В выпуске Scientific Reports от 13 сентября 2017 г. 32 исследователя из 16 учреждений описывают усилия по изучению того, как заражение этим паразитом может изменить, а в некоторых случаях и усилить, несколько заболеваний головного мозга, включая эпилепсию, болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также некоторые другие. раки.Когда женщина заражается T. gondii во время беременности и передает паразит своему будущему ребенку, последствия могут быть серьезными, включая разрушительное повреждение мозга, нервной системы и глаз.
Однако появляется все больше свидетельств того, что заражение этой инфекцией в более позднем возрасте может быть далеко не безвредным. Поэтому исследователи начали искать связи между этой хронической, но, казалось бы, спящей инфекцией и ее потенциалом изменить течение общих неврологических расстройств.
«Мы хотели понять, как этот паразит, который живет в головном мозге, может способствовать и пролить свет на патогенез других заболеваний головного мозга», — сказала Рима МакЛеод, доктор медицинских наук, профессор офтальмологии. визуальные науки и педиатрия, а также медицинский директор Центра токсоплазмоза при Чикагском университете.«Мы подозреваем, что это связано с множеством факторов», — сказала она. "В основе лежит согласование характеристик самого паразита, генов, которые он экспрессирует в инфицированном мозге, генов восприимчивости, которые могут ограничивать способность хозяина предотвращать инфекцию, и генов, контролирующих восприимчивость к другим заболеваниям, присутствующим у человека-хозяина. Другие факторы может включать беременность, стресс, дополнительные инфекции и дефицит микробиома.
Мы предположили, что при слиянии этих факторов может возникнуть заболевание ».Более десяти лет исследователи отмечали незаметные манипуляции с поведением, связанные с латентной инфекцией T. gondii. Например, крысы и мыши, являющиеся носителями этого паразита, теряют отвращение к запаху кошачьей мочи. Это опасно для грызунов, так как кошкам легче их поймать и съесть.
Но это приносит пользу кошкам, которые получают пищу, а также паразитам, которые получают нового хозяина, который широко распространяет их в окружающей среде. Остро инфицированная кошка может выделять до 500 миллионов ооцист за несколько недель. Даже одна ооциста, которая может оставаться в почве или воде до года, заразна.
Более недавнее исследование обнаружило аналогичную связь с участием приматов. Зараженные шимпанзе теряют отвращение к запаху мочи своего естественного хищника — леопарда.
Исследовательская группа решила поискать аналогичные эффекты у людей. Они сосредоточились на том, что они называют человеческим «инфектомом» — вероятными связями между секретируемыми паразитами белками, экспрессируемыми человеческими микроРНК, нейронной химией человеческого хозяина и множественными путями, которые нарушаются взаимодействиями паразит-хозяин.Используя данные, собранные в рамках Национального совместного исследования врожденного токсоплазмоза в Чикаго, в рамках которого с 1981 года было диагностировано, вылечено и наблюдали за 246 врожденно инфицированными людьми и их семьями, они выполнили «всесторонний системный анализ», изучив ряд биомаркеров, генерируемых паразитами, и оценка их вероятного воздействия.
Работая с Институтом Дж. Крейга Вентера и Учеными Института системной биологии, они изучили влияние инфекций первичных нейрональных стволовых клеток человеческого мозга на культуру тканей, сосредоточив внимание на экспрессии генов и нарушенных белках. Часть команды, в том числе Хуан Нго из Северо-Западного университета, Эрнан Лоренци из Института Дж. Крейга Вентера, Кай Ван и Таэк-Кюн Ким из Института системной биологии и Маклеода, интегрировали генетику хозяина, протеомику, транскриптомику и циркулирующие наборы данных микроРНК для создания модель этих эффектов на человеческий мозг.
Используя так называемый подход «реконструкции и деконволюции», исследователи определили нарушенные пути, связанные с нейродегенеративными заболеваниями, а также связи между токсоплазмозом, расстройствами мозга человека и некоторыми видами рака.Они также обнаружили, что:
Небольшие регуляторные биомаркеры — кусочки микроРНК или белков, обнаруженные у детей с тяжелым токсоплазмозом, — совпадали с таковыми у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера или Паркинсона.Паразит мог манипулировать 12 обонятельными рецепторами человека способами, имитирующими обмен кошки-мыши или шимпанзе-леопарда.
Доказательства того, что T. gondii может увеличивать риск эпилепсии, «возможно, изменяя ГАМКергическую сигнализацию».Инфекция T. gondii была связана с сетью из 1178 человеческих генов, многие из которых модифицированы при различных формах рака.«Наши результаты дают представление о механизмах, посредством которых этот паразит может вызывать эти ассоциированные заболевания при некоторых обстоятельствах», — пишут авторы. «Эта работа обеспечивает системную дорожную карту для разработки лекарств и вакцин для восстановления и предотвращения нейропатологических эффектов T. gondii на человеческий мозг».«Это исследование меняет парадигму», — сказал соавтор Деннис Стейнлер, доктор философии, директор лаборатории неврологии и старения в Исследовательском центре питания человека Министерства сельского хозяйства США Джин Майер при Университете Тафтса. «Теперь мы должны включить инфекционное заболевание в уравнение нейродегенеративных заболеваний, эпилепсии и рака нервной системы».
«В то же время, — добавил он, — мы должны преобразовать аспекты этого исследования в профилактические методы лечения, которые включают все, от лекарств до диеты и образа жизни, чтобы отсрочить начало и прогрессирование болезни».
