Паразит кошек может серьезно нарушать работу мозга, показало исследование

Новое исследование показало, что заражение распространенным паразитом способно серьезно нарушать функции мозга у промежуточных хозяев, включая, возможно, и людей. Даже при относительно небольшом количестве пораженных нейронов токсоплазмоз – инфекция, вызываемая паразитом Toxoplasma gondii – значительно влияет на нейронную коммуникацию. Это выяснилось в ходе изучения клеток мозга мышей, как выращенных в лабораторных условиях, так и взятых у живых животных.

У зараженных нейронов снижается выработка внеклеточных везикул (EV) – микроскопических липидных пузырьков, содержащих белки, нуклеиновые кислоты и метаболиты, которые участвуют в межклеточной коммуникации. Это открытие имеет большое значение для дискуссии о влиянии токсоплазмоза на поведение.

"Мы обнаружили, что нарушение передачи сигналов через EV может влиять на взаимодействие нейронов и глиальных клеток, особенно астроцитов, которые поддерживают здоровую среду в мозге", – объясняет иммунолог-паразитолог Эмма Уилсон из Медицинской школы Калифорнийского университета в Риверсайде.

"Даже небольшое количество зараженных нейронов способно изменить нейрохимический баланс мозга. Это говорит о том, что коммуникация между нейронами и поддерживающими глиальными клетками не только крайне важна, но и уязвима для вмешательства паразитов".

T. gondii известен своей способностью изменять поведение хозяев – как в лучшую, так и в худшую сторону. Этот паразит предпочитает селиться внутри клеток, особенно в нейронах, преодолевая гематоэнцефалический барьер. Оказавшись внутри, простейшее может оставаться там десятилетиями, не вызывая явных симптомов.

Это один из самых успешных паразитов на планете, способный инфицировать практически все теплокровные виды. Однако размножаться он может только в кошках. Исследования показывают, что некоторые изменения в поведении зараженных организмов направлены на увеличение вероятности встречи с кошками – например, грызуны перестают бояться запаха кошачьей мочи и даже начинают его искать.

Однако ряд ученых считает, что доказательства такого влияния на поведение косвенные, и нельзя однозначно связывать эти изменения с паразитом. Особенно сложно это определить у людей, чье поведение зависит от множества факторов.

Новое исследование сосредоточено не на поведенческих изменениях, а на физических доказательствах. Ученые заразили нейроны мышей T. gondii и проанализировали выработку и состав EV, сравнив их с показателями здоровых нейронов.

Оказалось, что зараженные клетки не только производили меньше везикул, но и их содержимое отличалось от нормы. Поскольку EV участвуют в передаче сигналов между нейронами и астроцитами, это привело к каскадному эффекту: изменилась экспрессия генов в астроцитах, что вызвало увеличение выработки определенных иммунных маркеров и снижение уровня транспортера, удаляющего избыток глутамата из мозга.

Повышенный уровень глутамата связан с такими проблемами, как судороги и повреждение нейронов – осложнения, которые наблюдаются при тяжелых формах токсоплазмоза. Это говорит о том, что влияние T. gondii может быть серьезнее, чем считалось ранее.

"Паразит, возможно, играет более значительную роль в неврологических и поведенческих расстройствах, чем мы предполагали", – отмечает Уилсон.

T. gondii инфицирует огромное количество людей. Чаще всего заражение происходит через плохо приготовленную пищу, например, недостаточно прожаренное мясо, или при контакте с кошачьими фекалиями. В некоторых регионах мира уровень заражения достигает 80%, а в США, по оценкам, носителями являются от 10 до 30% населения.

Большинство людей не подозревают о наличии паразита и не испытывают никаких симптомов, но для некоторых групп – младенцев, пожилых, людей с ослабленным иммунитетом и беременных – инфекция может быть опасной.

Лучшие способы профилактики – тщательно готовить мясо, мыть овощи и соблюдать гигиену после уборки кошачьего лотка. Между тем исследования, подобные работе Уилсон, помогают лучше понять механизмы воздействия паразита и найти способы защиты.

"Наш мозг обладает встроенными защитными механизмами, которые могут распознавать и реагировать на зараженные T. gondii нейроны", – говорит она. "Если мы научимся поддерживать или усиливать этот процесс, то сможем лучше защитить людей, особенно наиболее уязвимых".

Исследование опубликовано в журнале PLOS Pathogens.