הארס שמציל חיים

נחשים, צרעות, עקרבים, מדוזות – בטבע קיימים מינים רבים של בעלי חיים המייצרים חומרי ארס שעלולים להיות מסוכנים. אולם בחינה מעמיקה של רכיביהם זיהתה בתוכם גם חומרים שאפשר לנצל לטיפול רפואי.

ארס הוא תערובת של עשרות חלבונים ופפטידים (מקטעי חלבונים קצרים), שבעל חיים מחדיר לגוף של יצור אחר באופן פעיל במעין "הזרקה" או בשחרור הרעלנים לסביבה. בכך חיות ארסיות נבדלות מיצורים רעילים, שהחומר המסוכן שלהם חודר לגוף דרך מערכת העיכול של בעל החיים שאכל אותם. המטרה של הארס היא לשתק את הקורבן או אף להרוג אותו, אולם סוגים שונים של ארס פועלים בדרכים שונות. הוא עשוי להכיל רכיבים שמשתקים את מערכת העצבים, לפגוע בדפנות כלי הדם וכך להוביל לירידה חדה בלחץ הדם, לפרק רקמות, למנוע את קרישת הדם ועוד.

כשמשווים רכיבי ארס של בעלי חיים שונים מגלים שהיכולת להשתמש בו התפתחה במקביל כמה פעמים במהלך האבולוציה, ומינים רחוקים מאוד זה מזה פיתחו יכולות דומות. דווקא המאפיינים המסוכנים של הארס הם אלה שגם אפשר לרתום לשימושים רפואיים, כשמנצלים את ההשפעות הפיזיולוגיות של החומר להנעה מבוקרת של תהליכים מועילים.

יש עדויות לניסיונות לנצל ארס של בעלי חיים לשימוש רפואי כבר לפני אלפיים שנה, ותיעוד של מחקרים מודרניים יותר אפשר למצוא כבר במאות ה-17 וה-18. חקר הארס החל לצבור תאוצה של ממש רק בשנות ה-50 וה-60 של המאה ה-20, וכיום אפשר למצוא אלפי מאמרים מדעיים שמנתחים את הרכיבים של סוגי ארס שונים ומציעים להם שלל שימושים.

כבר לפני שנים רבות החלו לנסות להשתמש בארס לצרכים רפואיים. "חליבת" ארס של נחש בהודו | צילום: YVES SOULABAILLE / LOOK AT SCIENCES / SCIENCE PHOTO LIBRARY

כאב ושבץ מוחי

מולקולות רבות של ארס נקשרות לתעלות יונים שנמצאות בקרום העוטף תאי עצב וכך משבשות את ההעברה של האותות העצביים. כשמבודדים את המולקולות הללו ומאפיינים אותן, אפשר להשתמש בהן באופן מבוקר לטיפול במחלות של מערכת העצבים.

המחקרים הללו הובילו לפיתוח של כמה וכמה תרופות, למשל לשיכוך כאבים או למיתון הנזקים של שבץ מוחי. אחת מהן היא זיקונוטיד (Ziconotide) המיועדת לטיפול בכאב כרוני. מדובר בגרסה מלאכותית של רכיב בארס של החילזון הימי המכונה חרוט הקסם (Conus magus), שחוסמת תעלות סידן בתאי עצב שמשדרים למוח אותות של כאב. חסימת התעלה מעכבת את פעילות תאי העצב הללו וכך מפחיתה את תחושת הכאב.

רעלן שחוסם את תאי העצב המדווחים על כאב. החילזון הימי חרוט הקסם | צילום: Richard Parker, ויקיפדיה

מחקר נוסף הראה כי פפטיד המופק מארס של נדל מעכב באופן ממוקד מאוד תעלת נתרן המעורבת בחישת הכאב, ובניסויים על בעלי חיים הצליח לשכך כאבים ביעילות רבה יותר אפילו ממורפיום. מחקרים אחרים שהתמקדו בארס של עקרבים סייעו גם הם בעיכוב הפעילות של תעלות המשתתפות בחישת הכאב.

אפיק מחקר נוסף, שנמצא עדיין בחיתוליו, פועל לבודד מולקולות מארס שיסייעו להחלמתם של אנשים שלקו בשבץ מוחי. אומנם נכון להיום אין עדיין תרופה מאושרת, אולם מחקר מצא כי מולקולה שנמצאת בארס של עכביש רשת המשפך מדרלינג דאונס באוסטרליה (Hadronyche infensa) יכולה להאט את השפעת השבץ על המוח, וכך לצמצם את הנזק שנגרם לחולים.

לטיפול נכון בשבץ מוחי עלינו לדעת כיום אם הוא נובע מחסימה של כלי דם, ולכן מחייב טיפול באמצעות מדללי קרישה, או שהסיבה היא דווקא קרע בכלי דם, ואז מעכבי קרישה רק יחמירו את הדימום. החוקרים מקווים כי את התרופה שתפותח על בסיס החלבון הזה שבודדו מהארס יוכלו לתת בעתיד עוד לפני שיסתיים האבחון של סיבת השבץ, ושהיא תאט בינתיים את הנזק המתפתח במוח.

ארס שעשוי להפחית את הנזק של השבץ. פרט של עכביש המשפך בתצוגה במוזיאון האוסטרלי בסידני | מקור: Toby Hudson, ויקיפדיה

מחלות לב וכלי דם

כבר בשנות ה-60 של המאה שעברה גילה החוקר האיטלקי סרג'ו פרירה (Ferreira) כי פפטידים בארס של הנחש הארסי גומצן ירראקה (Bothrops jararaca) יכולים להוריד את לחץ הדם. על סמך התגלית הזאת פותחה התרופה קפטופריל (Captopril) להורדת לחץ הדם. מאז נעשו מחקרים רבים בתחום, וחוקרים ממשיכים לחפש חומרים בארס נחשים שיהיו יעילים אפילו יותר בסיוע למי שסובלים מיתר לחץ דם.

קבוצת נוספת של חומרים המצויים בארס הם הפפטידים מווסתי הנתרן (Natriuretic peptides) שמנטרים את כמות הנוזלים בגוף באמצעות ויסות הפרשת נוזלים דרך הכליה. פפטידים מהמשפחה הזאת נמצאים בגוף באופן טבעי, מופרשים בתגובה לעלייה בלחץ הדם ופועלים לווסת את נפח הנוזלים בגוף ולכן הם נחקרו רבות כתרופות פוטנציאליות למחלות לב וכלי דם. פפטידים דומים שבודדו מארס של נחשים, לטאות ובעלי חיים נוספים, שמשתמשים בהם כדי להמם את טרפם, נמצאו יציבים יותר ויעילים יותר בהורדת לחץ הדם לעומת מקביליהם אצל בני אדם.

בנוסף לתרופות להורדת לחץ הדם, ארס שימש גם לפיתוח תרופות נוגדות קרישה, כגון המולקולה ביוולירודין (Bivalirudin) שבודדה מהעלוקה הרפואית האירופית (Hirudo medicinalis).

חלבונים מהארס שלו כבר משמשים בתרופה להורדת לחץ הדם. גומצן ירראקה | צילום: Horus2017, Shutterstock

סוכרת

חולי סוכרת נדרשים להזריק לעצמם את ההורמון אינסולין כדי לאזן את רמות הסוכר בדמם. האינסולין עצמו מורכב מכמה שרשראות חלבון שעוברות חיתוכים בגוף עד שנוצרת הצורה הפעילה. כתוצאה מכך, אחת הבעיות של האינסולין היא שהוא פועל לאט יחסית.

פתרון אפשרי עשוי להגיע מהארס של החילזון הימי המכונה החרוט הגיאוגרפי (Conus geographus). החילזון משתק את הטרף שלו בצורה יצירתית – הוא מפריש למים מולקולות שהמבנה שלהן דומה למבנה הסופי והפעיל של האינסולין. כשטרף פוטנציאלי נחשף אליהן, רמות הסוכר בגופו יורדות והוא משותק.

מחקר מהשנה שעברה מצא כי המולקולות דמויות האינסולין הללו נקשרות גם לקולטני האינסולין אצלנו ומפעילות אותם במנגנון דומה לאינסולין של האדם. החוקרים טוענים כי בעתיד יוכלו לפתח מולקולות סינתטיות זריזות שיחליפו את האינסולין.

כמו כן, כבר כיום נמצאת בשימוש התרופה אקסנטיד (Exenatide) שבודדה מהארס של הלטאה הלודרמה מרירית (Heloderma suspectum; בתמונה בראש העמוד). התרופה מגבירה את הפרשת האינסולין מהלבלב בהתאם לריכוז הגלוקוז בדם.

שיתוק יצירתי: ארס שגורם לטרף ל"ירידת סוכר" משתקת. חרוט גיאוגרפי | צילום: DAVID FLEETHAM, VISUALS UNLIMITED / SCIENCE PHOTO LIBRARY

סרטן

טיפולים כימותרפיים בסרטן מבוססים על רעלים שפוגעים בתאי הגידול, כך שלא מן הנמנע שארס של בעלי חיים מסוימים יוכל לסייע בטיפול במחלה. ואכן כמה מחקרים בדקו את השימוש במולקולות שנלקחו מארס לצורך טיפול בסוגים מסוימים של סרטן.

נכון להיום אין עדיין תרופה כזאת שמאושרת לשימוש, אך כמה חומרים נבדקים בניסויים קליניים בשלבים שונים. לדוגמה, מולקולה שבודדה מהארס של היונק חדף קצר-זנב צפוני (Blarina brevicauda) נבדקה בניסוי קליני ראשוני ונמצאה יעילה בטיפול בסרטן השחלה ובגידולי לשון שלא הגיבו לטיפולים אחרים.

פפטידים הנגזרים מארס יכולים לשמש לא רק בטיפול בסרטן, אלא גם לסייע באבחון הגידול ובקביעת גבולותיו. למשל הכלורוטוקסין (Chlorotoxin) שמבודד מהעקרב הצהוב Leiurus quinquestriatus, הנפוץ גם בישראל, מצטבר רק בתאי סרטן המוח גליומה ולא בתאים בריאים, וכך מאפשר לאפיין את גבולות הגידול בהדמיות. בהמשך אולי יהיה אפשר להשתמש בתכונה הזאת של הארס כדי לפתח תרופות ממוקדות שיפגעו בתאי הגידול.

רעלן המצטבר רק בתאי גליומה, ועשוי לסייע באבחון הסרטן. עקרב L. quinquestriatus בנגב | צילום: Ester Inbar, ויקיפדיה

אנטיביוטיקה

ההתפתחות של חיידקים עמידים לסוגים רבים של אנטיביוטיקה מעודדת חוקרים רבים לחפש תרופות חדשות נגד חיידקים, וארס של בעלי חיים מגויס גם למטרה הזאת. מולקולות שבודדו מארס נחשים הוכיחו את יעילותן נגד חיידקים המעורבים בדלקות עור ובזיהום פצעים, ובנוסף נמצא כי הן מסייעות להחלמה. גם בארס עקרבים נמצאו חומרים שעיכבו בהצלחה את התרבותם של כמה סוגי חיידקים שפיתחו עמידות לאנטיביוטיקות רבות. כעת פועלים לפתח תרופה אנטיביוטית על בסיס חומרים אלה.

התפתחויות טכנולוגיות גם מאפשרות שימוש יעיל יותר במולקולות מהארס. לדוגמה, המולקולה קרוטוקסין (Crotoxin) המצויה בארס של נחש העכסן נחקרה כטיפול פוטנציאלי לכאב הנובע מפגיעה בעצבי חישה (כאב נוירופתי). המולקולה אומנם הייתה יעילה בהפחתת הכאב, אך נמצא גם שהיא רעילה מאוד.

כעת החליטה קבוצת חוקרים מברזיל לשלב את הקרוטוקסין עם סוג מסוים של תחמוצת צורן (סיליקה) שמשמש גם בחיסונים, בתקווה לשמר את האפקט הפעיל אך לצמצם את הרעילות. הניסיון עלה יפה, אולם החוקרים מדווחים כי עדיין צריך לצלוח כמה מכשלים בדרך לפיתוח תרופה מסחרית לבני אדם, בין השאר בשל הקושי להפיק את הקרוטוקסין.

שילוב דומה של תחמוצת צורן וארס נחשים נבדק גם על עכברים שמדמים את סרטן הדם מיאלומה נפוצה. החוקרים הצליחו להראות שהשילוב הגביר את ההשפעת הארס על התאים הסרטניים.

מולקולה המופקת מהארס שלו מועילה עוד יותר בשילוב עם סיליקה. נחש עכסן | צילום: TOM MCHUGH / SCIENCE PHOTO LIBRARY

אגדות של ארס

השימוש הרפואי במולקולות שמופקות מארס נעשה לאחר מחקר מקיף במעבדה, שכולל בידוד של חומרים מסוימים בלבד מתוך הארס. במשך השנים התפתחו אגדות רבות חסרות בסיס מדעי על שימושים אחרים בארס של בעלי חיים, וחלקם עלולים להיות מסוכנים מאוד. דוגמה לכך היא האמונה שליקוק קרפדות רעילות יכול להוביל לתחושה טובה ולהפחית דיכאון.

האגדה על ליקוק הקרפדות התפתחה סביב כמה מיני קרפדות שמפרישות חומרים משני תודעה כדי להגן על עצמן מפני טורפים. רוב הטורפים אכן נזהרים מפניהן, אך כלבי בית לא עברו את ההתאמה האבולוציונית ולא פעם הם מתים מאכילת הקרפדות הרעילות.

החומר הפעיל בעורן של הקרפדות הללו הוא המולקולה הפסיכדלית בופוטנין (Bufotenine). מדובר בסם מסוכן לכל דבר ועניין, שעלול להוביל להתמכרות ואפילו למוות. יתר על כן, אין שום דרך לשלוט במינון או בהרכב החומרים שברעל, ולכן ליקוק הקרפדות מסוכן מאוד.

פעולה מסוכנת מאוד, מכיוון שהחומר בעור הקרפדה הוא סם לכל דבר. ליקוק קרפדה | איור: Top Vector Studio, Shutterstock

ברפואה אלטרנטיבית יש מי שמשתמשים גם בעקיצות דבורים למטרות טיפוליות, למשל על ידי מחטים טבולות בארס או באמצעות העוקץ עצמו. לטענת המצדדים, עוקץ הדבורה מכיל חומרים שעשויים לסייע במגוון מצבים רפואיים, כגון דלקות, מחלות אוטואימוניות ואפילו מחלת פרקינסון.

נכון להיום ההליך אינו מאושר לשימוש רפואי, ואין ראיות לכך שהוא אכן מסייע. יש מחקרים שמנסים לבודד מולקולות מתוך ארס הדבורה ולבחון אם יש להן ערך רפואי. מינהל המזון והתרופות בארצות הברית מזהיר משימוש לא מבוקר בעקיצות דבורים, שאף הוביל למוות של אישה בספרד, ומדגיש כי השימוש היחיד המותר בארס הדבורים הוא לטיפול מניעתי באלרגיה, ורק על ידי מוצרים מוגדרים ומטפלים מורשים. כל שימוש אחר עלול להיות מסוכן מאוד, ולהוביל לתופעות לוואי או אף לאלרגיה מסכנת חיים.

אגדה נוספת מתייחסת לחליבת הארס של נחשים, פעולה שעלולה להיות מסוכנת מאוד. בדומה לדבורים, יש מי שמייחסים לארס הנחש סגולות רפואיות. בפועל, מטרת החליבה היא לייצר נוגדנים נגד הארס עבור אנשים שהוכשו, והתהליך חייבת כמובן להיעשות בצורה מפוקחת. שימוש לא מבוקר בארס הנחש עשוי להיות מסוכן מאוד, מכיווון שהארס מכיל חומרים מסוכנים. כיום חוקרים יודעים לגדל בלוטות ארס במעבדה ולהפיק מהן ישירות את הארס, בלי צורך בחליבת הנחשים.

לארס של בעלי חיים יש אם כן פוטנציאל רפואי רב, אך השימוש בו דורש זהירות רבה. מחקר מקיף יאפשר לזהות, לבודד ולאפיין את החומרים הרלוונטיים ולהשתמש רק בהם, או בנגזרות שלהם, בצורה מבוקרת ובטוחה.