הרשת החברתית המושלמת

בקיצור

• מספר התאים החיידקים בגוף גדול פי 10 ממספר התאים האנושיים. אבל רק לאחרונה החלו חוקרים לפענח את התפקידים המועילים שהם ממלאים בשמירה על בריאותנו.
• כמה מן החיידקים האלה מכילים גנים ובהם הקוד לבניית חומרים מועילים שהגוף אינו מסוגל לייצר בעצמו. חיידקים אחרים מאמנים כנראה את הגוף כדי שלא יגזים בתגובה לאיומים מן החוץ.
• התפתחות המחשוב והשיטות לקביעת רצפי גנים מאפשרים לחוקרים לבנות קטלוג של כל הגנים החיידקיים המרכיבים את ה"מיקרוביום" הזה.
• למרבה הצער, החיסול האגבי של חיידקים מועילים הנובע, בין השאר, משימוש באנטיביוטיקה, עלול להביא לעלייה בשיעורי המחלות האוטואימוניות והשמנת היתר.

ביולוגים סברו פעם שבני האדם הם איים פיזיולוגיים המסוגלים לווסת לבדם את כל הפעולות הפנימיות שלהם. על פי ההשקפה ההיא, הגוף שלנו מייצר את כל האנזימים הדרושים לפירוק מזון ולשימוש בחומרים המזינים המגיעים ממנו כדי להניע את הרקמות והאיברים ולתקנם. אותות שמקורם ברקמות שלנו הם הקובעים את מצב הגוף, כמו רעב ושובע. והתאים המתמחים של מערכת החיסון שלנו מלמדים את עצמם לזהות ולתקוף חיידקים ונגיפים מסוכנים – מחוללי מחלות – תוך כדי הימנעות מתקיפת הרקמות העצמיות.

ואולם, במהלך עשר השנים האחרונות לערך הדגימו חוקרים שהגוף האנושי, בסופו של דבר, אינו אי מסודר ועצמאי כל כך. הגוף דומה יותר למערכת אקולוגית מסובכת, או רשת חברתית, הכוללת מיליארדי חיידקים ויצורים זעירים אחרים המאכלסים את עורנו, אברי המין שלנו, פינו, ובייחוד את המעיים שלנו. למעשה, רוב התאים בגוף האדם אינם תאי אדם בכלל. על כל תא אנושי יש בגוף 10 תאים חיידקיים. יותר מכך, הקהילה המעורבת הזאת של תאים חיידקיים, על הגנים שהם מכילים, המכונה באופן כולל בשם מיקרוביום (microbiome), אינה מאיימת עלינו אלא דווקא מגישה עזרה חיונית בתהליכים הפיזיולוגיים הבסיסיים שלנו, מעיכול וגדילה ועד הגנה עצמית.

היה זה סוף פסוק לאוטונומיה האנושית.

ביולוגים התקדמו התקדמות יפה באפיון רוב מיני החיידקים הנפוצים ביותר בגוף. לאחרונה הם החלו בזיהוי ההשפעות הייחודיות והמדויקות של הדיירים האלה. תוך כדי כך הם זוכים במבט חדש על האופן שבו גופנו מתפקד ומדוע עולה שכיחותן של מחלות מודרניות מסוימות, כמו השמנת יתר והפרעות אוטואימוניות.

מהרבה יוצא אחד

כשאנשים חושבים על חיידקים בגוף הם מתכוונים בדרך כלל לחיידקים מחוללי מחלות. ואכן, במשך זמן רב התמקדו החוקרים אך ורק בחיידקים המזיקים והתעלמו מחשיבותם האפשרית של השפירים יותר. הסיבה לכך, לדעתו של הביולוג סַרְקיס ק' מַזְמַניאן מן המכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק), היא השקפת העולם המעוותת שלנו. "הנרקיסיזם שלנו עיכב אותנו. נטינו לחשוב שכל התפקודים הדרושים לשמירה על בריאותנו מצויים בגופנו," הוא אומר. "אבל החיידקים אינם חלק פחות מהותי מאתנו רק מפני שהם יצורים זרים שרכשנו במהלך חיינו."

בני אדם אמנם אינם נולדים עם מיקרוביום, אבל הוא נוצר בראשית החיים ממש. כל אדם רוכש קהילה אישית משלו של אורחים כאלה מן הסביבה. הרחם אינו מכיל בדרך כלל חיידקים, ולכן, ילודים מתחילים את חייהם כיצורים יחידים וסטריליים. אבל כבר בעוברם בתעלת הלידה אוספים התינוקות את התאים האורחים של האם, המתחילים מיד להתרבות בגופם. הנקה וטיפול בידיהם של הורים גאים, סבים וסבתות, אחים ואחיות וחברים, בנוסף כמובן למגע היום-יומי עם הסדינים, השמיכות ואפילו עם חיות המחמד, תורמים עד מהרה לקשת הרחבה של החיידקים בגופם. עד סוף הילדות הגוף האנושי תומך באחת מן המערכות האקולוגיות החיידקיות המורכבות ביותר על פני כדור הארץ.

מדענים החלו לאפיין את המערכת האקולוגית הזאת לפני כחמש שנים. והמשימה קשה להפליא. החיידקים החיים במעיים, למשל, התפתחו במהלך האבולוציה באופן המאפשר להם לשגשג בסביבה הצפופה וחסרת החמצן שבבטן, ולכן מינים רבים מהם אינם שורדים במרחבים השוממים ועתירי החמצן של צלחות הפטרי. ואולם, חוקרים התגברו על הבעיה הזאת באמצעות חקר ההוראות הגנטיות, בדמות גדילי דנ"א (DNA) ורנ"א (RNA), המצויים בתוך החיידקים במקום לחקור את התאים השלמים. ומכיוון שאפשר לטפל בדנ"א וברנ"א גם בסביבה מעבדתית רגילה, המכילה חמצן, החוקרים נוטלים דוגמאות חיידקיות מן הגוף, ממצים את החומר התורשתי ומנתחים את התוצאות.

מתברר שלכל אחד מן החיידקים האורחים יש חתימה גנטית – גרסה ייחודית של גן מסוים (הגן לרנ"א ריבוזומלי 16S) המקודד מולקולת רנ"א מסוימת המצויה בריבוזומים, המכונות המולקולריות ליצירת חלבונים המצויות בתאים. קביעת הרצף של הגן הזה מאפשרת למדענים ליצור קטלוג של כל המיקרוביום האנושי. בדרך זו הם יכולים לגלות אילו מינים מצויים בגופנו וכיצד ההרכב המדויק של המינים עשוי להשתנות מאדם לאדם.

הצעד הבא הוא ניתוח גנים אחרים המצויים בקהילה החיידקית כדי לקבוע מי מהם פעיל בגוף האדם ומה תפקידו. גם זאת מטלה כבדה בשל מספרם הרב של מיני החיידקים ומפני שהגנים מתערבבים בתהליך המיצוי. די קל לקבוע אם גן חיידקי מסוים פעיל (או מבוטא) בגוף, אבל לא קל לקבוע לאיזה מין הגן הזה שייך. למרבה המזל, המחשבים החזקים והמכשירים המהירים לקביעת רצף גנים שפותחו במהלך העשור הראשון של המאה ה-21 הפכו את משימת המיון והניתוח הזאת, שפעם הייתה בלתי אפשרית, למשימה שהיא רק מסובכת.

שתי קבוצות של מדענים, אחת בארה"ב ואחת באירופה, רתמו את הטכנולוגיה החדשה הזאת כדי לספור את הגנים החיידקיים בגוף האדם. בראשית 2010 פרסמה הקבוצה האירופית את סקר הגנים החיידקים במערכת העיכול האנושית. היא מצאה 3.3 מיליוני גנים (מיותר מ-1,000 מינים), בערך פי 150 ממספר הגנים בגנום האנושי, העומד על ערך שבין 20,000 ל-25,000.

חקר אופיו של המיקרוביום האנושי הניב הפתעות רבות: למשל, אין שני אנשים, אפילו לא תאומים זהים, החולקים אותו הרכב חיידקים. הממצא הזה עשוי לעזור בפענוח תעלומה שהתעוררה עקב פרויקט הגנום האנושי, שמצא שהדנ"א של כל בני האדם בעולם זהה ב-99.9% או יותר. הגורל האישי, הבריאות ואולי אפילו הפעולות שאנו עושים עשויים להיות מושפעים יותר מהבדלים בגנים של המיקרוביום שלנו מאשר מהבדלים בגנים שלנו עצמנו. ועל אף שהמיקרוביומים של אנשים שונים עשויים להיות שונים למדי זה מזה בסוגי המינים שהם מכילים ובמספרם היחסי, רוב האנשים חולקים ליבה משותפת של גנים חיידקיים מועילים, העשויים להגיע ממיני חיידקים שונים. ואולם, אפילו החיידק המועיל ביותר עלול לגרום למחלות קשות אם הוא מתגלגל למקום לא לו, לדם למשל (ולגרום לאלח דם) או לרשת הרקמות שבין אברי הבטן (ולגרום לצפקת).

חברים עם הטבות

הרמז הראשון לכך שחיידקים ידידותיים עשויים להועיל לנו הגיע כבר לפני עשרות שנים במחקר שעסק בעיכול ובייצור ויטמינים במעיהם של בעלי חיים. בשנות ה-80 של המאה ה-20 למדו החוקרים לדעת שרקמות אנושיות זקוקות לוויטמין B12 למטרות רבות, ובהן ייצור אנרגיה בתאים, סינתזה של דנ"א וייצור חומצות שומן. הם גם קבעו שרק לחיידקים יש יכולת לייצר את האנזימים המסוגלים לבנות את הוויטמין הזה מחומרי גלם פשוטים. בדומה, מדענים ידעו כבר שנים שחיידקי המעיים מפרקים מרכיבי מזון מסוימים שאלמלא כן היו בלתי ניתנים לעיכול ולפיכך נפלטים מן הגוף ללא שימוש. ואולם, רק בשנים הספורות האחרונות הם התחילו להבין את הפרטים העסיסיים. ומבין כל מיני החיידקים האורחים בולטים שניים הממלאים תפקיד חשוב בעיכול ובוויסות התיאבון.

החיידק Bacteroides the­taiotaomicron (ב' תֶטַאיוֹטַאוֹמיקרון), שנראה כאילו הוא נקרא על שם אגודה או אחוות נשים יוונית, הוא הדוגמה הבולטת ביותר לחיידק מועיל. מדובר באלוף זוללי הפחמימות, המסוגל לפרק מולקולת גדולות ומורכבות של פחמימות המצויות במזונות צמחיים רבים ליחידות של גלוקוז או סוכרים קטנים ופשוטים אחרים הניתנים לעיכול בקלות. בגנום האנושי חסרים רוב הגנים הדרושים לייצור האנזימים המפרקים את הסוכרים המורכבים האלה. לעומת זאת לב' תטאיוטאומיקרון יש גנים ליותר מ-260 אנזימים המסוגלים לעכל חומר צמחי. החיידק מספק אפוא לבני האדם דרך להפיק ביעילות חומרים מזינים ממזונות כמו תפוזים, תפוחים, תפוחי אדמה ונבטי חיטה.

הפרטים המרתקים על הדרך שבה ב' תטאיוטאומיקרון מקיים קשרי גומלין עם הפונדקאים שלו ומסייע למחייתם, התקבלו ממחקרים בעכברים שגדלו בתנאים סטריליים לגמרי (כלומר, ללא מיקרוביום) ואז נחשפו רק לזן המסוים הזה של חיידקים. חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס דיווחו ב-2005 שב' תטאיוטאומיקרון מתקיימים באמצעות צריכת פחמימות מורכבות הידועות בשם רב-סוכרים. החיידקים מתסיסים את החומרים האלה ומייצרים מהם מולקולות של חומצות שומן קצרות-שרשרת שהם מפרישים כפסולת. העכברים מנצלים את ההפרשות האלה כחומר דלק לפעולת הגוף. בדרך הזאת מחלצים החיידקים קלוריות מצורות של פחמימות שבדרך כלל אי אפשר לעכלן, כמו למשל הסיבים התזונתיים בשיבולת שועל. (ואכן, מכרסמים שאין במעיהם חיידקים חייבים לאכול מזון המכיל כ-30% יותר קלוריות משצורכים מכרסמים שהמיקרוביום שלהם תקין לגמרי כדי לשמור על משקל זהה.)

חקר המיקרוביום אפילו טיהר באופן חלקי את המוניטין של חיידק מחולל מחלה בשם Heli­cobacter pylori (ה' פילורי). החיידק הזה, שהרופאים האוסטרלים בארי מרשל ורובין וורן קבעו בשנות ה-80 שהוא הגורם לכיב קיבה (אולקוס), הוא אחד החיידקים היחידים המסוגל לשגשג בתנאים החומציים השוררים בקיבה. בעת ההיא ידעו שאחת הסיבות הנפוצות לכיב קיבה היא שימוש בתרופות אנטי-דלקתיות לא-סטרואידיות (NSAIDs), אבל התגלית שחיידק עלול לתרום להתפתחות המחלה הייתה בבחינת חדשות מרעישות. לאחר התגלית של מרשל, הטיפול בכיב קיבה באמצעות אנטיביוטיקה נעשה נוהל תקני. כתוצאה מכך שיעור מקרי האולקוס הנגרמים מן החיידק צנח ביותר מ-50%.

אבל העניינים אינם פשוטים עד כד כך, אומר מרטין בלאסר, כיום פרופסור לרפואה פנימית ולמיקרוביולוגיה באוניברסיטת ניו יורק שחקר את החיידק ה' פילורי במשך 25 השנים האחרונות. "כמו כולם, כשהתחלתי לעבוד עם ה' פילורי סברתי שאין הוא אלא מחולל מחלה פשוט," הוא אומר. "נדרשו לי כמה שנים כדי להבין שהוא למעשה חיידק אורח." בלאסר ועמיתיו פרסמו ב-1998 מחקר המראה שאצל רוב בני האדם ה' פילורי הוא חיידק המועיל לגוף. החיידקים עוזרים לווסת את רמות החומצה בקיבה וליצור סביבה המתאימה גם לחיידק וגם לפונדקאי. אם למשל, הקיבה מפרישה יותר מדי חומצה, והחומציות הגבוהה מפריעה לחיי החיידקים, אחד מזני ה' פילורי, המכיל גן הקרוי cagA, מתחיל לייצר חלבונים המאותתים לקיבה להוריד את קצב הזרמת החומצה. ואולם, אצל אנשים רגישים, cagA גורם לתופעת לוואי לא רצויה: הוא מעודד את היווצרות הכיבים שהקנו לחיידק הזה את המוניטין הנבזי שלו.

עשר שנים לאחר מכן פרסם בלאסר מחקר המרמז שיש לה' פילורי תפקיד בנוסף לוויסות החומצה. במשך שנים מדענים ידעו שהקיבה מייצרת שני הורמונים הקשורים לתיאבון: גְרֶלין, המאותת למוח שהגוף צריך לאכול, ולֶפְּטין המאותת, בין השאר, שהקיבה מלאה ואין צורך לאכול עוד. "כשאתם קמים בבוקר רעבים, זה מפני שרמות הגרלין שלכם גבוהות," מסביר בלאסר. "ההורמון מורה לכם לאכול. לאחר ארוחת הבוקר, רמת הגרלין יורדת."

במחקר שפרסמו בלאסר ועמיתיו ב-2011 הם בחנו מה קורה לרמות הגרלין לפני ארוחות ולאחריהן אצל אנשים שבקיבותיהם יש ה' פילורי לעומת אנשים שהחיידק אינו מצוי בהן. התוצאות היו ברורות: "אם יש לכם ה' פילורי בקיבה, רמת הגרלין תרד לאחר האוכל. אם תחסלו את ה' פילורי, תאבדו את הירידה הזאת," הוא אומר. "משמעות הדבר היא שמלכתחילה ה' פילורי מעורב בוויסות הגרלין", ולפיכן בוויסות התיאבון. עדיין לא ידוע כיצד החיידק עושה זאת. בניסוי שנערך על 92 יוצאי צבא שטופלו באנטיביוטיקה לחיסול ה' פילורי, נמצא שהם עלו במשקל יותר מעמיתיהם שלא לקו בכיב קיבה. ייתכן שהדבר נובע מכך שרמות הגרלין בקיבותיהם נותרו גבוהות במצבים שבהם הן היו אמורות לרדת. הדבר גרם להם להרגיש רעב במשך זמן ארוך יותר ולאכול יותר מדי.

לפני שניים או שלושה דורות יותר מ-80% מן האמריקנים שימשו פונדקאים לחיידק הקשוח הזה. כיום, רק 6% מן הילדים האמריקניים מקבלים תשובה חיובית בבדיקה להימצאותו. "אנחנו מגדלים דור שלם של ילדים בלי ה' פילורי שיווסת את הגרלין בקיבותיהם," אומר בלאסר. יותר מכך, ילדים הנחשפים שוב ושוב לאנטיביוטיקה במינון גבוה עוברים כנראה שינויים בהרכב החיידקי שלהם. עד גיל 15 רוב הילדים בארה"ב קיבלו סבבים חוזרים ונשנים של טיפול אנטיביוטי נגד מחלה אחת ויחידה: דלקת אוזניים. בלאסר משער שהטיפול הנפוץ הזה באנטיביוטיקה לילדים צעירים גרם לשינויים בהרכב חיידקי המעיים שלהם, ושהשינוי הזה עשוי להסביר את השיעורים העולים של השמנת יתר בילדים. הוא סבור שחיידקים מסוימים במיקרוביום עשויים להשפיע על התמיינות סוג מסוים של תאי גזע שנותרים בילדות בלתי ממוינים באופן יחסי ולקבוע אם הם יתמיינו לתאי שומן, שריר או עצם. מתן אנטיביוטיקה בשלב מוקדם כל כך של החיים מחסל אפוא מיני חיידקים מסוימים, ולטענתו, הדבר מפריע למנגנון האיתות הטבעי וגורם לייצור-יתר של תאי שומן.

האם ההיעלמות המואצת של ה' פילורי וחיידקים אחרים מן המיקרוביום האנושי, יחד עם מגמות חברתיות, כמו הזמינות הגבוהה של מזון עתיר קלוריות והירידה הנמשכת בעבודת כפיים, עשויות להיות הגורם שדי בו כדי להטות את האיזון ולגרום למגפת השמנת-יתר כלל-עולמית? "עדיין איננו יודעים אם זה גורם משמעותי בסיפור השמנת היתר," אומר בלאסר, "אבל אני מוכן להתערב על כך שההשפעה אינה זניחה."

לדעת בלאסר השימוש הנפוץ באנטיביוטיקה אינו האשם היחיד לשיבוש חסר התקדים של המיקרוביום האנושי. שינויים ניכרים באקולוגיה של האדם במהלך מאה השנים האחרונות תרמו אף הם לכך. העלייה החדה במספר הניתוחים הקיסריים שהתחוללה בעשרות השנים האחרונות הגבילה ללא ספק את מעברם של זני חיידקים ההכרחיים לבריאות התינוק מן האם לילוד בתעלת הלידה. (יותר מ-30% מן התינוקות בארה"ב נולדים בניתוח קיסרי. ובסין, ארץ התינוק היחיד לכל זוג, הניתוח מתבצע בכמעט שני שלישים מכל הלידות של נשים המתגוררות באזורים עירוניים.) מכיוון שרוב המשפחות בעולם קטנות יותר, לכל הילדים יש פחות אחים ואחיות גדולים מהם המשמשים מקור עיקרי לחומר חיידקי בשנות הילדות המוקדמות. ואפילו מים נקיים יותר, שיפור שהציל מיליוני חיים, גובים מחיר מן המיקרוביום האנושי מפני שהם מצמצמים את מגוון החיידקים שאנו נחשפים אליהם. והתוצאה: יותר ויותר אנשים נולדים וגדלים בעולם שהולך ומידלדל מחיידקים.

איזון עדין

כפי שמורים המחקרים על אודות ב' תטאיוטאומיקרון וה' פילורי, אפילו השאלות הבסיסיות ביותר על תפקידם של מיני החיידקים האלה בגוף נדרשות לתשובות מורכבות. אם נתקדם שלב אחד קדימה ונשאל כיצד הגוף מגיב לנוכחותם של כל התאים הזרים האלה ניתקל במורכבות גדולה אף יותר. למשל, על פי הדרך המסורתית שבה אנו מבינים כיצד המערכת החיסונית מבדילה בין תאי הגוף שלנו (עצמי) לבין תאים בעלי חותם גנטי שונה (לא-עצמי, זר), היינו משערים שמערכות ההגנה המולקולריות שלנו אמורות להיות במצב מלחמה מתמיד נגד שלל הפולשים האלה. השאלה מדוע המעיים, למשל, אינם זירה לקרבות עזים יותר בין תאי מערכת החיסון האנושית לבין טריליוני החיידקים השוכנים בהם, היא אחת השאלות הגדולות ואחת התעלומות הבלתי פתורות של תורת החיסון.

הרמזים היחידים שיש בידנו מציעים תובנות מרתקות לגבי האיזון שבין המיקרוביום לבין תאי החיסון האנושיים, איזון שנדרשו 200,000 שנה כדי לכיילו. עם הדורות פיתחה המערכת החיסונית מגוון של איזונים ובלמים שבדרך כלל מונעים ממנה להיעשות תוקפנית מדי (ולתקוף את רקמות הגוף) או רשלנית מדי (ולהיכשל בזיהוי מחוללי מחלה מסוכנים). למשל, תאי T ממלאים תפקיד חשוב בזיהוי פולשים חיידקיים ובהתקפתם. הם גורמים גם לנפיחות, לאדמומיות ולעלייה בטמפרטורת הגוף ("חום") המאפיינים בדרך כלל תגובה דלקתית לזיהום. ואולם, מיד לאחר שהגוף מגביר את ייצור תאי ה-T הוא מתחיל לייצר גם תאים הקרויים תאי T רגולטורים, או מווסתים, שתפקידם העיקרי הוא ככל הנראה לפעול נגד פעילותם של תאי ה-T האחרים, המעודדים דלקת.

בדרך כלל נכנסים תאי ה-T המווסתים לפעולה לפני שתאי ה-T מעודדי הדלקת "נסחפים" מדי. "הבעיה היא שרבים מן המנגנונים שבהם משתמשים תאי ה-T מעודדי הדלקת כדי להילחם בזיהום, כמו למשל שחרור חומרים רעילים, פוגעים בסופו של דבר גם ברקמות שלנו," אומר מַזְמַניאן מקלטק. למרבה המזל, תאי ה-T המווסתים מייצרים חלבון המרסן את תאי ה-T מעודדי הדלקת. התוצאה הסופית היא שיכוך הדלקת ומניעת המערכת החיסונית מתקיפת התאים והרקמות של הגוף עצמו. כל עוד נשמר האיזון הטוב בין תאי ה-T הקרביים לבין תאי ה-T המווסתים והמתונים יותר, נשמרת בריאות הגוף.

במשך שנים סברו החוקרים שמערכת האיזונים והבלמים הזאת נוצרה אך ורק בידי מערכת החיסון עצמה. אבל מזמניאן ואחרים מספקים לנו דוגמה נוספת המראה עד כמה מעט אנו שולטים בגורלנו שלנו. החוקרים מתחילים להוכיח שמערכת חיסון בוגרת ובריאה תלויה בהתערבותם הבלתי פוסקת של חיידקים מועילים. "הרעיון שחיידקים עשויים לשפר את המערכת החיסונית שלנו נוגד את הדעה הרווחת," אומר מזמניאן. "אבל התמונה הולכת ומתבהרת: הכוח המניע את מאפייני המערכת החיסונית הם החיידקים האורחים."

מזמניאן וצוותו בקלטק גילו שחיידק נפוץ בשם Bacteroides fragilis (ב' פרגיליס), המצוי אצל 70% עד 80% מן האנשים, עוזר לשמירת האיזון של מערכת החיסון באמצעות תגבור הזרוע נוגדת הדלקת שלה. המחקר שלהם החל כשגילו שלעכברים חסרי-חיידקים היו מערכות חיסוניות פגומות שבהן תאי ה-T המווסתים פעלו פחות מן הרגיל. כשהחוקרים החדירו ב' פרגיליס לעכברים, חזר האיזון בין תאי ה-T מעודדי הדלקת לבין מעכבי הדלקת, ומערכות החיסון של העכברים האלה החלו לתפקד באופן תקין.

כיצד מתרחש הדבר? בראשית שנות ה-90 של המאה ה-20 החלו חוקרים לאפיין כמה מולקולות סוכר הבולטות מפני השטח של תאי ב' פרגיליס. המולקולות האלה מאפשרות למערכת החיסון לזהות את נוכחות החיידקים האלה. ב-2005 גילו מזמניאן ועמיתיו שאחת המולקולות האלה, המכונה רב-סוכר A, מעודדת את הבשלת המערכת החיסונית. בסופו של דבר הם גילו שרב-סוכר A מאותת למערכת החיסון לייצר יותר תאי T מווסתים, ואלה בתורם מורים לתאי ה-T מעודדי הדלקת לעזוב את החיידקים האלה לנפשם. זני ב' פרגיליס שאין להם רב-סוכר A פשוט אינם שורדים בדופן הרירית של המעי, מקום שבו תאי החיסון תוקפים את החיידקים האלה כאילו היו מחוללי מחלה.

מזמניאן וצוותו פרסמו ב-2011 מאמר בכתב העת סיינס שבו הם מפרטים את המסלול המולקולרי המלא של התופעה. זהו המחקר הראשון המאיר באופן כזה את המנגנון המולקולרי של הדדיות בין חיידק ליונק. "ב' פרגיליס משפיע עלינו בדרך מועילה מאוד שמסיבה כלשהי הדנ"א שלנו אינו מצליח להשיג," אומר מזמניאן. "במובנים רבים, החיידק חובר למערכת החיסון שלנו או משתלט עליה." אבל בניגוד למחוללי מחלה, ההשתלטות הזאת אינה פוגעת במערכת החיסון או מעכבת אותה, אלא מסייעת לה לתפקד. לאורגניזמים אחרים יש השפעות דומות על מערכת החיסון, הוא אומר. "זאת רק הדוגמה הראשונה. ללא ספק יש עוד רבות בדרך."

למרבה הצער, בשל שינויים באורח החיים במהלך המאה האחרונה, גם ב' פרגיליס, כמו ה' פילורי, הולך ונעלם. "כחברה, שינינו לגמרי, ובפרק זמן קצר ביותר, את כל הקשר שלנו עם העולם החיידקי," אומר מזמניאן. "במאמצנו להרחיק את עצמנו מגורמי זיהום מחוללי מחלות, שינינו כנראה גם את הקשרים שלנו עם יצורים מועילים. כוונותינו טובות, אבל יש להן מחיר."

במקרה של ב' פרגיליס, המחיר עלול להיות עלייה ניכרת בשיעור ההפרעות האוטואימוניות. בלי רב-סוכר A שיאותת למערכת החיסון לשחרר עוד תאי T מווסתים, יתקיפו תאי ה-T התוקפניים יותר כל מה שנקרה בדרכם, ובכלל זה את רקמות הגוף עצמו. מזמניאן טוען שהעלייה האחרונה של פי 7 עד פי 8 בשיעור ההפרעות האוטואימוניות, כמו מחלת קרוהן, סוכרת מסוג 1 וטרשת נפוצה, קשורה בפגיעה בחיידקים הידידותיים. "לכל המחלות האלה יש רכיב גנטי ורכיב סביבתי," אומר מזמניאן. "אני סבור שהרכיב הסביבתי הוא חיידקי ושהשינויים משפיעים על מערכת החיסון שלנו." השינוי החיידקי הנובע מן השינויים באורח חיינו, ובכלל זה הירידה בכמות הב' פרגיליס וחיידקים נוגדי דלקת אחרים, גורם לכך שתאי ה-T המווסתים אינם מתפתחים במידה הדרושה. ואצל אנשים פגיעים מבחינה גנטית, הסטייה הזאת עלולה להביא לתסמונות אוטואימוניות ואחרות.

זאת לפחות ההשערה. בשלב הזה של המחקר, כל מה שאפשר לומר על המתאם בין שיעור נמוך יותר של זיהומים חיידקיים לבין שיעור גבוה יותר של מחלות חיסוניות בבני אדם, הוא שזה עדיין רק מתאם. בדיוק כמו בנושא השמנת היתר, קשה להבדיל בין סיבה לתוצאה. ייתכן שהעובדה שהאנושות מאבדת את החיידקים האופייניים לה הגבירה את שיעור המחלות האוטואימוניות והשמנת היתר, או שמא העלייה בשיעור מחלות אלו יצרה תנאים לא נוחים לקיום החיידקים הילידים האלה. מזמניאן משוכנע שההסבר הראשון הוא ההסבר הנכון, שהשינויים במיקרוביום במעיים תורמים במידה ניכרת לעלייה בשיעורי ההפרעות האוטואימוניות. ועדיין, "נטל ההוכחה מוטל עלינו, המדענים. אנחנו צריכים לבחון את המתאמים האלה, לפענח את המנגנונים העומדים מאחוריהם, ולהוכיח מה הסיבה ומה התוצאה," אומר מזמניאן. "זה מה שנעשה בעתיד."

לקריאה נוספת

• Who Are We? Indigenous Microbes and the Ecology of HumanDiseases. Martin J. Blaster in EMBO Reports, Vol. 7, No. 10, pages 956–960; October 2006
• A Human Gut Microbial Gene Catalogue Established by Metagenomic Sequencing. Junjie Qin et al. in Nature, Vol. 464, pages 59-65; March 4, 2010
• Has the Microbiota Played a Critical Role in the Evolution of the Adaptive Immune System? Yun Kyung Lee and Sarkis K. Mazmanian in Science, Vol. 330, pages 1768-1773; December 24, 2010