מנת מלריה עם נגיעות לימון

מלריה, או קדחת הביצות כפי שכינו אותה החלוצים – שרבים מהם מתו ממנה, היא אחת המחלות העתיקות והקטלניות ביותר שידעה האנושות. יותר מ־200 מיליון בני אדם נדבקים במלריה מדי שנה וכ־300 אלף אנשים מתים ממנה מדי שנה. רוב מקרי המוות הם ביבשת אפריקה – על פי ארגון הבריאות העולמי (WHO), כל דקה מת באפריקה ילד ממלריה.

מחלת המלריה נגרמת על ידי מינים ביולוגיים שונים של טפיל תוך תאי הקרוי פְּלַסמוֹדיוּם (Plasmodium). הטפיל מועבר מאדם לאדם (ומחיה לחיה) באמצעות יתושים – או ליתר דיוק יתושות – מהסוג אנופלס (Anopheles). כבר במאה הראשונה לפני הספירה כתב הרומאי קולומלה (Columella) כי קדחת הביצות קשורה לחרקים החיים בביצות, אך למרות זאת סברו בטעות בימי הביניים כי מקור המחלה הוא באוויר המזוהם העולה מהביצות. כך קיבלה המחלה את שמה – מלריה, שמקורו במילים האיטלקיות של אותה תקופה ל"אוויר רע" (Mala Aria).

רק בשנת 1880 הראה הרופא הצרפתי שארל לואי אלפונס לבראן (Laveran) כי המלריה נגרמת על ידי טפיל הנמצא בדמם של החולים, ובשנת 1894 הראה החוקר הבריטי סר רונלד רוס (Ross) שהטפיל מועבר (בעופות) על ידי יתושים. שני החוקרים זכו, כל אחד בנפרד, בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה על תגליותיהם.

כאשר יתושה עוקצת אדם ומוצצת את דמו היא מחדירה לאזור הפצע רוק וארס מונע קרישה. אם מדובר ביתושה הנגועה בטפילי מלריה, הם חודרים לגוף האדם עם הרוק שלה. בגוף האדם עובר הפלסמודיום כמה שלבי התפתחות. לאחר שהגיע לזרם הדם הטפיל נודד לכבד, חודר לתאיו ומתרבה בהם בחלוקה, ברבייה אל זוויגית, עד שתאי הכבד המודבקים מתמלאים כל אחד באלפי טפילים – דבר המביא למותם של התאים. הטפילים מגיחים מתאי הכבד חזרה לזרם הדם, שם הם חודרים לתוך תאי הדם האדומים. כמו בתאי הכבד, הטפילים מתרבים בתאי הדם בחלוקה עד שהתאים נהרסים, הטפילים משתחררים שוב לזרם הדם ומדביקים תאי דם אדומים חדשים.

חלק מהטפילים שחודרים לתאי דם אדומים לא מתרבים בחלוקה אלא מתפתחים לשלב הזוויגי של הטפיל וממתינים בתוך תא הדם. הצורה הזוויגית של הטפיל אינה יכולה להתרבות באדם, שהוא פונדקאי ביניים של הפלסמודיום, אלא רק בפונדקאים הסופיים – יתושות אנופלס. כאשר נקבת האנופלס מוצצת את דמו של אדם נגוע, תאי הדם האדומים, שבתוכם ממתינים הטפילים, מגיעים לקיבתה. בבטן היתושה הטפילים יוצאים מתוך תאי הדם, מתפתחים לזכרים ולנקבות בוגרים ומתרחשת הפריה. הנקבות המופרות חודרות לדופן המעי של היתושה ונוצרים בתוכן בחלוקה אלפי טפילים קטנים. לאחר כמה ימים הטפילים בוקעים מתוך הנקבות, נודדים אל בלוטות הרוק של היתושה וממתינים להדביק את האדם הבא.

לטפיל המלריה מחזור חיים מורכב, התלוי בשני פונדקאים, לכן כמו בטפילים רבים אחרים, התפתחה אצלו היכולת לשלוט ולהשפיע על הפונדקאים שלו. למשל, טפיל חד תאי אחר וקרוב משפחה של הפלסמודיום, טוֹקסוֹפּלזמה גוֹנדי, מדביק חולדות ועכברים וגורם להם לאבד את הפחד מחתולים ואף להימשך אל החתולים מינית. כך הטפיל מוודא כי מכרסמים אלו ייטרפו על ידי הפונדקאי הסופי שלו – החתול.

במקרה של טפיל הפלסמודיום, יתושות נגועות בטפיל נוטות לעקוץ מספר פעמים רב יותר מיתושות בריאות, וכך להגדיל את הסיכוי כי ידביקו אדם כלשהו. אך כדי להשלים את מחזור החיים שלו, טפיל המלריה זקוק כאמור ליתושות (מודבקות ולא מודבקות) שיעקצו בני אדם חולים במלריה ויידבקו בשלב הזוויגי של הטפיל. אכן, כמה מחקרים הדגימו כי יתושות אנופלס נמשכות לאנשים ולעכברים שחולים במלריה, בייחוד כשקיימים בדמם טפילים בשלב הזוויגי.

כיצד טפיל הפלסמודיום מצליח לגרום ליתושות להימשך לחולים? וזאת אף כשמדובר ביתושות שאינן נגועות בעצמן בטפיל?

משנה ריח

על פי המחקרים בעכברים הטפיל משנה את ריחם של עכברים נגועים כך שיהיו מושכים יותר ליתושים. עם זאת, לא ידוע כיצד הוא עושה זאת ואם מקור הריחות הוא בפונדקאי, או – כפי שסבורים מייגן קלי (Kelly) מאוניברסיטת וושינגטון ועמיתיה –  מקורם בטפיל.

במחקר, שפורסם בכתב העת המקוון mBio, בדקו קלי ועמיתיה אילו מולקולות ריח – אם בכלל – אפשר למצוא באוויר מעל כמות גדולה (200 מ"ל) של תאי דם אדם אדומים מודבקים בפלסמודיום. כביקורת השתמשו החוקרים בתאי דם לא מודבקים ובשקיות דם ריקות. החוקרים גילו כי התאים המודבקים פלטו את החומר לימונן (Limonene) וחומר הקרוי פינן (Pinene). לימונן נמצא, בין היתר, בקליפות לימונים ותפוזים ומקנה להם את ריחם, ופינן הוא אחד הכימיקלים המקנים לאורנים ולמחטניים אחרים את ריחם. שני החומרים ידועים כמושכי יתושים.

בדרך כלל כשאנחנו חושבים על יתושים אנו למעשה חושבים על יתושות, שבמיני יתושים רבים זקוקות למנות דם לשם יצירה והבשלה של הביצים שעליהן להטיל, אך דם אינו המזון היחיד שלהן. גם נקבות היתושים וגם זכרי היתושים ניזונים מצוף העשיר בסוכרים ומספק להם את האנרגיה הדרושה לתעופה. עקב כך כל היתושים, כמו חרקים אוכלי צוף אחרים, רגישים לריחות צמחים מסוימים ונמשכים אליהם. במקרה של יתושי האנפולס ריחות הכוללים לימונן ופינן מושכים אותם במיוחד.

לימונן, פינן וחומרי ריח אחרים נוצרים בצמחים בכלורופלסטים, שהם אברונים – פלסטידים – שבהם מתרחש תהליך הפוטוסינתיזה – תהליך שבו מומרת אנרגיית השמש לאנרגיה כימית. טפיל הפלסמודיום אינו צמח, אך הוא מסוגל לייצר את הריחות הצמחיים האלו בזכות ההיסטוריה האבולוציונית שלו.

לפי התיאוריה המדעית המקובלת מקור הפלסטידים הוא בחיידקים כחוליים, חיידקים המבצעים פוטוסינתיזה, שנבלעו לפני יותר ממיליארד שנים על ידי תאים איקריוטיים (בעל גרעין אמיתי). החיידקים שנבלעו לא עוכלו ובמקום זאת נוצרה סימביוזה (אֶנדוֹסימביוזה) הדדית ביניהם לבין התאים שבלעו אותם, וכך הופיעו האבות הקדומים של האצות. חלק מצאצאי האצות האלו התפתחו בסופו של דבר לצמחים – לאצות ירוקיות ולצמחי יבשה – ואחרים התפתחו לאצות אדומיות, לזוֹאוֹקסַנטֶלות החיות בגופם של אלמוגים ולטפילים שונים שאיבדו את היכולת לבצע פוטוסינתיזה, כגון טוקסופלזמה גונדי וטפיל הפלסמודיום.

הפלסטידים של הפלסמודיום, שהם קרובי משפחה רחוקים של הכלורופלסטים, מאפשרים לטפיל לייצר מולקולות ריח "צמחיות" בצורה דומה לדרך שבה צמחים עושים זאת. קלי ועמיתיה אף הראו שאם נותנים לטפיל אנטיביוטיקה שפוגעת ביכולת של פלסטידים (כלורופלסטים ואחרים) לייצר חומרי ריח, הוא מאבד את היכולות לייצר לימונן ופינן. כלומר, הוא אכן מייצר את חומרי הריח האלו באמצעות הפלסטידים שלו.

אם כך מתברר כי טפיל האוויר הרע – המלריה – מפיץ דווקא ניחוחות נעימים, ריחות העשויים למשוך יתושות ויתושים. עם זאת, במחקר הנוכחי כל מה שהחוקרים הראו הוא כי הטפיל יוצר חומרי ריח כאלו בתוך תאי דם אדומים. ואמנם חומרים אלו מסוגלים לצאת מהתאים, אך כדי להדגים באופן משכנע כי כך הטפיל מושך יתושים כדי שיעקצו חולי מלריה ויידבקו בפלסמודיום יש עוד להראות כי חומרי הריח מצליחים להיפלט אל מחוץ לגוף הפונדקאי.