אין כפל מבצעים: על מערכת החיסון לבחור – טווח קצר או טווח ארוך

כשמערכות ההגנה של הגוף מקריבות את הטווח הארוך לטובת ניצחונות בטווח הקצר

גם לאחר שהתגברנו על מחלה נגיפית, המערכת החיסונית שלנו פועלת במלוא המרץ כדי לייצר נוגדנים המקנים לנו הגנה מפני חשיפה נוספת. אך מה קורה אם בעודנו מחלימים משפעת, או חלילה מקורונה, אנחנו נחשפים לזיהום נוסף – נניח סלמונלה ממרק העוף שהזמנו במשלוח? במחקר חדש המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Immunity, הראו מדעני מכון ויצמן למדע כי למערכת החיסונית יש דרך מתוחכמת לקבוע סדרי עדיפויות במקרה של זיהומים שונים המתרחשים בזה אחר זה, וכי היא עלולה “להקריב” את החיסוניות בטווח הארוך לטובת הישגים בטווח הקצר. הבנת סדרי עדיפויות אלה עשויה לסייע בפיתוח טיפולים חדשים למחלות אוטו-אימוניות.

למערכת החיסונית שלנו יש שתי זרועות: המערכת המולדת והמערכת הנרכשת. המערכת המולדת – קו ההגנה הראשון של הגוף – נכנסת לפעולה כאשר היא חשה בפלישה של נגיפים, חיידקים או פתוגנים אחרים, ומנטרלת אותם במהירות באמצעות תאים וחומרים ביולוגיים המקנים לגוף יריעת מיגון רחבה. למערכת הנרכשת, לעומת זאת, לוקח לעתים כמה ימים לפרוס את חייליה – תאים ייעודיים ונוגדנים המותאמים לפולשים השונים בדיוק מופלא; נוגדנים אלה נשארים בגוף במשך חודשים ואף שנים ומקנים לו הגנה ארוכת טווח.

במלים אחרות, כל אחת מהמערכות תופסת את מרכז הבמה בשלבים שונים של ההתמודדות עם המחלה. אך מה קורה כששני זיהומים שונים חודרים לגוף בסמיכות זמנים, אחד אחרי השני, ושתי הזרועות נאלצות להיקרא לדגל בו-בזמן? קבוצת מחקר בראשות פרופ’ זיו שולמן מהמחלקה לאימונולוגיה של המכון שמה לה למטרה לברר כיצד תתמודד המערכת החיסונית עם מצב שבו המערכת המולדת מפשילה שרוולים כדי להיאבק בפולש חדש, בעוד זו הנרכשת מייצרת נוגדנים נגד הפולש הקודם. במחקר בהובלת תלמידת המחקר עדי בירם, מצאו המדענים כי החפיפה בפעילות המערכות מייצרת התנגשות: כאשר עכברים שהתאוששו משפעת הודבקו בסלמונלה – ההתמודדות עם הזיהום החיידקי שיבשה את ייצור הנוגדנים לנגיף. כלומר, תחת איום מסכן חיים, עוצרת המערכת החיסונית את המנגנונים הנחוצים להגנה לטווח ארוך ומתרכזת בסכנה המיידית.

המדענים גילו כי הזיהום החיידקי לא הוביל ישירות להפסקת ייצור הנוגדנים. כאשר הסלמונלה חדרה לקשרי הלימפה של העכברים, הופעל “פעמון אזעקה” שהידהד ברחבי הגוף וגייס לפעולה תאים של המערכת המולדת הנמצאים בלשד העצם וקרויים מונוציטים. תאים אלה הציפו את קשרי הלימפה בניסיון להנחית משם מהלומה על הסלמונלה, ובתוך כך שינו את סביבתם: הכימיקלים נוגדי החיידקים שהפרישו התאים הובילו לתנאים של מחסור בחמצן.

תאי המערכת החיסונית יודעים לרוב להתאים עצמם לשינויים סביבתיים מסוג זה ולשנות את חילוף החומרים שלהם כך שלא יהיו תלויים בחמצן להפקת אנרגיה – אך החוקרים גילו כי ישנו תת-סוג מסוים של תאי B שעבורו המחסור בחמצן הופך לקטלני. תאים אלה ממלאים תפקיד מרכזי בפעולת המערכת הנרכשת: הם אלה אשר מייצרים את הנוגדנים בעלי ההתאמה המיטבית לפולשים בתוך מבנים מיקרוסקופיים בקשרי הלימפה הקרויים “מרכזי נבט” (germinal centers). תאים אלה אינם משנים את חילוף החומרים שלהם בתגובה למחסור בחמצן, וכתוצאה מכך הם נחנקים ומתים. בהיעדרם של תאים אלה, נפסק ייצור הנוגדנים הנחוצים להגנה לטווח ארוך נגד נגיף השפעת.

“כשצריך להילחם בחיידקים מסכני חיים, לא מתעסקים עם הגנה ארוכת טווח”, מסביר פרופ’ שולמן. “התגברות על הסלמונלה מקבלת עדיפות כי זה עניין של הישרדות”.

מעבר להבנה טובה יותר של פעולת המערכת החיסונית, עשויים הממצאים החדשים לעזור לנו לעזור למערכות ההגנה של הגוף. למשל, ידוע כי על מנת להגביר את יעילותם של חיסונים מסוימים הניתנים כיום, נהוג להוסיף להם חלבונים שמקורם בחיידקים; אם לשפוט לפי הממצאים החדשים, ייתכן שנוהג זה עלול לפגוע במטרה שלשמה ניתן החיסון: ייצור נוגדנים. בנוסף, אם תוצאות המחקר יודגמו גם בבני-אדם, הן עשויות לסמן כיוון טיפולי חדש במחלות אוטו-אימוניות. במחלות כגון דלקת מפרקים שיגרונית או זאבת, ייצור שגוי של נוגדנים גורם למערכת החיסונית לפעול נגד הגוף עצמו. טיפולים אפשריים עשויים לגייס את המונוציטים מלשד עצם, ובכך להוביל להפסקת ייצור הנוגדנים המזיקים.

במחקר השתתפו גם ג’ינגינג ליו, ד”ר הדס חצרוני, ד”ר נטליה דוידזון, ד”ר דומיניק שמידל, ד”ר אימאן ח’טיב-מסאלחה, מונטסר חדד, ד”ר אמליה גרנוב, פרופ’ צבי לפידות ופרופ’ סטפן יונג מהמחלקה לאימונולוגיה של המכון; סאשה לבון, דותן הופמן וד”ר רועי אברהם מהמחלקה לבקרה ביולוגית של המכון; ד”ר תומר מאיר סלמה מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים; ד”ר נילי דזורלה מהמחלקה לתשתיות למחקר כימי; פולה אבו כרם מהמחלקה למדעים ביומולקולריים; ופרופ’ מרק במרק מאוניברסיטת גטבורג שבשוודיה.

עוד בנושא באתר הידען:

• נלחמת בעוז באויבים זעירים – סיפורה של מערכת החיסון
• חוקרים מציעים גישה חדשה להתמודדות עם נגיף הקורונה: הכנסת מערכת החיסון לפעולה עוד לפני שהגוף מותקף
• ללמוד מהגוף לנטרל את הקורונה
• טכנולוגיה חדשה מאפשרת “הצצה” אל הנעשה בתוך תאים
• כיצד יוכלו חיסוני mRNA ו- DNA לטפל בקרוב בסרטן, HIV, הפרעות אוטואימוניות ומחלות גנטיות