הטיפול בשמן קנאביס משפר את המדדים ההתנהגותיים והביוכימיים של התסמונת

מחקר
הטיפול בשמן קנאביס משפר את המדדים ההתנהגותיים והביוכימיים של התסמונת
אוטיזם היא תסמונת נוירו-התפתחותית, שהסימפטומים העיקריים שלה הם לקות חברתית והתנהגות כפייתית. לתסמונת קשת רחבה של חומרה ומספר רב של גורמים, סביבתיים וגנטיים. עם זאת, שינוי גנטי (מוטציה), בגן בודד בשם Shank3 גורם להופעת התסמונת. התופעה הזו נחשבת לנדירה יחסית ואחראית רק על כ-1% בלבד מכלל מקרי האוטיזם.
בעוד שתהליך המחקר על קנאביס רפואי מתחיל ישר בניסוי על בני אדם וללא מחקר בסיסי מקדים - מחקרם של שני פולג ופרופ' דניאל אופן מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר נערך בהצלחה דווקא בחיות מודל הנושאות מוטציה בגן Shank3 ובדק את יעילותו של שמן קנאביס בהקלת הסימפטומים. הם מצאו כי הטיפול בשמן קנאביס משפר את המדדים ההתנהגותיים והביוכימיים של אוטיזם. תוצאות המחקר המפתיע מתפרסמות בכתב העת Translational Psychiatry מבית Nature.
"התהליך המקובל באישור תרופות חדשות הוא מחקר בצלחות פטרי, אחר כך בחיות מודל ובסוף גם ניסוי קליני בבני אדם", מסביר פרופ' דניאל אופן. "בקנאביס רפואי היה התהליך הפוך: הטיפולים החלו ישר בבני אדם. מאחר שקנאביס לא מוגדר כתרופה, כבר נערכו ניסויים בילדים ובבני נוער הסובלים מאוטיזם, מבלי לערוך קודם מחקר בסיסי בשאלות כמו השפעות הקנאביס על תהליכים ביוכימיים במוח, בנוזל חוט השדרה ובדם, וכמובן למי עוזר איזה שמן. יש המון דיסאינפורמציה בכל הנושא של קנאביס רפואי ואוטיזם, והמחקר שערכה שני פולג במסגרת עבודת הדוקטורט שלה הוא מחקר בסיסי וחלוצי בשאלת הטיפול באוטיזם באמצעות שמן קנאביס".
"ראינו שלשמן הקנאביס אכן יש השפעה מיטיבה על ההתנהגות הכפייתית או החרדתית של חיות המודל", אומרת שני פולג. "לפי תיאוריה מקובלת, באוטיזם יש עוררות מוגברת של המוח שגורמת בין היתר להתנהגות הכפייתית. בנוסף לתוצאות ההתנהגותיות, ראינו במעבדה ירידה משמעותית בריכוז המוליך העצבי המעורר, גלוטמט, בנוזל חוט השדרה - ירידה שיכולה להסביר את התמתנות הסימפטומים ההתנהגותיים".
בנוסף, החוקרים בדקו מהם המרכיבים בשמן הקנאביס שמקלים על האוטיזם, ומצאו כי המרכיב THC, האחראי לתחושת האופוריה המשויכת לשימוש בקנאביס, יעיל בטיפול באוטיזם – אפילו בכמויות קטנות.
"במחקרים הקליניים שנערכים בתחום הטיפול בקנאביס רפואי באוטיזם, נהוג לטפל בזנים המכילים כמות גדולה מאוד של CBD (תרכובת המצויה בצמח הקנאביס), עקב התכונות האנטי-דלקתיות של החומר ומשום שאינו גורם לתחושת האופוריה המשויכת לשימוש בקנאביס", מספרת פולג. "כמו כן, נהוג לטפל באוטיזם בזנים המכילים כמויות קטנות ביותר של THC, בין היתר עקב חשש מפני תחושת האופוריה וכן מפני השפעות ארוכות טווח של השימוש ב-THC.
בשלב השני של המחקר שלנו, בחנו מהו החומר הפעיל בקנאביס אשר אחראי לשיפור ההתנהגותי. הופתענו לגלות שבטיפול עם שמן קנאביס המכיל THC, אך לא CBD, ההשפעות ההתנהגותיות והביוכימיות החיוביות היו שוות ואף טובות יותר. מעבר לכך, התוצאות שלנו מציעות של-CBD לבדו כלל אין השפעה על ההתנהגות של חיות המודל".
"כמובן, מדובר במחקר ראשוני", מסכמת פולג, "אבל אנחנו מקווים שדרך המחקר הבסיסי נצליח לשפר את הטיפול בקליניקה. מהמחקר שלנו עולה כי כאשר מטפלים באוטיזם עם קנאביס רפואי, אין צורך בשמן קנאביס עשיר ב-CBD, וכן שאין צורך בשמן קנאביס עם כמויות גדולות של THC. זיהינו שיפור משמעותי במבחני ההתנהגות אחרי טיפול עם שמן קנאביס המכיל כמויות קטנות של THC, ולא נראו השפעות ארוכות טווח במבחנים קוגניטיביים או רגשיים שערכנו כחודש וחצי לאחר תחילת הטיפול".
מחקר
חוקרים מאוניברסיטת תל אביב זיהו לראשונה את המנגנון הביולוגי שגורם להרס העצבים במחלת ניוון השרירים ALS
ALS היא מחלת ניוון השרירים הנפוצה בעולם. אחד מכל 400 בני אדם יחלה בה, ועם זאת אין למחלה תרופה יעילה. חולי ALS מאבדים באופן הדרגתי את היכולת לשלוט בשרירי הגוף, עד כדי שיתוק מוחלט ואובדן היכולת לנשום באופן עצמוני. תוחלת החיים הממוצעת לחולי ALS עומדת כיום על כשלוש שנים בלבד.
"עד היום לא ברור מה גורם למחלה", מסביר פרופ' ערן פרלסון מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר ובית הספר סגול למדעי המוח. "בקרב כ-10% מהחולים אנחנו יודעים להצביע על מוטציות גנטיות, אבל לגבי שאר ה-90% מדובר בתעלומה. השיתוק המאפיין את המחלה הוא תוצאה של פגיעה בעצבים המוטוריים, פגיעה המנוונת את קצות העצבים ומנתקת את העצב מהשריר, ומתפתחת עד כדי מות תא העצב עצמו – אבל עד היום לא הבנו את המנגנון הביולוגי הבסיסי שגורם לפגיעה הראשונית".
כעת, קבוצת חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בהובלת פרופ' פרלסון והדוקטורנטים טופז אלטמן ואריאל יונסקו, פענחה לראשונה את המנגנון הביולוגי שגורם להרס העצבים במחלה הניוונית ALS. המחקר פורץ הדרך מראה כי ניתן לעכב, ואף להפוך, את מהלך המחלה הקשה בשלביה המוקדמים. תוצאות המחקר החדש, שנערך בשיתוף עם ד"ר אמיר דורי, מנהל מרפאת מחלות עצב-שריר בבית החולים שיבא תל השומר, התפרסמו בכתב העת היוקרתי Nature Communication.
כדי לפתור את התעלומה, החוקרים התמקדו בחלבון בשם TDP-43, שמחקרים קודמים הצביעו על הצטברות חריגה שלו במוחם של כ-95% מחולי ALS. פרופ' פרלסון וצוותו חשפו לראשונה את הקשר הביולוגי בין הצטברות החלבון להתנוונות נקודות החיבור בין העצבים המוטוריים לשרירים, הנקראות צמתי עצב-שריר ואחראיות על הפעלת מערכת השרירים דרך הפעילות העצבית. בביופסיות שריר שנלקחו מחולי ALS מצאו החוקרים כי החלבון הרעיל מצטבר בסמיכות לאותם צמתי עצב-שריר עוד בשלבים מוקדמים של המחלה ולפני התפתחות הסימפטומים הקשים. בסדרת ניסויים שערכו החוקרים, הן בתאים של חולי ALS והן בחיות מודל מהונדסות גנטית, נמצא כי הצטברות החלבון TDP-43 בצומת העצב-שריר פוגעת ביכולת לייצר חלבונים החיוניים לפעילות המיטוכונדריה – תחנת הכוח של התא – והיא שמובילה להתנוונות התא ובסופו של תהליך אף למותו.
"צריך להבין את הייחודיות של תאי העצב המוטוריים", מספר פרופ' פרלסון. "תאי עצב אלה יושבים בחוט השדרה וצריכים להגיע לכל שריר בגוף כדי להפעיל אותו. ניתן לדמיין, למשל, כבל מאריך שיוצא מחוט השדרה ומגיע עד לאצבע הקטנה שלנו ברגל. מדובר בשלוחות שיכולות להגיע גם לאורך של מטר בבני אדם מבוגרים. במחקרים קודמים הראינו כי מסיבה זו תאי העצב המוטוריים זקוקים למידה מוגברת של אנרגיה, בעיקר בצמתי העצב-שריר המרוחקים מחוט השדרה. במחקר הנוכחי, התמקדנו בשינוי פתולוגי המתרחש בתאי העצב בחלבון TDP-43. בתא עצב תקין, חלבון זה נמצא בעיקר בגרעין של התא. הראינו כי ב-ALS, החלבון יוצא מהגרעין ויוצר צברים ברחבי התא כולו, וספציפית בצומת העצב-שריר. מאחר שפעילותם של תאי העצב תלויה באותם צמתי עצב-שריר, שנמצאים בקצה השני של 'הכבל המאריך', יש לכך חשיבות קריטית. אנחנו גילינו כי הצברים שאותם יוצר החלבון TDP-43 בצומת העצב-שריר לוכדים מולקולות רנ"א ומונעים ייצור חלבונים החיוניים לתפקוד המיטוכונדריה. המיטוכונדריה היא אברון תאי האחראי על ייצור האנרגיה בתא. הצטברות החלבון TDP-43 בקצות העצבים מונעת מביאה למחסור באנרגיה, ולבסוף להתנוונות שלוחות העצבים בתהליך המתפשט לעבר התאים עצמם בחוט השדרה, עד למותם".
כדי לאשש את ממצאיהם, החוקרים מאוניברסיטת תל אביב החליטו להשתמש במולקולה ניסיונית שפורסמה לאחרונה על ידי קבוצה של חוקרים מארה"ב למטרה אחרת – זירוז של התחדשות עצבית לאחר פציעה, באמצעות פירוק צברי חלבונים בשלוחות עצב. החוקרים הוכיחו כי מולקולה זו מסוגלת גם לפרק את צברי חלבון ה-TDP-43 בתאים מחולי ALS, וכי הפירוק שיפר את יכולת ייצור החלבונים ואת פעילות המיטוכונדריה, ומנע את ניוון צומת העצב-שריר. זאת ועוד, בקרב חיות המודל המהונדסות גנטית, החוקרים הראו כי באמצעות פירוק צברי TDP-43 בשלוחות עצב ניתן לאחזר צמתי עצב-שריר מנוונים – ולשקם את חיות המודל החולות כמעט לחלוטין.
"ברגע שפירקנו את הצברים של החלבון TDP-43, יכולת ייצור החלבונים של העצבים השתקמה, ובפרט ייצור החלבונים החיוניים לפעילות המיטוכונדריה. כל אלו אפשרו לעצבים להתחדש", מסכם פרופ' פרלסון. "הוכחנו, גם באמצעים פרמקולוגיים וגם באמצעים גנטיים, כי העצבים המוטוריים יכולים להתחדש – וכי ניתן לתת תקווה לחולים. למעשה, איתרנו את המנגנון הבסיסי וגם את החלבונים האחראים לניתוק העצבים מהשרירים ולניוונם. תגלית זו יכולה להוביל לפיתוח תרופות חדשות, שידעו לפרק את הצברים של החלבון TDP-43 או להגביר את ייצור החלבונים החיוניים למיטוכונדריה, ובכך להבריא את תאי העצב עוד לפני ההרס הבלתי הפיך בחוט השדרה. בעצם אנחנו תופסים את הבעיה בצד השני, בצומת העצב עם השריר, ואם בעתיד נוכל לאבחן ולהתערב בזמן אולי ניתן יהיה לקטוע באיבו את הניוון ההרסני של שרירי החולים ב-ALS".
המחקר הוא שיתוף פעולה בינלאומי עם חוקרים מובילים מגרמניה, צרפת, אנגליה וארה׳׳ב, והשתתפו בו גם טל גרדוס פרי ואמגד איברהים ממעבדתו של פרופ' פרלסון.
מחקר
השימוש הנרחב של ההורים בטלפון הסלולרי עשוי לגרום לפגיעה בהתפתחות של הפעוטות ולהשלכות מרחיקות לכת
מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב מצא כי התקשורת בין אימהות לפעוטות שלהן פוחתת פי ארבעה בזמן השימוש בטלפונים חכמים, דבר שעשוי לגרום לפגיעה בתשתית ההתפתחותית של הפעוט ואף להשלכות מרחיקות לכת. תוצאות המחקר החדש, בהובלת ד"ר קטי בורודקין מהחוג להפרעות בתקשורת בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, התפרסמו בכתב העת היוקרתי Child Development.
בניסוי השתתפו עשרות אימהות לפעוטות בגילאי שנתיים עד שלוש. הן הוזמנו לכאורה לצורך מחקר שבודק את קשר בין תחומי העניין של האם לתחומי העניין של הילד, וכך הן התבקשו לבצע שלוש מטלות: לגלוש בדף פייסבוק ייעודי ולסמן לייקים לסרטונים ולכתבות שמעניינות אותן, לדפדף במגזינים ולסמן כתבות שמעניינות אותן ולבסוף לשחק עם הילד כאשר הטלפונים החכמים והמגזינים הוצאו מהחדר (משחק חופשי).
"המטרה שלנו הייתה לדמות מצבים בחיים שבהם האם צריכה לשמור על הילד, ובו בזמן היא מקדישה חלק מהקשב שלה לטלפון החכם", מסבירה ד"ר קטי בורודקין. "האימהות לא היו מודעות למטרת הניסוי, ולכן התנהגו בטבעיות, כשהן מפצלות את העניין שלהם בין הפעוטות לבין הטלפונים והמגזינים. את כל האינטראקציות בין האימהות לפעוטות הקלטנו בווידאו, ואחר כך סרקנו את ההקלטות פריים אחר פריים בניסיון לכמת את האינטראקציה בין האם לפעוט".
החוקרים הגדירו שלושה ממדים לאינטראקציות בין האימהות לפעוטות. ראשית נבחנה התשומה הלשונית, כלומר התכנים הלשוניים שהאם מעבירה לילד. לפי הספרות המחקרית, זהו מדד חשוב להתפתחות השפתית של הילד, וכן נמצא בעבר כי תשומה לשונית דלה גוררת אוצר מילים דל של הילד גם בגילאים מבוגרים.
לאחר מכן נבחן מדד חילופי התורות, כלומר עד כמה השיח אינטראקטיבי. זהו מדד שנחשב למנבא של התפתחות שפתית וחברתית, כאשר הילד לומד שיש לו מה לתרום לאינטראקציה וכן את הנורמות החברתיות הבסיסיות של כל אינטראקציה חברתית.
לבסוף נבחנה התגובתיות האימהית, כלומר עד כמה האם נעתרת בתגובתה לפניות הילד. זהו מדד המורכב ממיידיות התגובה ומהתאמת התגובה לתוכן. כך למשל, כאשר הילד אומר "תראי, משאית", אין דין תגובה כגון "כן, יופי" לתגובה מסוג "נכון, משאית אדומה, ראינו כזו אתמול". מדד זה הינו הבסיס לכמעט כל היבט התפתחותי של הילד: שפתית, חברתית, רגשית וקוגניטיבית.
"מצאנו כי שלושת ממדי האינטראקציה האימהית פוחתים לחצי עד רבע ביחס למשחק חופשי, הן בעת הדפדוף במגזינים והן בעת הגלישה בטלפונים החכמים", מספרת ד"ר בורודקין. "במילים אחרות, האימהות דיברו עד פי ארבעה פחות עם ילדיהן בזמן שהיו עם הטלפון החכם. זאת ועוד, הן החליפו פחות תורות עם הפעוט, הצליחו להגיב פחות תגובות מיידיות ומותאמות בתוכן והתעלמו יותר מפניות מפורשות של הילד. גם כאשר הצליחו להגיב בזמן הגלישה בפייסבוק, איכות התגובה הייתה ירודה – האימהות 'הורידו פרופיל' והשקיעו את המינימום ההכרחי כדי לתקשר עם הפעוטות".
ממצא מעניין נוסף הוא שלא נמצא כל הבדל בין גלישה בטלפון חכם לקריאה במגזין. "לא ראינו שמדיה אחת מסיחה את הדעת יותר ממדיה אחרת. עם זאת, ברור שאנחנו משתמשים בטלפונים החכמים הרבה יותר מאשר בכל מדיה אחרת, ולכן הם מהווים איום התפתחותי משמעותי. צריך להבין שאין לנו עדויות מחקריות שיצביעו על פגיעה התפתחותית בילד כתוצאה משימוש בטלפונים חכמים, שכן מדובר בתופעה חדשה יחסית. לעומת זאת, אנחנו בהחלט יכולים להצביע על פגיעה בתשתית ההתפתחותית. ההשלכות של חסך באינטראקציה אימהית עלולות להיות מרחיקות לכת".
לסיכום ד"ר בורודקין מוסיפה: "במחקר הנוכחי התמקדנו באימהות אבל אנחנו מניחים שממצאי המחקר מאפיינים גם את ההפרעות בתקשורת בין האבות לתינוקות, כיוון שדפוסי השימוש בסמארטפונים די דומים בין גברים לנשים כך שניתן להעריך בסבירות גבוהה שממצאי המחקר רלוונטיים גם לאבות וגם לאימהות".
מחקר
בכירי חוקרים בעולם של דנ"א עתיק ניסחו קוד אתי בינלאומי
לראשונה בעולם, צוות מומחים בינלאומי בהשתתפות חוקרת מאוניברסיטת תל אביב ניסחו את הקוד האתי למחקר של דנ"א עתיק. החוקרים הסבירו כי הגידול המשמעותי בעשורים האחרונים במחקר של דנ"א עתיק, הממוצה משרידים אנושיים, כמו גם השפעתו על ארכאולוגיה ותחומים אחרים, יצרו צורך בפיתוח תקנים אתיים ייעודיים שינחו את העוסקים במלאכה.
בניסוח הקוד האתי השתתפו 64 חוקרים בינלאומיים מ-31 מדינות ומדיסציפלינות שונות, בהן ארכאולוגיה, אנתרופולוגיה, אוצרות, ארכאו-גנטיקה ופלאו-גנטיקה. קבוצת החוקרים כללה גם את האנתרופולוגית והפלאו-גנטיקאית ד"ר ויויאן סלון מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר וממרכז דן דוד לחקר תולדות האדם. הקוד האתי פורסם לאחרונה בעיתון היוקרתי Nature.
ד"ר סלון מסבירה כי למחקר דנ״א עתיק יש אספקטים ייחודיים, המעלים את הצורך ברגולציה אתית. ראשית, לבחינת מוצא בעבר יכולות להיות השלכות חברתיות ופוליטיות כיום, ושנית, העובדה שעבודת דנ״א קדום עוסקת באנשים שחיו בעבר שיש לכבדם.
רוב המקורות שעניינם אתיקת דנ"א עתיק נכתבו עד כה מנקודת מבטם של חוקרים העוסקים בהשפעות על קהילת הילידים האמריקאית, אשר סבלה מהיסטוריה קשה של ניצול קולוניאלי על ידי צאצאי האירופאיים. בהסתמך על כך, נכתבו מספר מאמרים המציעים כי החלטות לגבי כיווני המחקר העתידיים בנושא זה תיקבענה בעצה אחת עם צאצאי הקהילה הילידית, וכי יש לבקש רשות מפרנסי הקהילה לצורך המחקר על שלביו השונים. ההצעה הייתה להרחיב גישה זו לא רק לתחומי ארה"ב.
לדבריה של ד"ר סלון, היבט זה עשוי לעורר לעתים דילמות מחקריות לא פשוטות, שכן לא לכל האוכלוסיות בעבר ישנם צאצאים כיום, וגם אם ישנם - לא כל קהילה נוכחית המהווה נצר של קהילה עתיקה חשה קשר כלשהו לאבותיה הקדומים.
לצד זאת, הקוד האתי כולל, בין היתר, עמידה בכל התקנות והרגולציות החלות במקומות במסגרתם מתנהל המחקר, ובהם נמצאו השרידים האנושיים, לרבות צמצום ככל הניתן של הנזק הנגרם במחקר לשרידים האנושיים. כמו כן החוקרים הסכימו כי יש לחתור לשיתוף פעולה עם בעלי עניין אחרים במחקר, כולל צאצאי קהילות מקומיות וחוקרים מקבילים בתחומים שונים, ולכבד את נקודת המבט שלהם.
"הקווים המנחים שאנו מציעים מקיפים את כל חלקי המחקר השונים, החל משלב התכנון, דרך הדגימה עצמה ושיתוף הנתונים והתוצאות, ועד לתקשורת עם עמיתינו העוסקים בחקר שרידים אנושיים עתיקים ועם הקהל הרחב", אומרת ד"ר סלון. "מדובר בפרויקט חובק עולם שנולד במפגש וירטואלי לפני כשנה, בו הסתמנה הסכמה רחבה על הצורך ברגולציה אתית של התחום, שרק הולך ומתפתח, והתוצר כאן לפנינו. בתקווה שיהיה בעל אימפקט משמעותי, המאמר מתורגם בימים אלה לעשרות שפות – כולל לשפה העברית".
מחקר
תרופה ניסיונית שקיבלה מעמד תרופת יתום מה-FDA לטיפול עתידי בתסמונת התפתחותית נדירה, נמצאה יעילה גם בטיפול בתסמינים של אוטיזם ואלצהיימר
מחקר בינלאומי רחב היקף בהובלת אוניברסיטת תל אביב מצא כי תרופה ניסיונית אשר קיבלה מה-FDA מעמד של תרופת יתום לטיפול עתידי בתסמונת התפתחותית נדירה, עשויה לרפא גם מגוון תסמינים הקשורים לאוטיזם, למוגבלות שכלית ולאלצהיימר.
התרופה הניסיונית (NAP), התגלתה במעבדה של פרופ' אילנה גוזס מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית של האדם וביוכימיה בבית הספר לרפואה ע"ש סאקלר. בשנים האחרונות, ה-FDA העניקה לתרופה הניסיונית מסלול מיוחד לאישור במעמד של תרופת יתום לתסמונת התפתחותית נדירה, ADNP, שפוגעת במוח, בשרירים ובמערכת העיכול. במחקר הנוכחי, מצא צוות החוקרים בהובלת של פרופ' גוזס כי התרופה הניסיונית עשויה להיות יעילה לטיפול במגוון רחב של תסמינים של תסמונת ADNP, שמקורם במוטציה בגן ADNP החיוני להתפתחות המוח ולהגנה על תאי העצב במוח.
"NAP הוא למעשה מקטע קצר של חלבון ADNP תקין. בעבר מצאנו כי טיפול באמצעות NAP מתקן את תפקודם של תאי עצב אנושיים עם תסמונת ADNPבמבחנה במעבדה. במחקר הנוכחי ביקשנו לבחון את יעילותו של NAP לטיפול בהיבטים שונים של התסמונת במודל עם המוטציה המזיקה ביותר שמאפשר הסתכלות על התפתחות המוח ומאפשר תיקון בעיות התנהגות. בדקנו את השפעתו בבעלי חיים הסובלים מהתסמונת (מוטציה ב-(ADNP. לתדהמתנו ולשמחתנו גילינו שטיפול באמצעות NAP מנרמל את תפקודם של העכברים ברוב התופעות", מסבירה פרופ' גוזס.
במחקר שמסכם את עבודת הדוקטורט של הסטודנט גדעון כרמון השתתפו גם צוות חוקרים ממעבדתה של פרופ' גוזס: ד"ר שלמה סרגוביץ', גל הכהן-קליימן, ענבר בן-חורין-חזק, אוקסנה קפיטנסקי, אלכסנדרה לובינצבה וד"ר אליעזר גלעדי, ולצדם ד"ר מורן רובינשטיין, פרופ' נועם שומרון וגיא שפירא מהפקולטה לרפואה, וד"ר מצדה פסמניק-שור מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז. כמו כן השתתפו חוקרים מצ'כיה, מיוון, מגרמניה, ומקנדה. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Biological Psychiatry.
המחקר שבחן מודל עכברים בעלי תסמונת ה-ADNP, העריך באמצעות שיטות מדידה אובייקטיביות את ההתנהגות, הפעילות החשמלית וזיהוי חלבונים במוח. החוקרים מצאו כי העכברים שלקו בתסמונת התאפיינו במגוון רחב של תופעות פתולוגיות שבאו לידי ביטוי בתמותה לאחר הלידה, התפתחות איטית והליכה בלתי תקינה בעיקר בקרב נקבות, וכן בתקשורת קולית דלה.
בדיקות מוחיות העלו ממצאים נוספים: מספר קטן יחסית של סינפסות - נקודות המפגש בין תאי העצב, פעילות אלקטרו-פיזיולוגית פגועה המעידה על פוטנציאל נמוך לעוררות מוחית תקינה, וכן משקעים של החלבון Tau בעכברים צעירים, הדומים לאלה שבמוחם של חולי מחלת אלצהיימר קשישים. למרבה השמחה, גילו החוקרים שטיפול באמצעות NAP מנרמל את תפקודם של העכברים ברוב התופעות.
בנוסף ביקשו החוקרים לזהות בדמם של עכברי המודל סמן ביולוגי מובהק של תסמונת ADNP, שיאפשר לאבחן את המחלה הקשה ולעקוב אחר יעילות הטיפול באמצעות בדיקת דם פשוטה. בעזרת טכנולוגיות של ריצוף גנטי הם איתרו חריגה מהנורמה וכן תיקון על ידי NAP בחמישה חלבונים (ברמת RNA שליח), בצורה המאפיינת נקבות בלבד. ממצאים אלה תאמו שינויים שהתגלו במחקרים קודמים בכדוריות דם לבנות של ילדים החולים בתסמונת ADNP. אחד הסמנים שהתגלו הינו FOXO3 – חלבון בעל תפקיד חשוב ביצירת סינפסות במוח ובהזדקנות בריאה.
"במחקר בחנו את השפעתה של מוטציה בגן ADNP על עכברי מודל במגוון רחב של היבטים, ומצאנו פגיעה נרחבת בתפקודם הפיזי והמוחי, המקבילה לתסמיני אוטיזם, עיכוב התפתחותי, מוגבלות שכלית, ומחלת האלצהיימר בבני אדם. כמו כן בדקנו תרופה פוטנציאלית למחלה - מקטע קצר בשם NAP מחלבון ADNP תקין, וגילינו שהיא יעילה כנגד רוב התסמינים בעכברים. אנחנו מקווים ומאמינים שמחקר זה הוא ציון דרך חשוב בדרך לפיתוח תרופה או תרופות שיסייעו לילדים עם אוטיזם הנובע ממוטציות גנטיות, וכן לחולי אלצהיימר", מסכמת פרופ' גוזס.
רמות - חברת המסחור של אוניברסיטת תל אביב, הגישה מספר בקשות פטנט המגנות על הטכנולוגיה ויישומה, ומגייסת בשיתוף עם פרופסור גוזס מימון להמשך המחקר הקליני. כמו כן, נמצאת רמות בדיונים לגבי שיתוף פעולה מסחרי עם חברות תרופות. "אנו נרגשים מהתגלית החדשה ומאמינים שזוהי טכנולוגיה פורצת דרך העתידה לרפא מגוון תסמינים ומוגבלות בתחום רחב של מחלות יתום." אמרה קרן פרימור כהן, מנכ"לית רמות.
מחקר
התוכנה שתלמד את התיק הרפואי שלנו ותחזה ברמת דיוק גבוהה סיכון לתחלואה קשה ולתמותה כתוצאה מזיהומי דם - כבר כאן
זיהומים בדם הם מהגורמים המובילים בעולם לתחלואה ולתמותה, ולכן ישנה חשיבות גדולה לזיהוי גורמי הסיכון לפיתוח תחלואה קשה ולתמותה כבר בעת ההדבקה בחיידק או בפטרייה. חוקרים מאוניברסיטת תל אביב אימנו תוכנה בשיטת בינה מלאכותית ללמוד תיקים רפואיים אלקטרוניים של חולים בבית חולים איכילוב בתל אביב שנמצאו חיוביים לזיהום בדם. אחרי שלמדה את הנתונים ואת היסטוריית המחלה של כל אחד מהחולים, זיהתה התוכנה באופן אוטומטי גורמי סיכון בתיקים הרפואיים ברמת דיוק של 82%. לדברי החוקרים, הפיתוח החדש יוכל לשמש כמערכת התראה מוקדמת לרופאים, על ידי דירוג החולים לפי סכנת החמרת המחלה.
לרוב, מערכת הדם שלנו היא מערכת סטרילית, אך הדבקה בחיידק או בפטרייה אפשרית במהלך ניתוח או התערבות כירורגית אחרת, או כתוצאה מסיבוך של זיהומים אחרים דוגמת דלקת ריאות ודלקת קרום המוח. אבחון הזיהום נעשה על ידי נטילת דגימת דם והעברתה למצע גידול לחיידקים ולפטריות, כאשר התגובה החיסונית של הזיהום עלולה לגרום לאלח דם ולמצב של הלם, שהם מצבים מסוכנים בעלי שיעורי תמותה גבוהים.
מאחורי המחקר פורץ הדרך, שיכול להציל חיים רבים, עומדים הסטודנטים יזיד זועבי ודן להב ממעבדתו של פרופ' נועם שומרון מהפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, בשיתוף פעולה עם ד"ר אהובה וייס מייליק, ראש המרכז לבינה מלאכותית בבית החולים איכילוב, פרופ' עמוס אדלר וד"ר אורלי קהת. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת Scientific Reports.
"אנחנו עבדנו על תיקים רפואיים של 7,889 מאושפזים בבית חולים איכילוב בין השנים 2014 ל-2020 שנמצאו חיוביים לזיהומים בדם, בזמן האשפוז ועד ל-30 יום לאחריו, בין אם החולה נפטר ובין אם לא", מסביר פרופ' נועם שומרון. "את התיקים הרפואיים הזנו לתוכנת שפועלת על בסיס בינה מלאכותית, ורצינו לראות אם הבינה המלאכותית תזהה דפוסים של נתונים בתיקים הרפואיים שיאפשרו לנו לנבא אוטומטית אילו חולים יפתחו תחלואה קשה ואף תמותה כתוצאה מהזיהום".
אחרי האימון, הבינה המלאכותית שפותחה באוניברסיטת תל אביב הגיעה לרמת דיוק של 82% בניבוי מהלך המחלה, גם בהתעלם מגורמים ברורים מאליהם כמו גיל החולים ומספר האשפוזים. לאחר שהחוקרים הזינו את הנתונים של המטופל, האלגוריתם ידע לנבא את מהלך המחלה, והמשמעות היא שבעתיד ניתן יהיה לדרג חולים מבחינת הסכנה הנשקפת לבריאותם מבעוד מועד.
"באמצעות שימוש בבינה מלאכותית הצליח האלגוריתם למצוא דפוסים שהפתיעו אותנו ופרמטרים בדם שבכלל לא חשבנו להתייחס אליהם", אומר פרופ' שומרון. "כעת אנחנו עובדים עם הצוותים הרפואיים כדי להבין איך אפשר להשתמש במידע כדי לדרג את החולים מבחינת חומרת הזיהום. החוכמה היא להשתמש בפרדיקציה של התוכנה כדי לכוון את הרופאים לחולים שנמצאים בסיכון המירבי".
"רמות - חברת המסחור של אוניברסיטת תל אביב, מאמינה ביכולתה של טכנולוגיה פורצת דרך זו לתרום להפחתת עלויות למערכות האשפוז. זוהי דוגמא לשיתוף פעולה אפקטיבי בין חוקרי האוניברסיטה לבתי החולים, המשפר את איכות הטיפול הרפואי בישראל ובעולם. אנו ברמות נמשיך להוביל ולקדם שיתופי פעולה מסוג זה", אומרת קרן פרימור כהן, מנכ"לית רמות.
פרופ' נועם שומרון (צילום: ציון ניניו)
מחקר
תגלית אקולוגית נגד נגיף הקורונה: חומר טבעי המופק מאצה ימית מונע הידבקות של תאים בנגיף הקורונה
"היום כבר ברור שהחיסון נגד קורונה, על אף יעילותו הרבה, לא יוכל לעצור את התפשטות המגפה בכל העולם," מסביר ד"ר אלכס גולברג מבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר. "גם במדינות מתקדמות שרוב תושביהן מחוסנים, מבינים שכל עוד לא יימצא מענה למיליארדים שאין להם גישה לחיסון, צפוי הנגיף לפתח עוד ועוד וריאנטים, שעלולים להיות עמידים לחיסונים - והמלחמה בקורונה תימשך. מסיבה זו חשוב מאוד, למען האנושות כולה, למצוא פתרון זול ונגיש שיתאים גם לאוכלוסיות חלשות במדינות מתפתחות."
"לצורך זה, החלטנו במעבדה שלנו לבחון חומר שהפקנו במחקרים קודמים: אולוון (Ulvan), המופק מאצה ימית בשם אולווה (ulva), שנקראת גם 'חסה ימית' ומשמשת למאכל במקומות כמו הוואי וסקוטלנד. בעבר פורסם כי אולוון יעיל נגד נגיפים בחקלאות וגם נגד חלק מהנגיפים האנושיים, ואם הגעת הקורונה ביקשנו לבחון את פעילותו נגד נגיף הקורונה."
ואכן, חוקרי המעבדה בהובלת ד"ר גולברג מצאו כי חומר האולוון (ulvan) מונע הידבקות של תאים בנגיף הקורונה. לדברי החוקרים, "מדובר בחומר טבעי זול להפקה, שעשוי לסייע בפתרון בעיה חמורה: התפשטות הקורונה באוכלוסיות נרחבות, בעיקר במדינות מתפתחות, שאין להן גישה לחיסון – מצב הגובה קורבנות רבים ואף גורם ליצירה מואצת של וריאנטים חדשים. המחקר נמצא עדיין בשלביו המוקדמים, אך אנו מקווים שהתגלית תשמש בעתיד לפיתוח תכשיר נגיש ויעיל נגד הדבקה בקורונה."
במחקר השתתפו שי שפר, ארתור רובין ואלכסנדר צימודנוב ממעבדתו של ד"ר גולברג, פרופ' מיכאל גוזין מבית הספר לכימיה ומהמרכז לננו-מדע וננוטכנולוגיה באוניברסיטת תל אביב, וכן חוקרים מהאוניברסיטה העברית, מהמרכז הרפואי מאיר בכפר סבא, וממכון Southern Research באלבמה, ארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת PeerJ .
כדי לבחון את השערתם שבו החוקרים למעבדה בעיצומו של הסגר הראשון, גידלו אצות אולווה, הפיקו מהם את החומר אולוון, ושלחו אותו למכון Southern Research Institute באלבמה, ארה"ב, העוסק במחלות זיהומיות. החוקרים בארה"ב בנו מודל תאי לבדיקת פעילות החומר שהופק במעבדתו של פרופ' גולברג. התאים במודל נחשפו לנגיף הקורונה וגם לאולוון, ונמצא כי בנוכחות אולוון הנגיף אינו חודר לתאים. במילים אחרות: אולוון (בניגוד למיצויים מאצות נוספות שנבדקו) מונע את הדבקת התאים בנגיף הקורונה. לדברי החוקרים "הממצאים מעודדים מאוד, אך הם עדיין בבחינת 'סימני נפט' בלבד, ועבודה רבה עוד לפנינו. החומר הופק בהפקה גולמית, כך שהוא למעשה תערובת של חומרים טבעיים רבים, ועלינו לגלות איזה מהם הוא החומר שמונע את הדבקת התאים. לאחר מכן יש לבחון איך, אם בכלל, הוא פועל בבני אדם."
"במחקר מצאנו חומר טבעי, זול וקל להפקה, שמונע הדבקת תאים במעבדה בנגיף הקורונה. הממצאים שלנו מעוררים בשלב זה אופטימיות זהירה. בתרחיש האופטימי ביותר יוכל האולוון לשמש כפתרון לבעיה דחופה וכאובה: הגנה מפני קורונה למיליארדי בני אדם שאין להם גישה לחיסונים. בכך תימנע התפתחות של וריאנטים חדשים, דבר שיתרום בסופו של דבר לעצירת המגפה העולמית, שגבתה עד היום את חייהם של קרוב לחמישה מיליון בני אדם."
מחקר
פרופ' חרדדו לדרקרמר מביע אופטימיות: "כל צעד קטן הוא צעד משמעותי בתחום הטיפול במחלות ניווניות שונות ובראשן ALS."
איזה קולטן בתא מהווה אתר מטרה של סם הקוקאין, ומוטציות שגורמות לתפקוד לקוי שלו יכולות לגרום למחלת ALS (ניוון שרירים) ולנוירופתיה מוטורית תורשתית? מדובר בקולטן מסוג סיגמא-1 (S1R), שהוא חלבון חוצה ממברנה בעל תפקידים חשובים בייצוב תפקודי התא, הן במצב פיזיולוגי תקין והן בעת מחלה.
במחלות נוירו-דגנרטיביות בפרט (מחלות ניווניות למיניהן), פעילותו של S1R הוכחה כבעלת יכולת לספק הגנה נוירולוגית לתאי עצב על ידי שינוי של התקשורת בין התא לסביבתו (המבוססת על תנועה של יוני סידן), שיפור התפקוד המיטוכונדריאלי והפחתת הלחץ בתוך הרשתית האנדופלזמית (אברון בתא).
על אף ש-S1R נחקר בצורה אינטנסיבית, מספר היבטים יסודיים נותרו שנויים במחלוקת, ובכללם הטופולוגיה של הקולטן ויכולתו או אי יכולתו להגיע לקרום התא. מחקר חדש בהובלת חוקר מאוניברסיטת תל אביב, פרופ' חררדו לדרקרמר מבית הספר שמוניס למחקר ביו-רפואי וחקר הסרטן, בשיתוף עם פרופ' ניר בן טל מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה, יחד עם כמה מתלמידיהם, מנסה לשפוך אור על חלק מהשאלות הללו. המחקר פורסם לאחרונה בעיתון היוקרתי Journal of Biological Chemistry.
"לחלבונים שני קצוות, קצה קרבוקסילי (קבוצת COOH-) וקצה אמיני (קבוצת NH3-), בדומה למגנט עם שני קטבים," מסביר פרופ' חרדדו לדרקרמר. "בגישה אחת, סימנו את הקצה הקרבוקסילי (C-terminal tagging), וניכר כי החלבון מונח באוריינטציה מסוימת על ממברנות פנימיות של התא, שבה הקצה האמיני פונה לציטופלזמה. בגישה אחרת, סימנו את הקצה האמיני (N-terminal tagging) וקיבלנו כי שתי האפשרויות באות בחשבון בסיכוי זהה."
ממצאים אלה מהווים כלל הנראה הסבר לסתירות הקיימות בספרות לגבי האוריינטציה המועדפת, שכן עצם הסימון עצמו משליך על הטופולוגיה של הקולטן – כלומר מדידה שמשפיעה על התצפית. לכן, אומר פרופ' לדרקרמר, "ניסינו לנקוט בשיטות אחרות, הנקראות 'בדיקת הגנה מפני פרוטאז' ו'מיפוי גליקוזילציה', ואלה הראו בצורה חד משמעית כי S1R נוהג להתארגן כך שהקצה האמיני פונה לציטופלזמה. מלבד זאת מצאנו, בשיטות אנליזה נוספות, כי הקולטן מעוגן ברשתית האנדופלזמית וכמעט אינו יוצא כלל לקרום התא. ממצא זה מסביר את הפחתת הלחץ בתוך הרשתית שגורם למחלות."
פרופ' לדרקרמר אופטימי באשר להשלכות הממצאים החדשים: "מכיוון שהצלחנו לפענח מנגנון קריטי בתפקוד הקולטן, אין לנו ספק כי הממצאים עשויים להשליך על הגישות הטיפוליות המבוססות על S1R, ובתקווה לתת מזור לסבלם האדיר של חולים במחלות ניווניות שונות ובראשן ALS. כל צעד קטן הוא צעד משמעותי בתחום הזה".
מחקר
שרידי צמחים סייעו לחוקרים לשחזר את האקלים בארץ ישראל בסיומה של תקופת הקרח האחרונה
מה גרם לנו, הישראלים שחיו פה לפני עשרות אלפי שנים, להניח את מקל הנדודים ואת כלי הציד ולהפוך לחקלאים מיושבים? מסתבר שמדובר במשבר אקלים שהתקיים בסוף תקופת הקרח האחרונה, לפני כ-10,000 עד 20,000 שנים. תיעוד חדש של שינויי אקלים דרמטיים בארץ ישראל, שמתבסס על זיהוי שרידי צמחים קדומים, שופך אור על המעבר הדרמטי. על רקע הדיונים בוועידת גלזגו, החוקרים סבורים כי הבנת התגובה של צמחיית האזור לשינויי אקלים דרמטיים שאירעו בעבר עשויה לסייע בשימור מגוון מיני הצומח באזורינו ובהערכות לאתגרי האקלים הנוכחיים והעתידיים.
המחקר נערך על ידי ד"ר דפנה לנגוט מהחוג לארכיאולוגיה ותרבויות המזרח הקדום ע"ש יעקב מ. אלקוב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, פרופ' גונן שרון, ראש התוכנית לתואר שני בלימודי גליל במכללה האקדמית תל-חי וד"ר ראשיד שדאדי מומחה לאבולוציה ואקלים קדום, מאוניברסיטת מונפלייה בצרפת (Universite de Montpellier, CNRS-UM-IRD).
המחקר התבצע באתר הארכיאולוגי "מדרגות הירדן", השוכן לחופו של אגם החולה הקדום. ייחודו של האתר הוא בכך שבשכבותיו נוצרו תנאי שימור יוצאי דופן מהם ניתן ללמוד על הפעילות של תושבי המקום הקדומים, שעסקו בעיקר בדיג, וכן ניתן לזהות את הצמחים שצמחו באותן שנים (20-10 אלפי שנים טרם זמננו), בעמק החולה ובסביבתו. לדברי החוקרים, שינויי האקלים המשמעותיים שאפיינו את התקופה ובאו לידי ביטוי בהבדלים חדים בטמפרטורות ובפיזורם של המשקעים לאורך השנה, היו אחד הגורמים המשמעותיים שהשפיעו על המעבר להתיישבות קבע ולאורח החיים החקלאי. מחקרם פורסם לאחרונה בכתב העת המוביל Quaternary Science Reviews.
האתר הארכיאולוגי "מדרגות הירדן", השוכן לחופו של אגם החולה הקדום
בפרק זמן זה של תקופת הקרח התרחשו שני תהליכים מרכזיים בהיסטוריה העולמית: מעבר מקבוצות של נוודים ליושבי קבע על רקע שינויי אקלים דרמתיים. פרופ' שרון, מנהל החפירות באתר מדרגות הירדן, מסביר: "בחקר הפרהיסטוריה מכונה תקופה זו התקופה האפיפליאוליתית. בראשיתה של התקופה היו מאורגנים האנשים בחבורות קטנות של ציידים לקטים הנודדים במרחב. ואז, סביב 15 אלף שנים לפני זמננו, אנו עדים לשינוי משמעותי באורחות החיים: הופעת ישיבת הקבע בכפרים ותהליכים דרמטיים נוספים המגיעים לשיאם בתקופה הבאה – הניאוליתית, שבה מתרחש השינוי המשמעותי ביותר בהיסטוריה האנושית – המעבר לאורך חיים חקלאי שעיצב את העולם כפי שאנו מכירים אותו היום".
ד"ר לנגוט, ארכאו-בוטנאית המתמחה בזיהוי שרידי צמחים, מתייחסת לתהליך הדרמטי השני בתקופה המדוברת - השינויים האקלימיים שהתרחשו באזורנו. "אומנם בשיאה של תקופת הקרח האחרונה, לפני כ-20 אלף שנה, ארץ ישראל לא הייתה מכוסה במעטה קרחוני כפי שקרה באזורים אחרים בעולם, אולם התקיימו בה תנאי אקלים שונים מהתנאים היום, שמאפייניהם המדויקים לא היו נהירים עד למחקר זה. המודל האקלימי שבנינו על סמך שיחזור בתנודות השתרעות מיני הצמחים מצביע כי עיקר השינוי האקלימי באזורינו התבטא בירידת טמפרטורה (עד 5 מעלות צלזיוס פחות מימינו), בעוד שכמויות המשקעים היו דומות להיום (פחותות ב-50 מ"מ לערך מן הממוצע השנתי).
ד"ר דפנה לנגוט
ד"ר לנגוט מסבירה שבהמשך התקופה האפיפליאוליתית, כעבור 5,000 שנים (כ-15 אלף שנים לפני זמננו), ניכרת במודל השתפרות משמעותית בתנאי האקלים. עליה בשכיחותם של מיני עצים חובבי חום (כמו הזית, האלון המצוי והאלה) מורים על עליה בטמפרטורה ובכמות המשקעים.
בתקופה זו מופיעים באזורינו ראשוני האתרים השייכים לתרבות הנטופית ויתכן מאוד כי האקלים הנוח סייע להתפתחותה ושגשוגה של תרבות זו, בה מופיעים לראשונה בזירה הגלובלית יישובי קבע, מבנים בנויי אבן, מתקנים לאחסון מזון ועוד.
השלב הבא במחקר עוסק בסוף התקופה האפיפליאוליתית, לפני כ 12-11 אלף שנה, הידועה בשם הדרייאס הצעיר (Younger Drayas). זו תקופה של חזרה לאקלים קר ויבש כמו בתקופת הקרח, הגורמת למעין משבר אקלימי בכל רחבי העולם. לטענת החוקרים, עד למחקר זה לא היה ברור האם היה ביטוי לתקופה זו באזורינו ובאיזו מידה.
לדברי החוקרים, הממצאים העולים מראים כי התקופה התאפיינה בחוסר יציבות אקלימית, בתנודתיות רבה ובירידה משמעותית בטמפרטורות. עם זאת, בשחזור המשקעים נצפתה תופעה מפתיעה: כמויות הגשם הממוצעות המשוחזרות היו פחותות מהיום רק במעט, אולם הם היו מפוזרים על פני כל השנה, כולל גשמי קיץ.
לטענתם, פיזור כזה סייע להתרחבותם ושגשוגם של מיני צמחים חד-שנתיים ועשבוניים. הלקטים שחיו בתקופה זו ניצבו כעת בפני מגוון נרחב וזמין של צמחים הניתנים לליקוט במשך כל השנה. מגוון זה איפשר להם היכרות מעמיקה עם הצמחים, רגע לפני ביותם. החוקרים סבורים כי ממצאים אלו תורמים להבנה חדשה של השינויים הסביבתיים ערב המעבר לחקלאות וביות בעלי החיים.
"מחקר זה תורם לא רק בהבנת הרקע הסביבתי לתהליכים הרי-גורל בהיסטוריה האנושית, כגון ראשית התיישבות הקבע והמעבר לחקלאות, אלא גם מספק מידע בנוגע להיסטוריה של צמחיית האזור ותגובתה לשינויי האקלים בעבר. אין ספק כי מידע זה עשוי לסייע בשימור מגוון המינים ובהערכות לאתגרי האקלים הנוכחיים והעתידיים", מסכמת ד"ר לנגוט.
שכבות של ידע נחשפות. מעבודת המחקר ב"מדרגות הירדן"
מחקר
האם גורי עטלפי פירות מתנהגים כמו האם הביולוגית או המאמצת? ואיך הם לומדים לנווט? שני מחקרים שמתחקים אחר הרגלי הלמידה של גורי העטלפים
מה משפיע על ההתנהגות שלנו כבוגרים? התורשה או הסביבה? ומה קורה אצל מי שגדלו וחונכו לא אצל הוריהם הביולוגיים? חוקרי עטלפים באוניברסיטת תל אביב ביצעו ניסוי של 'אימוץ מוצלב' - גורים של עטלפי פירות עירוניים שאומצו על ידי אימהות בנות הכפר, ולהפך - במטרה לבחון אם תכונת התעוזה, המאפיינת עטלפים עירוניים, היא גנטית או נרכשת. הממצאים העלו כי הגורים המאומצים מתנהגים כמו האימהות המאמצות, ולא כמו האימהות הביולוגיות: גורים שאומצו על ידי אם עירונית הם נועזים יותר, נוטים יותר לקחת סיכונים, ולומדים מהר יותר מאלה שנולדו בעיר אך אומצו על ידי אם שחיה בכפר.
המחקר הוא הראשון מסוגו שנערך בעטלפים, וגם הפעם הראשונה ששאלת 'סביבה מול תורשה' נבחנת עבור תכונת התעוזה בבעלי חיים עירוניים. הוא בוצע בהובלת פרופ' יוסי יובל, ראש בית הספר סגול למדעי המוח, חבר בית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, יחד עם ד"ר לי הרתאן, נסים גונצ'יר, מיכל הנדל ואורית דש ממעבדתו של פרופ' יובל, ופרופ' ה. בובי פוקידיס מאוניברסיטת אריזונה.
"ביקשנו לבדוק אם התעוזה מועברת מהאם, נלמדת באמצעות ניסיונו של הפרט, או נובעת מהורשה גנטית. תוצאות המחקר מרמזות כי התכונה מועברת לגור בדרך כלשהי מהאם שמגדלת ומיניקה אותו - גם אם אינה אימו הביולוגית", חושף פרופ' יובל, מוביל המחקר, שפורסם לאחרונה בכתב העת BMC Biology.
מסבירה ד"ר הרתאן: "מרבית בעלי החיים אינם חיים בסביבה העירונית, אך מינים מסוימים דווקא משגשגים בה, ואנחנו מנסים להבין כיצד הם עושים זאת. עטלפי פירות הם דוגמה מצוינת למין שהסתגל היטב לסביבה העירונית שיצר האדם. מושבות משגשגות של עטלפי פירות קיימות בתל אביב ובערים אחרות, וזאת במקביל למושבות שממשיכות להתקיים באזורים פראיים. ידוע כי אחת התכונות המאפיינות בעלי חיים שמסתגלים לחיים בעיר היא תעוזה ונכונות לקחת סיכונים. במחקר שלנו ביקשנו לבחון בתנאי מעבדה אם התנהגות זו היא גנטית או נרכשת."
החוקרים הביאו למעבדה 86 צמדי גור ואם של עטלפי פירות וחילקו אותם לשתי קבוצות: 61 צמדים מ-4 מושבות עירוניות, ו-25 צמדים מ-3 מושבות שנמצאות באזור כפרי. בסדרת ניסויים הם בחנו הבדלים התנהגותיים בין הקבוצות, עם דגש מיוחד על נטייתם של העטלפים לקחת סיכונים, או אם תרצו, עד כמה הם נועזים.
בניסוי מקדים הניחו החוקרים מזון בתוך התקן שדרש מהעטלפים הבוגרים לנחות ולהיכנס פנימה כדי להגיע לאוכל הנחשק. הם מצאו כי עטלפי העיר התמודדו עם האתגר מיד וללא קושי, בעוד שבני הכפר היססו בתחילה, ולמדו כיצד להגיע למזון רק כעבור כמה ימים. "הבדלים דומים התגלו בעבר במחקרים על ציפורים: נמצא שציפורים שחיות בעיר הן נועזות יותר מבנות מינן שחיות מחוץ לעיר. המחקר שלנו הוא הראשון שבחן סוגיה זו בעטלפים", אומר פרופ' יובל.
כעת ביקשו החוקרים לבדוק אם אותה תעוזה (או היעדרה), היא תכונה מולדת או שהיא נרכשת במסגרת ההסתגלות של העטלף לחיים בעיר. לצורך כך הם ערכו את אותו מבחן בדיוק לגורי העטלפים הצעירים שעדיין הוזנו על ידי אימותיהם ומעולם לא חיפשו מזון באופן עצמאי בסביבה שבה נולדו. החוקרים גילו כי בדומה להוריהם, הגורים העירוניים נועזים יותר ולומדים מהר יותר ממקביליהם בני הכפר. פרופ' יובל: "ממצאים אלה רמזו לכאורה כי תכונת התעוזה היא מולדת, וכי הגורים העירוניים יורשים אותה באופן גנטי מהוריהם. עם זאת, גור צעיר נחשף לאימו, ולכן החלטנו לבדוק אם הוא מושפע או לומד ממנה גם לאחר הלידה."
כשתהיה גדול תהיה אמיץ ונועז כמוני. אימא וגור עטלפי פירות (צילום: יובל ברקאי)
כדי לבחון זאת ביצעו החוקרים 'אימוץ מוצלב': גורים שנולדו לאימהות עירוניות גודלו על ידי אימהות כפריות, ולהפך. "מצאנו שהגורים מתנהגים כמו האם המאמצת, ולא כמו האם הביולוגית", מסבירה ד"ר הרתאן וממשיכה "המשמעות היא שמדובר בתכונה נרכשת ולא מולדת, המועברת מהאם לגור בדרך כלשהי. אנחנו משערים כי ייתכן שהתכונה מועברת לגור באמצעות מרכיב כלשהו בחלב האם." בניסוי נוסף מצאו החוקרים כי רמת ההורמון קורטיזול גבוהה יותר בחלב של אימהות העירוניות בהשוואה לכפריות, אך עדיין לא ניתן לקבוע בוודאות כי זהו מנגנון ההעברה הבין-דורי.
"הסביבה העירונית מציבה בפני בעלי חיים יותר אתגרים ומגוון רחב יותר של מצבים, ולכן עטלפים ובעלי חיים אחרים שבוחרים לחיות בעיר נדרשים לפתח תעוזה וכושר למידה גבוהים יותר" מסכם פרופ' יובל. "במחקר שלנו התמקדנו בגורי עלפים כדי לבחון אם ההתנהגות הנועזת היא תוצאה של גנטיקה, סביבה, או שילוב בין השתיים. לאור הממצאים אנחנו סבורים כי התכונה מועברת לגורים באמצעות מרכיב בחלב שהם יונקים מהאם בשלבי ההתפתחות הראשוניים". וד"ר הרתאן מוסיפה: "אנחנו סבורים כי הבנה עמוקה של הצרכים וההתנהגות של בעלי חיים עירוניים תסייע בעתיד לשמור עליהם ולהתאים את הפיתוח העירוני לצורכיהם".
איך לומדים גורי העטלפים לנווט?
מחקר חדש נוסף חושף לראשונה את השיטה שבה האמא העטלפה מלמדת את הגור שלה לנווט. על פי המחקר, מרגע לידתו האם נושאת אותו על גבה כל לילה לעץ מסוים, שבו הוא שוהה מספר שעות עד שהאם מסיימת ללקט את המזון ובאה לאסוף אותו בחזרה למערה. כך על ידי החזרתיות העטלף לומד לנווט בעצמו ובהמשך הוא מתחיל בשיטוט עצמאי והרחבת המעגלים באזור מוכר יחסית.
המחקר נערך בהובלת פרופ' יוסי יובל, בהשתתפות ד"ר איה גולדשטיין וד"ר לי הרתאן. המאמר פורסם בכתב העת Current Biology. במסגרת המחקר, החוקרים הצמידו מכשירי GPS זעירים, לצד מדי תאוצה המודדים את תנועת הכנפיים, לגורי עטלפים ולאימותיהם ועקבו אחר שניהם בו-זמנית. כך עלה בידם לזהות מספר שלבים בהתפתחות יכולת הניווט של העטלפים הצעירים.
"בעלי חיים רבים נדרשים לתפקד באופן עצמאי כבר בגיל צעיר מאוד כדי לשרוד. עבור בעלי חיים מעופפים, היכולת לנווט בכוחות עצמם אל מקורות מזון היא מרכיב חיוני בעצמאות." מסביר פרופ' יובל. "כך לדוגמה, עטלפי פירות צעירים - שבהם מתמקד מחקר זה, נדרשים לנווט מדי לילה, לעתים למרחק של עשרות קילומטרים, כדי להגיע לעץ או לקבוצת עצים הנושאים פירות למאכל. גם כשהם עומדים במשימה, עדיין עומד בפניהם האתגר של מציאת הדרך חזרה, אל המערה שבה שוכנת מושבת העטלפים. במחקר שלנו ביקשנו לברר כיצד הם לומדים לעשות זאת."
ד"ר הרתאן מוסיפה: "מצאנו שבשלב הראשון נושאת האם את הגור על גופה במשך כל הלילה. גם כשה-GPS הראה שהם נמצאים באותו מקום, מדי התאוצה של תנועת הכנפיים איפשרו לנו לקבוע בוודאות שהגור נישא על האם ולא עף בעקבותיה. לאחר מכן, עד גיל 10 שבועות בערך, נישא הגור על ידי אימו אל עץ מסוים, במרחק של עד כקילומטר מהמערה – מעין 'פעוטון'. כאן היא מניחה אותו, לעתים ביחד עם חבר נוסף, ממשיכה בדרכה אל מקורות המזון, ובדרכה חזרה היא אוספת אותו 'מהגן'. עם הזמן מתחיל הגור לשוטט בסביבת 'הפעוטון', ולעוף לעצים אחרים, במעגלים שהולכים ומתרחבים. אנחנו סבורים שהעץ המסוים נבחר על ידי האם כנקודת התחלה, מעין עוגן שאינו רחוק מדי מהבית, ממנו יוכל הגור להמשיך בעצמו ולנווט למקומות אחרים. בנוסף משמש העץ כנקודת מפגש לאם ולגור במקרים שבהם הגור הולך לאיבוד."
"בשלב הבא של תהליך החינוך לעצמאות משאירה האם את הגור במערה, בציפייה שהוא ייצא בעצמו, ואם הוא אינו מגלה יוזמה, היא חוזרת לשלב הקודם ושוב לוקחת אותו בעצמה ל'פעוטון'." אומרת ד"ר גולדשטיין. "בנוסף, בתום הלילה, היא דואגת שהוא ישוב למערה, ואם הוא מאחר לחזור, היא מחפשת אותו בעץ הפעוטון ומסייעת לו לחזור הביתה. בשלב הסופי, שמתחיל סביב גיל 10 שבועות, הגור כבר עצמאי, ועף בכל לילה לבדו כדי למצוא לעצמו מזון. בתחילה הוא עף לעץ 'הפעוטון' המוכר לו, משם ממשיך בסביבה הקרובה, ובהדרגה מרחיב את מעגלי הניווט."
"אחת המסקנות המעניינות מהמחקר היא שבשום שלב גור העטלף אינו עף בעקבות אימו. בתחילה הוא נישא על ידה, וככל הנראה לומד לנווט 'מהמושב האחורי'. בהמשך הוא מתרגל בכוחות עצמו, במעגלים מתרחבים סביב העץ המוכר המשמש לו כעוגן או כציון דרך. חשוב לציין שלמידה מההורים יכולה לחסוך לאבולוציה מיליוני שנים. פעוטות אנושיים מסתמכים מאוד על למידה כזו ומחקר זה מגלה שגם בע"ח עושים זאת." מסכם פרופ' יובל.
מחקר
פיצוץ ענק בחלל שפך אור על תעלומה אסטרונומית
מחקר בינלאומי חדש בהשתתפות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטה העברית אישש לראשונה את קיומה של תופעת ה"קניבליזם הקוסמי הכפול" – תופעה נדירה שבה כוכב בולע עצם דחוס כגון חור שחור או כוכב נויטרונים, והעצם בתורו "זולל" את ליבת הכוכב. סופו של התהליך ההרסני בפיצוץ אדיר שבמרכזו נשאר ככל הנראה חור שחור. המחקר נערך בהשתתפותם של האסטרופיזיקאים הישראלים פרופ' אהוד נקר מבית הספר לפיזיקה ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, וד"ר אסף חרש ממכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית, כשלצדם מדענים מארצות הברית, יפן וקנדה.
ההוכחות התצפיתיות לקיומה של התופעה הגיעו משילוב של מידע ממספר טלסקופים. הראשון הוא "המערך הגדול מאוד" (Very Large Array), שהוא מצפה של טלסקופי רדיו הממוקם בניו מקסיקו. במהלך סריקות שבוצעו במצפה בקיץ 2017 הופיע אות רדיו חזק מאוד שנוצר בעקבות פיצוץ כוכב, או סופרנובה, המרוחק כ-500 מיליון שנות אור מכדור הארץ. "חשבנו שמדובר בפיצוץ מעניין אבל לא ידענו שזוהי רק ההתחלה של תעלומה רחבת היקף", אומר פרופ' נקר, ששימש התאורטיקן הראשי של המחקר. "המידע שהעמיתים שלנו ליקטו ממקורות תצפיתיים שונים, שכל אחד מהם מתבסס על תחום ספקטרלי אחר, עזר לנו לגבש את הבסיס התאורטי להבנת התופעה המרתקת הזאת".
צוות החוקרים ניתח את הנתונים וביצע תצפיות נוספות ב-VLA וכן בטלסקופ במצפה Keck שבהוואי, המבוסס על אור נראה. הטלסקופ במצפה Keck קלט שטף אור שהעיד על התנגשות בין חומר שהועף עקב פיצוץ הכוכב במהירות עצומה של כ-5 מיליון קילומטר בשעה (כחצי אחוז ממהירות האור), לחומר איטי הרבה יותר שנזרק מהמעטפת החיצונית של הכוכב כ-1000-100 שנה לפני הפיצוץ. ממהירות החומר שהועף בפיצוץ והמרחק ממרכז הפיצוץ למקום ההתנגשות הסיקו החוקרים שהפיצוץ אירע בערך ב-2014.
בהתאם לכך, בחיפוש בתצפיות עבר על האזור בשמים בו אירע הפיצוץ, איתר הצוות במידע שנשמר בטלסקופ MAXI היפני המוצב בתחנת החלל הבינלאומית, התפרצות קרני רנטגן חזקה ביותר שהתרחשה ב 2014. מההתאמה במקום ובזמן לפיצוץ שהתגלה בקרינת הרדיו הסיקו החוקרים שבסבירות גבוהה מאוד קרינת הרנטגן נפלטה במהלך פיצוץ הכוכב. ניתוח של קרינה זו העלה שמקורה חייב להיות סילון יחסותי (הנע במהירות הקרובה מאוד למהירות האור) של אנרגיה וחומר. המחקר פורסם לאחרונה בעיתון המדעי היוקרתי "Science".
מאיסוף חלקי הפאזל יחדיו, החלה להצטייר התמונה הבאה: לפני זמן רב, זוג כוכבים נולדו כאשר הם מקיפים זה את זה במסלוליהם (זו תופעה נפוצה מאוד ביקום). הכוכב הכבד יותר מת ראשון בסופרנובה שאירעה לפני זמן רב מאוד והסתיימה ביצירתו של עצם דחוס מאוד – כוכב נויטרונים או חור שחור. לאחר מכן הכוכב הנותר התנפח, כפי שקורה לכל הכוכבים בערוב ימיהם ו"בלע" את הכוכב המת אל בין השכבות החיצוניות שלו כך שנוצרה "מעטפת משותפת" (Common Envelope).
כך, העצם הדחוס הקיף את ליבת הכוכב החי בעודו נע דרך המעטפת החיצונית שלו. לאינטראקציה בין הכוכב הדחוס למעטפת היו שתי תוצאות, הראשונה היא שהמעטפת נזרקה לחלל המקיף את שני הכוכבים והשנייה שהכוכב המת שקע עמוק יותר ויותר לעבר הליבה של הכוכב החי עד שלבסוף שקע למרכזה. בשלב זה החל העצם הקומפקטי לבלוע לתוכו חומר מליבת הכוכב החי.
פרופ' נקר, שחוקר בין השאר סילונים יחסותיים מוסיף: "נדיר מאוד שכוכבים שמתפוצצים יוצרים סילוני אנרגיה במהלך הפיצוץ. אולם, אם חור שחור (או כוכב ניוטרונים), מוצא את דרכו לליבת כוכב חי - כוחות כבידה ואינטראקציות מגנטיות מורכבות, שמקורן בתהליך ה'זלילה', צפויים לשחרר סילוני אנרגיה אדירים ובמקביל לגרום לפיצוץ של הכוכב החי כסופרנובה. ככל הנראה זה מה שאירע במקרה הזה כאשר הסילונים פלטו את קרני הרנטגן שנצפו ב-2014 והתרסקותו של החומר, שהועף במהלך הפיצוץ במהירות שיא על המעטפת שנזרקה בשלב השקיעה של הכוכב המת לעבר ליבת הכוכב החי, הביא להיווצרותם של אות הרדיו שנצפה ב-2017 ב-VLA וכן של השטף הזוהר שנצפה במצפה Keck. התאמתם של הממצאים התצפיתיים לתאוריה זו, הביאה לפתרון התעלומה".
"ההשערה התאורטית שדברים כאלה קורים ככל הנראה במקום כלשהו ביקום הועלתה כבר לפני כעשור", מציין פרופ' נקר ומוסיף כי "בכל מקרה, זו הפעם הראשונה שיש לפנינו מראה עיניים. זו, כך נראה, תופעה אמיתית ומוחשית, על אף נדירותה. ההסבר התאורטי שנתנו עשוי להוות פתח להסבר של תופעות אחרות באסטרופיזיקה הקשורות בסופרנובות ובחורים שחורים". ד"ר אסף חרש מהאוניברסיטה העברית, אשר לקח חלק בניתוח תצפיות הרדיו, סיכם: "בשנים האחרונות, אנחנו מגלים עוד ועוד תופעות חדשות באמצעות פרוייקטים חדשניים בתחום אסטרונומיית הרדיו. אני צופה שטלסקופי רדיו יחשפו בשנים הקרובות עוד תופעות מרתקות, כמו זו האחרונה, הקשורות במוות של כוכבים, כוכבי ניטרונים וחורים שחורים״.