במהלך 17 הימים שבהם גורי כלבי הים האפורים יונקים, הם צריכים להפעיל את מערכת העיכול שלהם ולבנות מערכת חיסונית. כל זה נועד כדי להגן עליהם מפני מחלות וסכנות אחרות שהם עלולים להיתקל בהן בצפון האוקיינוס האטלנטי.
על כן, ההערכות היו שהחלב ממנו ניזונים הגורים הצעירים מכיל מרכיבים שמסייעים להם במשימה. כעת, מחקר חדש שפורסם בכתב העת Nature Communications מראה שזה אכן המצב. "הניתוח שלנו מראה שחלב של כלבי ים אפורים הוא יוצא דופן", אמר ד"ר דיאל בויאר מהמחלקה המחלקה לכימיה וביולוגיה מולקולרית באוניברסיטת גטבורג בשבדיה.
החוקרים זיהו 332 מולקולות סוכר שונות, בהשוואה לכ-250 בחלב אם. שני שלישים מאותם סוכרים התגלו לראשונה. לחלק מהמולקולות הללו היה גודל שלא נראה קודם לכן (28 יחידות סוכר), מספר שעולה באופן ניכר על 18 יחידות הסוכר בחלב אם.
אוליגוסכרידים הם סוג של סוכרים הנמצאים בחלב של כל היונקים ותורמים להתפתחות ובריאות הצאצאים. לסוכרים אלה תפקידים חשובים, כולל הגנה מפני וירוסים וחיידקים, טיפוח הפלורה הראשונית של המיקרואורגניזמים בגוף ותרומה להתפתחות הקיבה והמעיים.
למרות חשיבותם, ישנם פערים בידע על מגוון סוכר החלב בבעלי חיים, בעיקר משום שמספר מוגבל של מחקרים נערכו על יונקים שאינם בני אדם. "לראשונה, הצלחנו לנתח את רמות הסוכר בחלב של יונק שאינו אנושי לאורך כל תקופת ההנקה. זה חשוב משום שהרכב החלב משתנה ככל שהפרט הצעיר הולך ומתבגר", הסביר ד"ר בויאר.
דגימות החלב נאספו במספר הזדמנויות מחמישה כלבי ים אפורים מול חופי סקוטלנד לאורך תקופת ההנקה שלהם. באמצעות ספקטרומטר מסה (מתקן המודד את היחס בין המסה למטען של חלקיקים טעונים), הצליחו החוקרים לאפיין 240 מהסוכרים שנמצאו מבחינה מבנית.
באמצעות שילוב של ניתוחים ומודלים של בינה מלאכותית, גילו החוקרים שהרכב חלב כלבי הים עובר שינויים מתואמים לאורך תקופת ההנקה, בדומה לזה של חלב אם. "הסוכרים נקשרים לחלבונים שונים הנמצאים, למשל, במערכת החיסון. בדקנו את מולקולות הסוכר שהתגלו לאחרונה על תאי חיסון אנושיים וגילנו שהן יכולות לווסת את תגובת התאים לאיומים שונים", אמר ד"ר בויאר.
הממצאים מצביעים על כך שיונקים ימיים בטבע, החשופים ללחצים סביבתיים קיצוניים ולחשיפה גבוהה לסכנות חיצוניות, פיתחו חלב מורכב כדי להגן על צאצאיהם הגדלים במהירות. ניתוח זה הראה גם כי לכמה ממולקולות הסוכר תכונות חיסוניות חזקות כנגד חיידקים גורמי מחלות.
המחקר סולל את הדרך לגילוי תרכובות ביו-אקטיביות חדשות בעלות יישומים פוטנציאליים בתזונת תינוקות, בקרת זיהומים ותמיכה במערכת החיסון. בעתיד, ניתן יהיה להוסיף את מולקולות הסוכר החדשות הללו לתחליפי חלב אם כדי לחזק את מערכת החיסון אצל תינוקות. ניתן יהיה לתת את סוכרי החלב גם למבוגרים כדי לשמור על בריאות מערכת העיכול.
על כן, המחקר מדגיש את הפוטנציאל הביו-רפואי הבלתי מנוצל הטמון במיני בעלי חיים הפזורים בטבע, שלא נחקרו מספיק. "מדובר על מחקר פורץ דרך שמנתח סוכרי חלב מיונקים בפירוט כה רב. עשינו זאת עבור עשרה יונקים שונים, ומצאנו מולקולות סוכר ייחודיות בכל פעם. יש לנו חלב מעוד 20 יונקים במקפיא, כך שהעתיד עשוי לטמון בחובו תגליות מרתקות נוספות", סיכם ד"ר בויאר.
