בתוך התוכנית לבנות כספת יום הדין עבור חיידקים

הארכיפלג הנורבגי סבאלברד הוא ביתם של מערות קרח, כלבי מזחלות ואפילו דובי קוטב, אבל מה שהוא ללא ספק הידוע ביותר בזכותו הוא כספת הזרעים העולמית, בנק זרעים עצום בנוי ישירות בצלע של הר קפוא. הרעיון הוא שאם העולם סובל מאיזו קטסטרופה הרסנית שתמחק מאגרי גנים אחרים, הכספת של סבאלברד יפעל כגיבוי ויאפשר לאנושות לאכלס מחדש את העולם במינים חשובים של צמחים, כגון גידולי יסוד ותרופות עשבי תיבול.

אבל זרעים הם לא החלק היחיד בעולם הטבע שאולי נרצה לשמור עליו גיבויים. לאחרונה, מדענים החלו לשקול את היתרונות של בניית כספת דומה ליום הדין עבור חיידקים חשובים - תיבת נח לחיידקים, אם תרצו.

כשד"ר מריה גלוריה דומינגז-בלו, מיקרוביולוגית מאוניברסיטת רוטגרס, שמעה על אחסון הזרעים, ההקבלות קפצו לה, היא סיפרה ל-Digital Trends. "זה היה כל כך ברור, והתעניינתי מאוד ברעיון לעשות משהו כזה עבור המיקרוביום", אמרה.

המיקרוביוטה שלך ואתה

מיקרוביוטה הם כל המיקרואורגניזמים - כולל חיידקים, וירוסים ופטריות - הנמצאים בסביבה מסוימת, כמו העור או מערכת העיכול. המיקרוביום מתייחס לאותם מיקרואורגניזמים ולגנים שלהם. גורמים רבים משפיעים על תמהיל החיידקים הללו בתוך המעי, כולל שניהם

תוֹרַשְׁתִי ו סְבִיבָתִי רכיבים. מחקר על האופן שבו מיקרוביוטה משפיעה על בריאות האדם עדיין חדש יחסית, אבל הם נחשבים למלא תפקידים במערכת החיסון, סינתזת אנזימים ועיכול של פחמימות מורכבות.

כמה חוקרים חוקרים את הדרכים שבהן המיקרוביוטה של ​​אנשים באזורי תעשייה שונים מאלה באזורים כפריים או מרוחקים. תזונה, זיהום, תרופות, תברואה וסמנים אחרים של סביבות עירוניות עלולים להביא לידי ביטוי את השינויים הללו במיקרואורגניזמים. אמנם מחקרים הראו זאת קיימים הבדלים כאלה, עדיין לא ברור לחלוטין שהשינויים הללו גורמים לעלייה במצבים כרוניים, כמו סוכרת או מחלות לב.

עם זאת דומינגז-בלו חוששת שככל שמחקר המיקרוביוטה יתבגר, המתרגלים שלו עלולים להפסיד על נתונים חשובים מאוכלוסיות ילידים עם אורח חיים מסורתי יותר ומגוונים מיקרוביוטה. "עד שנדע טוב יותר - אם לא נשמר עכשיו, לא יהיה לנו את זה", אמרה.

במקרה חירום

לאחר שעבדה הן בוונצואלה והן בפורטו ריקו מולדתה, דומינגז-בלו יודעת ממקור ראשון את הסכנות שתסיסה פוליטית ואיומי אקלים מהווים לאוספי דגימות. ב-2012 היא עברה לאוניברסיטת ניו יורק, שם, לאחר חודש בלבד, פגעה הוריקן סנדי. היא והצוות שלה נאלצו להיכנס למעבדה עם פנסי ראש כדי לחלץ את הדגימות. "חייתי, בעור שלי, עד כמה האוספים האישיים שלנו פגיעים", אמרה.

לאחר שיצרה קשר עם החוקרים המעורבים בפרויקט סבאלברד, דומינגז-בלו החלה להרכיב מדענים בתחומה כדי לבחון את הפוטנציאל של יצירת כספת מיקרוביוטה. באמצע יוני השנה, בדיקת היתכנות משתי סוכנויות עצמאיות, EvalueScience and Advocacy, מצאו שההצעה "בעלת משמעות גבוהה פוטנציאל." דומינגז-בלו רואה את השלמת המחקר כהעברת הפרויקט מההריון ליילוד שלב. הצעדים הבאים הם הקמת כמה ועדות המוקדשות לסיוע ופילנתרופיה; לסיים את מיקום הכספת, מימון, בעיות טכניות; לשפר את החינוך ואת היחסים הבינלאומיים; ותחומים נוספים.

קיימים כבר מספר אוספי מיקרואורגניזמים בכל רחבי העולם, כולל פרויקט בטן אמריקאי, בנק אסיה מיקרוביוטה, וה פרויקט מיליון מיקרוביום של בני אדם. צעד מרכזי אחד יהיה לשכנע את הסדרנים של בנקים כאלה למסור דגימות לאחסון גיבוי. מטרה נוספת היא לעודד יצירת אוספים מקומיים נוספים, במיוחד של קבוצות ילידים.

"האוספים המקומיים חשובים ביותר מכיוון שהאוספים המקומיים הם האוספים החיים", אמר דומינגז-בלו. ניתן להשתמש בדוגמאות אלה למחקר ושיתוף פעולה, עם חומר נוסף שהוכן לאחסון לטווח ארוך בכספת. יום אחד, הכספת עשויה להכיל מאות אלפי דגימות, אבל תוכנית הפיילוט תתחיל עם כמה אלפים.

משתתפי הכספת החלו ליצור קשרים בכמה מדינות, כולל פרו, בוליביה ואינדונזיה. "והדרך שבה אנחנו מתכננים לעשות את זה היא באמצעות חינוך", אמרה דומינגז-בלו.

התוכנית היא לשתף פעולה עם אוניברסיטאות במדינות שונות כדי ללמד מדענים מקומיים על המיקרוביום, מדוע יש צורך באוספים כאלה וכיצד לאסוף ולשמר דגימות. "זה יותר ממיקרוביולוגיה," אמר דומינגז-בלו. "זו גם אנתרופולוגיה ואתיקה." על ידי חיבור עם מומחים מקומיים, אוניברסיטאות זרות יעשו זאת אולי קל יותר להבין חוקים והיתרים, כמו גם לתקשר עם ילידים קבוצות. הקורס הראשון בן 10 הימים תוכנן לפרו, אבל זה היה לפני ה-COVID-19.

צוותים רפואיים מקומיים או אנתרופולוגים יכירו גם את האתגרים הייחודיים של האזור, כמו האם החשמל אמין מספיק כדי לשמור על קור רוח של דגימות. שימור לטווח ארוך מציג אתגרים שונים מאשר דגימות חיות. מחקר ההיתכנות הודה שיש הרבה בהכנת מיקרואורגניזמים לאחסון כזה שחוקרים לא מבינים. שיטות מסוימות יכולות לשמר אורגניזמים מסוימים תוך הרג אחרים.

שתי שיטות פוטנציאליות לכספת הן שימור בהקפאה, עם חנקן נוזלי, וליאופיליזציה או ייבוש בהקפאה. בעוד חנקן נוזלי הוא תקן הזהב, דומינגז-בלו אמרה שדגימות מיובשות בהקפאה לא ידרשו חשמל אם הן יאוחסנו באזור קר מספיק. מארגני כספת המיקרוביוטה שוקלים את שוויץ או נורבגיה, או אולי את שני המיקומים. מחברי מחקר ההיתכנות הציעו שניתן יהיה לשמור דגימות מיובשות בהקפאה בכספת הזרעים בסבאלברד.

בעיות אתיות

שלא כמו בכספת מלאה זרעים, יש דאגות אתיות ופרטיות שמגיעות יחד עם איסוף ושמירת דגימות אנושיות. החוקים בשתי המדינות שבהן אוספים מאוחסנים ונרכשים עשויים להשתנות. לדוגמה, חלק מהמדינות - כולל שוויץ ונורבגיה - הן חלק מהן פרוטוקול נגויה, הסכם בינלאומי שמנסה לחלוק באופן שוויוני את היתרונות הנובעים ממחקר גנטי. האם דגימות מיקרוביוטה נופלות תחת הסכם זה עדיין נתון לוויכוח.

בלי קשר, דומינגז-בלו מאמינה בכל מוסד שמקווה להרוויח מדגימות המיקרוביוטה הללו - לדוגמה, על ידי יצירת פרוביוטיקה חדשה - יש אחריות לקהילות שתרמו רלוונטיות דגימות. "יש חובה אתית עם האנשים שהיו המקור של אותם חיידקים", אמרה. לדוגמה, חוקרים עשויים לסייע בבנייה מחדש של בתי ספר או לספק ציוד רפואי, בהתבסס על הצרכים של האזור. "אתם חייבים לעשות משהו למען הטוב, לרווחת הקהילה שלהם כולה", אמרה.

הכספת תצטרך גם לאזן בין שיתוף נתונים גלוי תוך שמירה על פרטיות, לא רק של יחידים אלא פוטנציאלית של קהילות שלמות. כאשר האוכלוסיות קטנות מספיק, אפילו מתן גילו של אדם יכול להפוך אותם לזיהויים.

במקביל, הכספת נועדה לטפח רשת, לעודד שיתוף פעולה בין חוקרים. "אני חושב שזה קשור מאוד לחינוך לא רק לתלמידים שלנו - דור העתיד של מדענים של ארה"ב או צרפת או שוויץ או שוודיה או נורבגיה או או או פורטוגל - אבל גם" במדינות עם גישה מינימלית למעבדות וציוד, אמרה דומינגז-בלו, שהוסיפה כי עלינו "להרחיב את הקהילה המדעית כדי לשלב אוֹתָם. אני חושב שהמיקרוביום הוא זירה מושלמת לעשות את זה".