שני מפתחות

במערכות שלהפעלתן עשויה להיות משמעות גורלית (כלכלית, ביטחונית או מדינית) מותקן מנעול כפול, שלצורך הפעלתו יש צורך בשני מפתחות שונים, המוחזקים בידיהם של שני אנשים שונים. מתברר, שגם תאים חיים משתמשים בשיטת אבטחה דומה, כדי להימנע משימוש שגוי בכלי נשק חזקים. מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע מראה כיצד פועלת השיטה הזאת כשמדובר באחד מכלי הנשק החזקים של המערכת החיסונית.

 

האינטרפרונים, מולקולות איתות ייחודיות, שהתגלו לפני 50 שנה, הם קו ההגנה הראשון של הגוף כנגד מתקפת נגיפים. הם נוצרים בתאים שנחשפים לנגיפים פולשים, ומשם הם מתפזרים ומזעיקים תאים אחרים למלחמת מגן כנגד הנגיפים התוקפים. עד כה זוהו שלוש משפחות עיקריות של אינטרפרונים, הקרויות לפי האותיות היווניות אלפא, ביתא וגאמא. האינטרפרונים ממשפחות אלפא וביתא דומים מאוד זה לזה. הם נקשרים לאותו קולטן המוצג על קרום התא, והדרך שבה הם משפיעים על המערכת, דומה. אינטרפרון גאמא שונה מהשניים האלה בכמה מובנים. הוא נקשר לקולטן ייחודי על קרומי התאים, ובנוסף לפעילותו במלחמה בנגיפים, הוא מעורב במספר פעילויות חיוניות של המערכת החיסונית, לרבות תהליכים שמאפשרים עיצוב וייצור של נוגדנים שמותאמים במדויק לאויבים ייחודיים, והפעלת תאים חיסוניים מסוימים שמעכלים ומשמידים גורמי מחלות.

 

אבל באחרונה התברר שהאינטרפרון גאמא, לעיתים קרובות, אינו פועל לבדו. קבוצת מחקר של מדענים ממכון ויצמן למדע, שבראשה עמד פרופ' מנחם רובינשטיין מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית, והשתתפו בה ד"ר ולדימיר חורגין, ד"ר דניאלה נוביק, וד"ר אריאל ורמן מאותה מחלקה, יחד עם פרופ' צ'רלס דינרלו מאוניברסיטת קולורדו, מצאה שכדי שהאינטרפרון גאמה יפעל את פעולתו, הוא נזקק לנוכחותה של מולקולה אחרת, הקרויה אינטרלוקין1-אלפא. ממצא מפתיע זה פורסם באחרונה בכתב העת המדעי "רשומות האקדמיה למדעים של ארה"ב", PNAS.

 

שיתופי פעולה כאלה בין מולקולות ביולוגיות מתקיימים במקרים רבים בטבע, אבל שיתוף הפעולה בין אינטרפרון גאמא ואינטרלוקין-1 אלפא הפתיע את המדענים: על אף העובדה ששתי המולקולות האלה נוצרות בשתי מערכות עצמאיות, הן מתאימות זו לזו כמו שני חצאי מפתח: אינטרלוקין-1 אלפא אינו משפיע על האינטרפרונים אלפא או ביתא, ומגלה "נאמנות" לאינטרפרון גאמא, שנראה כי הוא מחזיר לו מידה כנגד מידה של בלעדיות. פרופ' רובינשטיין אומר, שייתכן כי הקשר בין שתי המולקולות לא התגלה עד כה, מכיוון שהתאים שמייצרים אינטרפרון גאמא ייצרו גם אינטרלוקין 1-אלפא, ל"צריכה עצמית".

 

למעשה, כשאינטרפרון גאמא ואינטרלוקין 1-אלפא משתפים פעולה, הם יוצרים סינרגיה, כלומר, השפעתם המשותפת גדולה מסך כל השפעותיהם כבודדים. יחד הם מצליחים להפעיל כ-500 גנים, כולל אלה שגורמים לחום ולכאבי שרירים שהם תסמינים של מחלות נגיפיות, דוגמת שפעת. פעילות זו היא נשק חזק, בעל השפעות לוואי משמעותיות, שמוטב להפעילו רק כשבאמת אין ברירה אחרת. פרופ' רובינשטיין סבור, כי זו הסיבה שהגוף פיתח את שיטת "שני המפתחות" אשר מחייבת את האינטרפרון גאמא לשיתוף פעולה עם גורם נוסף - אינטרלוקין 1-אלפא - לפני שהוא יוצא לפעולה שמלווה בהשפעות לוואי משמעותיות.