מחקרים

המחקר המדאיג נערך בהובלת פרופ' נועה שנקר והדוקטורנטית גל נבון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, בשיתוף עם המעבדה ההידרוכימית בראשות פרופ' דרור אבישר, בבית הספר פורטר לסביבה ומדעי כדור הארץ. תוצאות המחקר התפרסמו בכתב העת היוקרתי Environmental Pollution.

"לא היה אלמוג אחד שלא נמצאו בו תרופות כלל – בין אם במים הרדודים, בין אם בעמוקים"

"לראשונה בעולם בדקנו שיירי תרופות באלמוגים בהיקף גדול", מספרת פרופ' נועה שנקר. "דגמנו 96 אלמוגים משני סוגים של אלמוגי אבן במפרץ אילת,Acropora ו-Favites, במים רדודים של 12-5 מטרים ובמים עמוקים של 40-30 מטרים, עומקים שהם מעבר לגבולות הצלילה הספורטיבית. למרבה ההפתעה מצאנו שיירי תרופות בהיקף גדול גם באלמוגים העמוקים, שלרוב מצליחים לחמוק מזיהומים המשפיעים על האלמוגים הרדודים יותר".

החוקרות קיבלו מקופת חולים כללית רשימה של התרופות השכיחות בישראל. מבין 18 התרופות שנבחרו, עשר נמצאו באלמוגים, ולא היה אלמוג אחד שלא נמצאו בו תרופות כלל – בין אם במים הרדודים, בין אם בעמוקים. עשר התרופות שנמצאו בגוף האלמוגים שייכות לקטגוריות מגוונות: אנטיביוטיקה, תרופות נוגדות יתר לחץ דם, נוגדי טסיות, חוסמי תעלות סידן, משלשלים, מעכבי משאבות פרוטונים, סטטינים ונוגדי דיכאון.

"אני מכירה אנשים שממש לא רוצים לקחת תרופות, אבל כשהם אוכלים דג הם צריכים לקחת בחשבון שהם צורכים 'קוקטייל' של שיירי תרופות שהדג ספג מהסביבה"

"מה זה שיירי תרופות בתוך אלמוגים? הרי האלמוג לא הלך לרופא וקיבל מרשם לאנטיביוטיקה", מבהירה פרופ' שנקר. "אלה תרופות שנטלו בני אדם, תרופות שתוכננו מראש לפעול על איזה רצפטור או מסלול ביולוגי, והן פועלות גם על חיות אחרות. מחקרים קודמים, שלנו ושל אחרים, הראו למשל כי אסטרוגן המצוי בגלולות למניעת היריון יוצר סממנים נקביים בדגים זכרים, ולכן פוגע ביכולת הרבייה של מינים מסוימים, שפרוזק גורם לאגרסיביות וללקיחת סיכונים בקרב סרטנים ושנוגדי דיכאון פוגעים בזיכרון ובכושר הלמידה של דיונונים – ואין סיבה להניח שהאלמוגים איכשהו חסינים מפני השפעות כאלה. לדוגמה, אם התרופות שלנו גורמות לבעיות בסנכרון הרבייה של האלמוגים – זאת בעיה שייקח המון זמן עד שנשים לב אליה, ואז כבר ייתכן שיהיה מאוחר מדי".

^{אלמוג אבן מסוג FAVITES}

"אלמוגי אבן הם אלמוגים בוני שונית, והסוגים אותם בחרנו למחקר הם מהנפוצים במפרץ אילת". מוסיפה גל נבון. "שוניות אלמוגים הן קריטיות למגוון החיים בים. הן מספקות מזון, מחסה ואזורי רבייה למינים רבים, ותומכות בפרנסת בני האדם דרך דיג ותיירות. המערכת האקולוגית העדינה הזו נמצאת תחת לחץ כתוצאה מהשפעות שינויי האקלים, זיהום ודיג יתר. גילוי התרופות ברקמות האלמוגים מוסיף שכבת דאגה נוספת, ומצביע על כך שפעילות האדם מזהמת גם סביבות ימיות מרוחקות".

"חשוב להבין שאלה תרופות מצילות חיים, ואין לנו כל כוונה להגיד למישהו להפחית את השימוש בהן", אומרת פרופ' שנקר. "אבל כן צריך לחשוב על שיטות טיהור שפכים שיטפלו בתרופות – וכן, כל אחד מאיתנו צריך להקפיד להשליך את התרופות הישנות באופן שאינו פוגע בסביבה. בסופו של דבר התרופות האלה חוזרות אלינו. אני מכירה אנשים שממש לא רוצים לקחת תרופות, אבל כשהם אוכלים דג – הם בעצם לא יודעים שהם אוכלים 'קוקטייל' של שיירי תרופות שהדג ספג מהסביבה".

^{פרופ' נועה שנקר וחברים ימיים}

המחקר נערך בהובלת ד"ר מרתה אקסיו, במסגרת פוסט-דוקטורט שערכה במעבדה של ד"ר אור שפיגל מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ובשיתוף עם פרופ' נועה פינטר וולמן מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס (UCLA), ומספר חוקרים נוספים, וכן בשיתוף רשות הטבע והגנים. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי PNAS.

"אוהב להיות בבית"

"נשרים (נשר מקראי, Gyps fulvus), הם מין בסכנת הכחדה מקומית בישראל. בארץ נותרו כ-200 פרטים בסך הכול, ועוקבים אחריהם כדי לדעת איך לשמור עליהם בצורה מיטבית. אבל במחקר הזה חשבנו מה עוד אפשר לעשות עם מסד הנתונים המרשים שצברנו לאורך השנים, וחשבנו שיהיה מעניין לראות איך נשרים מזדקנים", מסביר ד"ר שפיגל. "לרוב, קשה מאוד לעקוב בטבע אחר אותם פרטים לאורך שנים, והמשדרים שאנחנו משתמשים בהם כדי לנטר את האוכלוסייה סיפקו לנו הצצה נדירה להזדקנות של נשרים בפרט ושל בעלי חיים בכלל".

במסגרת המחקר, השתמשו החוקרות והחוקרים במסד הנתונים שנצבר לאורך 15 שנה ממכשירי GPS שהוצמדו ל-142 נשרים, לתקופות של עד 12 שנה. הנשר הוא עוף חברתי, והוא ישן באתרי לינה על מצוקים. החוקרים הצליבו את הגילאים של הנשרים לנתוני ה-GPS על אתרי הלינה שלהם, ומצאו שככל שהם הזדקנו הם העדיפו להישאר באותו אתר הלינה.

^{ד"ר אור שפיגל בזמן שחרור נשרים ממושדרים בכרמל (צילום: טובל'ה סולומון)}

"היה אפשר לטעון שהפרטים הזקנים זזים פחות, לא כי הם זקנים, אלא בגלל שהם מלכתחילה לא לוקחים סיכונים, ולכן הם הגיעו לגילם המופלג. אבל כאן מדובר באותם פרטים ממש: מי שהיה הרפתקן בגיל 5 מתעייף בהגיעו לגיל 10"

שגרת לינה מבורכת

"מסתבר שנשרים מזדקנים מתנהגים קצת כמו בני אדם ונוטים יותר להישאר בבית. בגילאים הצעירים הנשרים אוהבים לבדוק אתרים חדשים ולנוע בין מקומות, כך למשל הסיכוי שנשר צעיר יחזור לישון באותו אתר שני לילות רצוף הוא קטן. כשהם מגיעים לבגרות בגיל חמש זה מתייצב, וכבוגרים הם מבלים 50% מהלילות באותו אתר ו-50% מהלילות באתרים אחרים. כשהם זקנים, מגיל 10 ואילך, כבר אין להם כוח ל"בילויים" והם יחזרו שוב ושוב לאותו לאתר", אומר ד"ר שפיגל.

בנוסף, הוא מחדד, שכשנשר מבוגר כן מחליף אתרים, הוא עושה את זה בצורה צפויה: למשל לילה אחד בעין עבדת, לילה אחד במכתש הקטן ולילה אחד בנחל גולחן, וחוזר חלילה בסדר קבוע. "כמובן, היה אפשר לטעון שהפרטים הזקנים זזים פחות, לא כי הם זקנים, אלא בגלל שהם מלכתחילה לא לוקחים סיכונים, ולכן הם הגיעו לגילם המופלג. אבל כאן מדובר באותם פרטים ממש: מי שהיה הרפתקן בגיל 5 מתעייף בהגיעו לגיל 10".

^{ד"ר מרתה אקסיו במהלך תצפית נשרים}

^{עף לבלות? שיחרור נשר מקראי באזור החי בר בכרמל (צילום: טובל'ה סולומון)}

הפרלמנט של הנשרים הזקנים נלחם בהרעלות

לדברי ד"ר שפיגל, לממצאים המרתקים על הזדקנות של עופות יש גם השלכות מעשיות מאוד לגבי המאמצים לשמרם בטבע. "המחקר החדש יכול לעזור לנו לשמור טוב יותר על אתרי הלינה של הנשרים טבע. זאת ועוד, אנחנו רואים שלנשרים זקנים יש פחות קשרים חברתיים, וזה יכול לעזור לנו להילחם בהרעלות".

המשדרים שעל הנשרים מחוברים למערכת ששולחת לרשות הטבע והגנים ולחוקרים התרעה לטלפון אם נשר לא זז או אם הוא נחת במקום מסוכן, כלומר אם יש סכנה שהוא הורעל, דבר שקורה לצערנו בתדירות גבוהה. "הסכנה היא שהנשר יראה פגר של עז בשטח וירד אליו, מבלי לדעת שהחקלאי הרעיל את הפגר כדי להרוג כלבים משוטטים. אבל מדובר בעוף חברתי, והנשר לא ירד לבד. כך עלולים למות עד עשרות נשרים בבת אחת. יעזור לנו מאוד להבין כמה רחב המעגל החברתי של הנשר המורעל, כדי לצמצם את הפגיעה", מסביר ד"ר שפיגל. לקריאת הכתבה בנושא >

^{איסוף נשרים מתים בעקבות הרעלה ברמת הגולן על ידי פקחי רשות הטבע והגנים (צילום: רשות הטבע והגנים)}

נזכיר כי הנשרים ממלאים תפקיד אקולוגי חשוב בסילוק פגרים, ומחקרים הראו שהכחדה של נשרים עולה בסופו של דבר בחיי אדם בגלל התגברות מחלות כגון כלבת. בהודו לדוגמה, מחקר שהתפרסם לאחרונה מראה שהכחדת נשרים בגלל הרעלות הביאה לעלייה בתמותה של חצי מיליון בני אדם על פני חמש שנים.

המחקר נערך בהובלת הדוקטורנטית שני שוהם ופרופ' מיכה אילן מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העת היוקרתי Science Advances.

^{שני שוהם ורז מרום מוסקוביץ'}

בלינג בלינג - תיזהרו

ספוגים הם בעלי החיים הרב-תאיים הקדומים ביותר הידועים למדע. הם נמצאים בכל הסביבות הימיות, ויש להם תפקיד חשוב בהמשכיות מעגלי הפחמן, החנקן והצורן של כדור הארץ. ספוג מעבד ומסנן פי 50,000 מי ים ממשקל גופו מדי יום. בשל הכמויות האדירות של המים שעוברים דרכם, גם שיירי יסודות עשויים להצטבר בגופם, ומדענים מנסים להבין טוב יותר כיצד הם מתמודדים עם כמויות רעילות של חומרים כמו ארסן ומוליבדן.

"כבר לפני 20 ו-30 שנה נלקחו במעבדתנו דגימות מספוג בשם Theonella conica, בשונית האלמוגים של זנזיבר באוקיינוס ההודי, וכבר אז נמצאו בו ריכוזים גבוהים של מוליבדן", מסבירה שני שוהם. "זהו יסוד קורט שחשוב למטבוליזם התקין בתאים של כל בעלי החיים, לרבות האדם, ונחשב גם למתכת מבוקשת מאוד בתעשייה. במחקר שלי ביקשתי לבדוק האם יש ריכוזים כל כך גבוהים בספוג הזה גם במפרץ אילת".

לדברי שני, מדובר בספוג נדיר, ובאילת הוא נמצא בעומקים של מתחת ל-27 מטרים. "מצאתי את הספוג וניתחתי את הרכבו, ואכן נמצאה בו הכמות הגבוהה ביותר של מוליבדן - יותר מכל אורגניזם אחר בכדור הארץ: 46,793 מיקרו-גרם לכל גרם של משקל יבש".

^{ככה זה נראה תחת מיקרוסקופ אור: אגירת מוליבדן בחיידק Entotheonella, ניתן להבחין בצבע הכחול בוקואולות (צילום: שני שהם)}

"יכול להיות שהמוליבדן משמש את הספוג להגנה, כלומר שהספוג אומר: 'אני רעיל - אל תאכלו אותי', ובתמורה לשירות הזה, הספוג לא אוכל את החיידק ומאכסן אותו"

שוהם מוסיפה: "כמו כל יסוד קורט, ברגע שעוברים את הריכוז המסיס במים – המוליבדן הופך רעיל. אבל צריך לזכור שספוגים הם יצורים חלולים, צבר תאים ללא איברים או רקמות. בספוג הזה, עד 40 מנפח הגוף הוא חברה מיקרוביולוגית: חיידקים, נגיפים ופטריות שחיים עם הספוג בסימביוזה. אחד החיידקים האלה נקרא Entotheonella, הוא מאוד דומיננטי בספוג Theonella conica, והוא משמש כמעין 'איבר' אגירה של מתכות. בספוג האילתי זה קורה בתוך גופו של הספוג, שם החיידק אוגר ועוד ועוד מוליבדן, וממיר אותו מצורתו המסיסה והרעילה למינרל".

לשאלה מדוע הוא עושה את זה שני אומרת שעדיין אין תשובה וודאית. "אנחנו לא בטוחים, יכול להיות שהמוליבדן משמש את הספוג להגנה, כלומר שהספוג אומר: 'אני רעיל – אל תאכלו אותי', ובתמורה לשירות הזה, הספוג לא אוכל את החיידק ומאכסן אותו".

לרתום את החיידקים האוגרים לטובתנו

מוליבדן היא אמנם מתכת מאוד מבוקשת, המשמשת בעיקר לסגסוגות (למשל לחיזוק פלדה), אבל לדברי שני, יהיה קשה לכרות אותה מהספוגים: "אמנם הריכוזים בספוג גבוהים מאוד, אבל אם נכמת את זה לגרמים נגיע לגרמים בודדים לכל ספוג, ויש לזכור שהספוג עצמו לא שכיח. ישנה חקלאות ימית של ספוגים, בעיקר לתעשיית התרופות, אבל זה עסק לא פשוט. ספוגים הם בעלי חיים מפונקים מאוד, שצריכים תנאים ספציפיים".

"לעומת זאת, בהחלט רצוי למקד את המשך המחקר על יכולותיו של החיידק Entotheonella לאגור מתכות רעילות. לפני מספר שנים גילו במעבדתנו ש'בן דוד' של הספוג, ספוג בשם Theonella swinhoei, שנפוץ במפרץ אילת, הראה ריכוזים אדירים של המתכות הרעילות ארסן ובריום. גם כאן אותו חיידק התגלה כאחראי משמעותי באגירת המתכות והפיכתן למינרלים, ובכך נטרל את רעילותן. המשך המחקר על החיידק יוכל בעתיד לשמש אותנו בטיפול במקורות מים מזוהמים בהן ארסן הוא מטרד גדול המשפיע באופן ישיר על בריאותם של כ-200 מיליון איש ברחבי העולם".

^{פרופ' מיכה אילן}

חוקרים במחלקה להנדסת תעשייה בפקולטה להנדסה של אוניברסיטת תל אביב הובילו מחקר פורץ דרך בתחום של מגפות ובריאות הציבור: כ-5,000 משתתפים ענדו במשך שנתיים שעון חכם המודד סמנים ביולוגיים ובמקביל ענו מדי יום על שאלות בנוגע לבריאותם. על פי הממצאים, הטכנולוגיה הלבישה זיהתה שינוי במדדים פיזיולוגיים מרכזיים עשרות שעות לפני שהמשתמש חש בתסמינים הראשונים: פערים של 23 שעות בממוצע במקרה של קורונה, 62 שעות בסטרפטוקוקוס A, ו-73 שעות בשפעת.

החוקרים: "הטכנולוגיה הלבישה מאפשרת אבחון מוקדם שעשוי לגרום לשינויי התנהגות, כמו הפחתת מגעים חברתיים, כבר בשלב מוקדם של המחלה. באופן זה ניתן לבלום את התפשטות המחלה, ואף למנוע מגפות עולמיות בעתיד".

המחקר הובל על ידי פרופ' דן ימין, מומחה לאפידמיולוגיה ולמידול מחלות זיהומיות, וראש המעבדה לבריאות דיגיטלית, ופרופ' ארז שמואלי, ראש המעבדה לנתוני עתק, שניהם מהמחלקה להנדסת תעשייה. עוד השתתפו במחקר: תלמידי המחקר שחר שניר ומתן יחזקאל מהמחלקה להנדסת תעשייה, ד"ר טל פטלון, מנהלת מכון קאהן- סגול-מכבי למחקר ולחדשנות של מכבי שירותי בריאות, וכן יופנג צ'ן ופרופ' מרגרט ברנדו מהמחלקה למדע והנדסת הניהול באוניברסיטת סטנפורד בארה"ב. המאמר פורסם בכתב העת Lancet Regional Health Europe.

להקדים תרופה למכה?

מסביר פרופ' ימין: "מחלות זיהומיות ומגפות מהוות איום משמעותי ביותר עבור האנושות, וכדי למנוע אותן עלינו לרתום את מלוא יכולותינו בתחומי המדע והטכנולוגיה. מחקרים העלו שכ-40% מההדבקות במגפת הקורונה התרחשו בערך יום לפני הופעת התסמינים הראשונים. כלומר, המדביק עדיין לא ידע שהוא חולה. במחקר זה בדקנו אם טכנולוגיות לבישות מסוגלות להקדים את האבחון, וכתוצאה מכך להפחית את ההדבקה ולמנוע התפשטות של מחלות זיהומיות".

במחקר, שארך שנתיים, השתתפו 4,795 ישראלים מעל גיל 18. המשתתפים ענדו שעון חכם שניטר באופן רציף מדדים פיזיולוגיים שונים, עם דגש על דופק ברזולוציה של 15 שניות, ועל שונות פעימות הלב (HRV). לדברי פרופ' ימין, "מדדי הדופק ושונות פעימות הלב מספקים מידע קריטי על שתי המערכות החשובות ביותר בגופנו  - הלב והמוח. המוח צורך אנרגיה רבה ושורף ללא הרף חמצן שהוא מקבל ממערכת הלב ומחזור הדם. לכן כל שינוי בפעילות או במצב הבריאותי משתקף  בשינוי במדד השונות בפעימות הלב. בעת מחלה הגוף מפנה את עיקר תשומת הלב למערכת אחת – המערכת החיסונית שנלחמת במחלה, וכתוצאה מכך קצב הלב עולה אך נותר יציב  למדי, ולכן שונות הפעימות נמוכה. בדרך זו יכול מדד השונות להצביע על מצב דחק גופני".

בנוסף לשימוש בשעון חכם ענה כל משתתף על שאלון יומי בנוגע למצבו הבריאותי: איך אתה מרגיש פיזית? איך אתה מרגיש מבחינה נפשית? האם עסקת בפעילות גופנית? האם יש לך תסמינים כלשהם? וכו'. כמו כן, קיבלו המשתתפים ערכות בדיקה ביתיות לשלוש מחלות שונות - קורונה, שפעת, וסטרפטוקוקוס A, והשתמשו בהן לפי הצורך. כך, במהלך השנתיים, אספו החוקרים כ-800,000 שאלונים, ומידע זה הוצלב עם הנתונים שהתקבלו מהשעונים החכמים. בסך הכול זוהו 490 מקרי שפעת, 2206 מקרי קורונה, ו-320 מקרים של סטרפטוקוקוס A.

מודלים שנבנו על סמך הנתונים זיהו שלוש נקודות קריטיות בזמן לאחר החשיפה למחלה זיהומית, לדוגמה קורונה: א. 96 שעות לאחר ההדבקה – החיישנים מזהים חריגה ראשונה במדדי קצב הלב; מרווח הזמן מכונה על ידי החוקרים 'תקופת דגירה דיגיטלית'.  ב. 130 שעות אחרי ההדבקה - החולה חש בתסמין ראשון של המחלה; מרווח הזמן ידוע כ'תקופת דגירה'.  ג. 168 שעות (בממוצע) אחרי החשיפה - החולה מבצע בדיקה לאבחון המחלה; מרווח הזמן מכונה 'התקופה עד החלטת האבחון'. עוד עלה מהמחקר כי הזמן שחולף בין ההדבקה לאבחון הדיגיטלי, כלומר תקופת הדגירה הדיגיטלית, הוא קצר עוד יותר עבור שפעת (24 שעות) וסטרפטוקוקוס A (60 שעות).

פרופ' שמואלי: "אבחון מוקדם הוא חשוב ביותר למניעת התפשטות המחלה, ולמרות זאת מצאנו כי גם לאחר דיווח על תסמינים נטו משתתפי המחקר לדחות את הבדיקה עוד זמן מה – 53 שעות בקורונה, 39 שעות בשפעת, ו-38 שעות בסטרפטוקוקוס A. כתוצאה מכך, במשך פרק זמן ארוך למדי - מההדבקה ועד הבדיקה, הם לא שינו את התנהגותם החברתית והדביקו אנשים נוספים. למעשה גילינו שבממוצע אנשים ביצעו בדיקה ושינו את התנהגותם כששיא המחלה כבר חלף, ההחלמה החלה, וסיכויי ההדבקה פחתו. פרק הזמן שחולף מהאבחון הדיגיטלי עד לבדיקה – 64 שעות בקורונה, 68 שעות בשפעת, ו-58 שעות בסטרפטוקוקוס A, הוא לפיכך קריטי ביותר".

אבחון דיגיטלי: הדרך החדשה למנוע התפשטות

פרופ' ימין: "הממצאים שלנו מעידים שברמת האוכלוסייה אבחון דיגיטלי עשוי לצמצם באופן משמעותי את התפשטותן של מחלות זיהומיות – בכך שיגרום לחולים לשנות את התנהגותם בשלב מוקדם הרבה יותר. השיטה אף עשויה למנוע את המגפה הבאה – על ידי הורדת מקדם ההדבקה אל מתחת ל-1, כאשר כל חולה מדביק פחות מאדם אחד נוסף, והמגפה דועכת." החוקרים מוסיפים שאבחון מוקדם הינו קריטי גם לטיפול יעיל במחלה. ספציפית במחלת הקורונה הטיפולים הקיימים יעילים מאוד רק בשלב מוקדם,  אז הם יכולים למנוע מחלה קשה, אשפוז, ואפילו מוות".

פרופ' ימין מסכם: "בהצעת המחקר, שהוגשה ומומנה ע"י האיחוד האירופאי באוקטובר 2019, זמן קצר לפני שפרצה מגפת הקורונה, טענתי שמחלות זיהומיות מהוות את הסיכון הגדול ביותר לאנושות. איום זה הוא חמור במיוחד בעידן המודרני, המתאפיין בצפיפות אוכלוסין לצד ריבוי טיסות, וריבוי מפגשים --בדגש על העולם המערבי. כפועל יוצא מכך, מופצות מחלות חדשות, מוטציות ווריאנטים בקצב שלא תועד משחר ההיסטוריה. עם זאת, הטכנולוגיה המודרנית עשויה לעזור לנו להתמודד עם האיום ולבנות אסטרטגיות יעילות לרווחת בריאות הציבור. טכנולוגיית השעונים החכמים היא חדשה יחסית, אך כבר עכשיו ברור שיש לה פוטנציאל עצום. חוקרים בכל העולם מפתחים חיישנים לבישים עם רמות רגישות ודיוק שמשתפרות ללא הרף. הטכנולוגיה החדשנית עשויה להוות כלי חשוב ביותר במניעת מגפות עתידיות".