Инфекция, вызываемая распространенным паразитом Toxoplasma gondii (токсоплазма), может серьезно нарушать функционирование мозга даже при относительно небольшом числе пораженных нейронов. К такому выводу пришли ученые Калифорнийского университета в Риверсайде, пишет ScienceAlert.
В ходе работы исследователи изучали влияние паразита на мышиные нейроны — как выращенные в лабораторной среде, так и полученные из живых животных. Было обнаружено, что зараженные нейроны выделяют меньше внеклеточных везикул (EV) — микроскопических пузырьков, через которые клетки мозга обмениваются информацией. Кроме того, содержание этих везикул отличается от тех, что производят здоровые клетки.
Эти нарушения в системе межклеточной передачи информации имеют серьезные последствия. По словам ведущего автора исследования Эммы Уилсон, сбои в сигнальной системе нейронов мешают поддержанию стабильной нейрохимической среды в мозге.
«Даже несколько зараженных нейронов могут изменить химический баланс мозга. Это говорит о том, насколько уязвимыми к вмешательству паразитов являются механизмы взаимодействия между нейронами и поддерживающими их клетками — глией, особенно астроцитами», — говорит Уилсон.
Т. gondii — один из самых успешных паразитов на планете, способный инфицировать почти все виды теплокровных животных, включая человека. Однако размножаться он может только в организме кошек. Исследования предполагают, что паразит может вызывать поведенческие изменения у промежуточных хозяев (включая людей), чтобы увеличить шансы попасть к кошке. Например, инфицированные грызуны начинают проявлять интерес к запаху кошачьей мочи, который обычно избегают.
Хотя прямая связь между токсоплазмой и изменениями поведения у человека до конца не доказана, новое исследование сосредоточено не на поведении, а на конкретных биологических механизмах. Установлено, что нарушение работы везикул ведет к изменению экспрессии генов в астроцитах: активизируются гены иммунного ответа и снижается выработка белка, ответственного за удаление избытка глутамата из мозга.
Избыток глутамата может вызывать судороги и повреждение нейронов — симптомы, известные при тяжелых формах токсоплазмоза. Это дает основания полагать, что влияние паразита на мозг может быть гораздо серьезнее, чем считалось ранее.
По оценкам ученых, до 80% людей в отдельных регионах мира инфицированы токсоплазмой. В США этот показатель оценивается в 10−30%. Заражение чаще всего происходит при употреблении плохо прожаренного мяса или при контакте с кошачьими фекалиями. Хотя большинство людей переносят инфекцию бессимптомно, у беременных, пожилых, младенцев и людей с ослабленным иммунитетом возможны тяжелые осложнения.
«Наш мозг обладает защитными механизмами, которые могут распознавать и реагировать на зараженные нейроны. Если мы поймем, как их усилить, это поможет защитить наиболее уязвимых людей», — подчеркивает Уилсон.
Ученые надеются, что более глубокое понимание процессов заражения и иммунного ответа позволит создать новые подходы к профилактике и лечению токсоплазмоза.
Исследование опубликовано в журнале PLOS Pathogens.