.
כאשר המערכת החיסונית מזהה חלבון זר – אנטיגן – היא תוקפת
ומנטרלת את הפולש הזר המייצר ונושא אותו, מבלי לפגוע ברקמות הגוף.
לעומת זאת, נגיפים או חיידקים אחרים, המייצרים חלבונים הידועים בכינוי
סופר-אנטיגנים, מצליחים להתחמק מפגיעתה של המערכת החיסונית בדרך
מתוחכמת :במקום לנסות להתחבא מפניה, הם גורמים להפעלתה במלוא
העוצמה. בדרך כלל, המלחמה בפולשים המייצרים אנטיגנים רגילים מבוצעת
בתאי דם לבנים מסוג B. אלה יוצרים נוגדנים הנצמדים לאנטיגנים,
ובכך הם מנטרלים את הפולש הזר. אבל הפולשים המייצרים
סופר-אנטיגנים, מעוררים לפעולה דווקא את תאי ה-T שבדרך כלל
נלחמים בתאים המאכסנים) שלא בטובתם (חומר גנטי זר.
.
אנדרלמוסיה
.
תאי T מסוג מסוים לומדים להילחם באויבים מסוימים – ורק בהם.
כך, במצב רגיל, כאשר קבוצה אחת של תאי T מזהה את האויב "שלה", היא
קוראת לתאים החברים בה להתרבות ולהילחם באויב עד חורמה, אך באותו
זמן, תאי ה-T האחרים אינם מתערבים בלוחמה, אינם מתרבים בקצב מואץ,
והם ממשיכים – כרגיל – לפטרל בזרם הדם, ולחפש את האויב "שלהם".
הסופר-אנטיגנים מצליחים להתחזות, ולגרום לתאי T רבים ושונים,
"להאמין" שנתקלו באויביהם הספציפיים. כתוצאה מכך מתחילה במערכת
החיסונית מלחמת הכל בכל. כולם "יורים" לכל הכיוונים, ללא סדר וללא
שיטה. כך מאבדת המערכת החיסונית את אחד מיתרונותיה החשובים :ההפעלה
הסלקטיבית, והיא מתחילה (למעשה, היא נאלצת), לפעול בדרך לא מבוקרת.
המהומה הזאת, מונעת למעשה מהמערכת החיסונית את היכולת להילחם
ביעילות בפולשים הזרים המייצרים סופר-אנטיגנים. במידה ידועה, אפשר
לומר שהחיידקים או הנגיפים המייצרים סופר-אנטיגנים, מפעילים במערכת
מעין "מסך עשן", שבחסותו קל להם יותר להסתתר ולשרוד.
חוקרים אחדים משערים שבמהומה הכללית המשתלטת על המערכת כתוצאה
מפעילותם של הסופר-אנטיגנים, לא רק שתאי ה-T שעוררו אינם מועילים
במלחמה בפולש, הם אפילו פונים ותוקפים את הגוף שייצר אותם, ושעליו
הם אמורים להגן. ייתכן שכך מתחוללות מחלות אוטו-אימוניות מסוימות,
כגון סוכרת נעורים, דלקת פרקים שגרונית, ועוד. להשערה זו עדיין לא
התקבלו תמיכות מחקריות, אך האפשרות הזאת נבחנת במעבדות רבות
במקומות שונים בעולם. נזק נוסף שעלול להיגרם כתוצאה מהתחמקותם
של יצרני הסופר-אנטיגנים מהמערכת החיסונית, ומהעובדה שהם מצליחים
לשרוד בגוף, עולה מהאפשרות שעירורהיתר יגרום למותם או להיחלשותם
של תאי ה-T. תהליך זה עלול להחליש במידה ניכרת את המערכת
החיסונית של הגוף, מה שעלול לפתוח את הדרך לפני מחלות שונות.
.
הרעלות מזון
.
במחקרים שכוונו למטרה זו, זוהו התהליכים שבהם הסופר-אנטיגנים
מעוררים את תאי ה-T השונים. ממצאים אלה מסבירים, בין היתר, כיצד
חומרים רעילים מסוימים גורמים להרעלות מזון. המחקרים החלו בבחינת
תכונותיהם של חומרים דמויי סופר-אנטיגנים, דוגמת אנטרוטוקסינים.
המחקר התבסס על הידיעה, שכאשר זנים שונים של הבקטריה סטאפילוקוקוס
אוריאס מתרבים במזון, הם מפרישים אנטרוטוקסין אחד או יותר. החוקרים
חשדו שיש קשר בין האנטרוטוקסינים האלה, לבין הסימפטומים הידועים של
הרעלת מזון. אבל לא נמצאו לכך הוכחות. ברקמות מעיים של אנשים שסבלו
מהרעלות מזון לא נמצאו בבדיקה מיקרוסקופית שום סימנים לכך. הדבר
הלא רגיל היחיד שנצפה בהם, היה נוכחותם של תאי דם לבנים (הכוללים גם
תאי T). אבל נוכחות כזאת נחשבה בתחילה כתגובה צפויה לכל זיהום, ועל
כן לא היו סיבות לחשוב שהתאים הלבנים עושים משהו בלתי רגיל.
.
אבל עד מהרה התברר שתאים אלה גורמים נזק. בתחילה התברר שהכנסת
אנטרוטוקסין מסוים לתמיסה שהכילה תאי דם, מעוררת את התרבותם של
התאים הלבנים, ובעיקר את התרבותם של תאי ה-T. ההתרבות מעידה על כך
שתאי ה-T זיהו את האויב הספציפי שלהם, והם מתארגנים למלחמה נגדו.
מאוחר יותר, התברר שיעורה המדהים של התופעה הזאת :מאות בודדות של
מולקולות של הטוקסין עוררו התרבות של תאי T בשיעור גבוה מזה שאפשר
היה להשיג כתוצאה מנוכחותם של מיליוני עותקים של אנטיגן רגיל – למשל
אחד מהחלבונים של נגיף השפעת. כמה חלבונים של צמחים וחיידקים שנתגלו
בעבר, ידועים כגורמים להתרבות עצומה של תאי דם לבנים, אבל לשום חלבון
כזה לא הייתה השפעה חזקה כהשפעתם של אנטרוטוקסינים. כמות קטנה של
טוקסין ממשפחה זו, יצרה גם כמות עצומה של אינטרפרון מסוג גאמה,
שהוא אחד מהציטוקינים, או השליחים הכימיים, המופקים בתאי T מסייעים.
תאי ה-T המסייעים מתפקדים כמעין "מפקדות" המנהלות את המלחמה
ומתאמות את פעולותיהם של חלקיה השונים של המערכת החיסונית. נתונים
אלה רמזו שתאי T מסייעים מותקפים על-ידי האנטרוטוקסינים. אבל גם
בשלב זה, עדיין לא היה ברור כיצד יכולה פעילות מאסיבית של
תאי T מסייעים לגרום תופעות כמו סימפטומים של הרעלת מזון.
.
מייצרים לוחמים
.
בניסויים נוספים שבהם הוכנסה כמות זעירה של אנטרוטוקסין מסוים
לתמיסה שהכילה תאי T, נמצאה כמות גדולה של חומר ידוע המשמש כשליח
כימי אחר של המערכת החיסונית (אינטרלוקין 2). כך התברר שאינטרלוקין 2
משתתף בתהליך ההתרבות של תאי T המושפעים על-ידי אנטרוטוקסינים.
משמעות הממצא הזה, הייתה, שהאנטרוטוקסינים גורמים לאנשים לחלות ולפתח
סימפטומים דומים לאלה של הרעלת מזון, באמצעות הגברת הייצור של
אינטרלוקין 2.
.
כיצד גורמים האנטרוטוקסינים להתרבות מאסיבית כל כך של תאי T?
התקשרות בין מולקולה לתא כלשהו, נעשית באמצעות קולטן, שהוא מבנה
חלבוני הממוקם על קרום התא. הקןלטן בנוי כמעין גביע בעל תצורת פנים
ייחודית, המתאימה למבנה הפיסי הייחודי של מולקולות שונות. למעשה,
מדובר בהתאמה צורנית, המזכירה את ההתאמה שבין מפתח למנעול.
לפיכך, הצעד הראשון שביצעו החוקרים שניסו להבין את השפעת
האנטרוטוקסינים על תאי ה-T, הייתה בחינת והכרת המבנה הפיסי של
מולקולות האנטרוטוקסינים השונים.
.
אנליזות של מבנה הראו, שהאנטרוטוקסינים הם חלבונים בינוניים
בגודלם, העשירים בחומצות אמיניות הידרופיליות (אוהבות מים). התברר
גם שחלק גדול משטח הפנים שלהם חשוף לסביבה המימית של הגוף ולכן
הוא זמין ליצירת קשר עם מולקולות אחרות – או עם קולטנים חלבוניים
של תאים אחרים.
.
הכר את האויב
.
המחקרים הראו שטוקסינים מתנהגים במובנים אחדים, כמו אנטיגנים
רגילים. כידוע, תאי T מסייעים לומדים להכיר ולזהות אנטיגנים, רק
לאחר שהתאים הבסיסיים של המערכת החיסונית, המקרופג'ים, מרסקים את
האנטיגנים ליחידות מולקולריות קטנות יותר, הקרויות פפטידים.
הפפטידים הם, למעשה, שרשרות קטנות של חומצות אמיניות. לאחר מכן,
חלבונים מיוחדים מציגים את הפפטיד של האנטיגן על שטח הפנים של תא
המקרופג', כך שתאי T יכולים לגשת ולבדוק אם אחד מסוגי הקולטנים
שלהם, מתאים למבנה הפיסי של הפפטיד המוצג. כאשר נמצאת התאמה כזאת,
כלומר, כאשר זוהתה נוכחותו של אויב מסוים, מתחילים תאי ה-T
הנושאים קולטן המאפשר להם להכיר את הפולש הספציפי הזה, להתרבות
במהירות. למעשה, דרישות ההתאמה לצורך זיהוי האנטיגן גדולות עוד
יותר, מכיוון שעליו להתאים מצדו האחד למבנה של החלבון המגיש של תא
המקרופג', ומצדו האחר לקולטן החלבוני של תא ה-T. כך, למעשה, מאפשר
האנטיגן היצמדות של תא מקרופג' לתא T. זו הדרך הרגילה שבה המערכת
החיסונית לומדת להכיר אנטיגן חדש, לצורך התארגנות למלחמה בו.
.
מתברר, שגם סופר-אנטיגנים, כגון אנטרוטוקסינים, מסוגלים להיקשר
לקולטניהם של תאי T מסייעים, שלפניהם הם מוצגים. בדרך זו מזדהים
האנטרוטוקסינים לפני תאי ה-T כמוצרים של אויביהם הספציפיים. אבל שלא
כמו אנטיגנים רגילים, האנטרוטוקסינים יכולים ליצור קשר עם קולטניהם
של תאי ה-T ועם החלבונים המגישים של תאי המקרופג'ים, גם אם לא
רוסקו ופורקו קודם לכן. תהליך התקשרות זה מתאפשר, מכיוון
שהטוקסינים אינם מנסים להתאים את עצמם למבנהו הפיסי הפנימי של
הקולטן (או של החלבון המגיש), והם נצמדים אליהם מצדם החיצוני.
היצמדות כזאת מחייבת, כמובן, מידה קטנה בהרבה של התאמת מבנה פיסית
בין הקולטן או החלבון המגיש למולקולה הנצמדת אליהם. כך עוקפים
הסופר-אנטיגנים את מנגנון הזיהוי של תאי ה-T, וגורמים לרבים מהם
"להאמין" שנתקלו בהוכחה למציאותו של האויב הספציפי שלהם, במערכת.
בשלב הבא מתחילים תאי ה-T המרומים להתרבות ולצאת למלחמה, שבשל
ריבוי המשתתפים בה, הופכת עד מהרה למהומה מזיקה.
.
לסגור את הפירצה
.
ראיות מצטברות מורות על כך שסופר-אנטיגנים המיוצרים על-ידי
חיידקים אחדים, מעוררים תאי T בדומה לדרך שבה עושים זאת
האנטרוטוקסינים. כלומר, בדרך של התקשרות לצדו החיצוני של הקולטן,
ולא לחללו הפנימי, שנועד להתקשרות. מכאן ברורה החשיבות שייחסו
החוקרים למציאת התשובה לשאלה, אילו חלקים של מולקולת הסופר-אנטיגן
משתתפים בתהליך ההיצמדות לצדם החיצוני של קולטני תאי ה-T. במחקרי
המשך התברר, שפפטידים שמקורם בקצה אחד של הסופר-אנטיגן (גם במחקרים
אלה השתמשו בסופר-אנטיגנים ממשפחת האנטרוטוקסינים), הם אלה שמאפשרים
את ההיצמדות הזאת. לממצא זה עשויה להיות בעתיד משמעות רפואית:
ייתכן שאפשר יהיה לייצר כמות של פפטידים כאלה, בנפרד מכל שאר חלקיה
של מולקולת הסופר-אנטיגן. פפטידים כאלה עשויים להיצמד לקולטנים, לחסום
אותם, ולמנוע מן הסופר-אנטיגן ה"אמיתי" להתקשר לתא ה-T ולעורר אותו
להתרבות. כך תימנע התפתחותה של מהומה רבתי במערכת החיסונית,
והפולשים הזרים המייצרים סופר-אנטיגנים שוב לא יוכלו להסתתר בחסותו
של מסך עשן כלשהו. במלים אחרות, יתכן שרסיסי פפטידים כאלה, יוכלו
לשמש בעתיד כתרופות נגד הרעלות מזון ומחלות אחרות.
.
