתסמונת החום יכול להוריד את כמויות האנטיביוטיקה שניתנות לתינוקות ובכך למנוע בעיות התפתחות של התינוקות ושל עמידות חיידקית לאנטיביוטיקה.
המיקרוביום האנושי הוא חלק בלתי נפרד וחיוני לקיומו של האדם, ממש כמו איברי הגוף עצמם. לאורך ההיסטוריה חקר האדם לפרטי פרטים את איברי גופו כדי ללמוד כיצד פועלים ואיך הם "מתקלקלים" במצבי מחלה. השיטות המדעיות המודרניות מאפשרות לנו כעת לחקור את ה"איבר" הנסתר הזה, ”האיבר הרמ"ט”, שאינו מורכב מתאים אנושיים אלא ממגוון עצום ומופלא של יצורים מיקרוסקופיים.
תמונה זו נלקחה מאתר פרוייקט המיקרוביום האנושי
מידע נוסף בקישורים הבאים:
פרויקט המיקרוביום באתר ה NIH
מצגת אינטראקטיבית באתר הירחון סיינטיפיק אמריקן
ד"ר חיים חביב
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.