פרוביוטיקה לאלמוגים

ב-2014 זוהתה בפלורידה מחלה קטלנית שפוגעת בלמעלה משלושים מינים של אלמוגי אבן – מחלת אובדן הרקמה של אלמוגי האבן (Stony coral tissue loss disease). המחלה התפשטה במהירות וכיום היא נפוצה בכל מפרץ מקסיקו, מהשונית שלחופי פלורידה ועד מקסיקו והאיים הקריביים. בתחילה מופיע נגע לבן על האלמוג, והוא מתפשט בקצב של חמישה עד ארבעים סמ”ר ליום, עד שכל האלמוג מכוסה בנגע ולבסוף מת כשרק שלד נותר ממנו.

למה לא אנטיביוטיקה

לא ידוע מה גורם למחלה, אך ייתכן שהגורם הוא חיידק אחד או יותר, כי ידוע שמשחה אנטיביוטית על האלמוגים הנגועים עוצרת את המחלה. אך מדובר בפתרון לטווח קצר בלבד וכדי להמשיך להגן על האלמוג נדרש טיפול כל פעם שהמחלה שבה ומופיעה. 

בנוסף, קיים חשש שיתפתחו מיני חיידקים שעמידים לאנטיביוטיקה. האנטיביוטיקה עלולה להשפיע לרעה על השונית: חיידקים אחרים עשויים לפתח עמידות נגדה, וכדי להתגבר על העמידות הזאת יש צורך במחקרים נוספים.

האלמוג המוגן

מחלת אובדן הרקמה של אלמוגי האבן היא קטלנית, אך קיימים אלמוגי אבן שפיתחו חסינות בפניה. אנחנו עדיין לא מבינים את המנגנון של המחלה ומה מאפשר את החסינות, אך כאמור, כנראה הגורם לה הוא חיידק או כמה מינים של חיידקים. 

לעיתים בעל חיים חסין בפני מחלה חיידקית בזכות המיקרוביום שלו, שהוא כלל החיידקים, הנגיפים, הבקטריופאג’ים (נגיפים שתוקפים חיידקים) והפטריות שחיים בסימביוזה איתו, כלומר בצוותא ותוך כדי יחסי גומלין. חלק מהמיקרוביום לא מזיק לבעל החיים ואף מועיל לו בתהליכים שונים, למשל עיכול ויכולת התגוננות בפני מחלות. 

בניסויים במעבדה החוקרים שמו לב שפרטים מסוימים של אלמוג מהמין Montastraea cavernosa היו חסינים בפני המחלה. הם שיערו שהחסינות של האלמוג נובעת מחיידק שנמצא במיקרוביום שלו. כדי לנסות לפתח תרופה מהמיקרוביום של האלמוג החסין, החוקרים בודדו וגידלו חיידקים שחיים בסימביוזה איתו, מתוך מחשבה שיוכלו לשמש כפרוביוטיקה – שימוש בחיידקים חיים לתועלת האלמוגים. החיידקים הפרוביוטיים יכולים לייצר חומרים המגינים מפני חיידקים מזיקים, להתחרות איתם על משאבים, או לעזור לשמור על איזון תקין של המיקרוביום. 

החוקר בלייק אושיג’ימה (Ushijima), שפיתח את השימוש בפרוביוטיקה לטיפול באלמוגים, סיפר ל-Science News: “…אחד הדברים הראשונים שעשינו היה לנסות לגדל את אוכלוסיית החיידקים שחיים על האלמוג הזה (האלמוג בעל החסינות). החיידקים האלו מייצרים חומרים שפועלים נגד חיידקים… ואחד מהם הראה פעילות שעיכבה חיידקים שבודדו מאלמוג חולה”. החיידק הפעיל שהזכיר אושיג’ימה שייך למשפחת חיידקים שמפרישה חומרים נגד חיידקים ונגד נגיפים (החיידק McH1-7 ממשפחת Pseudoalteromonadaceae).

ממיקרוביום לתרופה?

החוקרים ניסו להשתמש בחיידק הפעיל שבודדו כדי להאט את קצב ההתפשטות של המחלה אצל אלמוג אבן מאותו המין. הם טיפלו בארבעים אלמוגים חולים בשונית, בשתי שיטות שונות: בשיטה הראשונה הם מרחו על האלמוג משחה שבה נמצא החיידק הפעיל, ובשיטה השנייה הם כיסו את האלמוג בשקית, הזריקו את החיידק הפעיל לחלל השקית ולאחר שעתיים הסירו את השקית, בתקווה שאחת השיטות תאפשר לחיידק להפוך לחלק מהמיקרוביום של האלמוג. 

בתום מעקב בן שנתיים וחצי אחר האלמוגים פרסמו החוקרים את תוצאותיו: המשחה לא הייתה יעילה, ואף הזיקה לאלמוג בהשוואה לקבוצת הביקורת, שטופלה במשחה ללא החיידק הפעיל. לעומת זאת, כיסוי האלמוג בשקית והזרקת החיידק נמצאו יעילים לטיפול במחלה. אלמוגים חולים מקבוצת הביקורת, אלה שנעטפו בשקית אך לא הוזרק להם חיידק, איבדו כ-35 אחוזים מהרקמה שלהם במהלך המחקר, אך האלמוגים החולים שנעטפו בשקית שאליה הוזרק חיידק איבדו רק כשבעה אחוזים מהרקמה שלהם. התמיסה שהוזרקה לשקית מחזיקה מעמד שבועיים בטמפרטורת החדר, וכך אפשר להפיץ אותה גם לשוניות רחוקות מהמעבדה, בלי צורך בקירור.

ריפוי אקולוגי

החוקרים השתמשו באופן חלוצי בפרוביוטיקה נגד אובדן הרקמה של אלמוגי האבן, והצליחו להשתמש בה גם כטיפול מונע לאלמוגים בריאים בתנאי מעבדה. השיטה יעילה לטווח ארוך, כנראה מכיוון שהחיידק מצליח להמשיך לחיות בתור חלק מהמיקרוביום של האלמוג וממשיך לשמור עליו לאורך זמן, בהשוואה לאנטיביוטיקה, שפועלת למשך זמן קצר בלבד. החוקרים לא מצאו ששימוש במיקרוביום מפריע לבעלי חיים אחרים בשונית או מפר את מאזן החיידקים הפרוביוטיים של האלמוג עצמו. 

נדרשת עוד עבודה כדי שהפרוביוטיקה תהפוך לתרופה. כשהחוקרים ניסו את השיטה בשוניות אחרות, הם לא קיבלו תוצאות חד-משמעיות, וייתכן שנדרשות התאמות כדי להשתמש בשיטה בסביבות שונות. בנוסף, בשיטה הזאת צריך לכסות את האלמוג בשקית למשך שעתיים, וזה פתרון מסורבל ולא יעיל בהשוואה לטיפול הקיים באנטיביוטיקה, שאותה אפשר למרוח כמשחה. לבסוף, המחלה תוקפת מינים שונים של אלמוגים, אך המחקר התרכז רק במין אחד. אנו מקווים שבעתיד יימצאו פתרונות נוספים שיקלו על השימוש בפרוביוטיקה לשם טיפול באובדן הרקמה של אלמוגי האבן ויאפשרו להרחיב אותו. כך הטיפול הזה יוכל להציל אלמוגים רבים בשוניות ברחבי העולם.