Vi er ikke de samme, når vi bliver syge. Uanset om det nyser, når vi bliver forkølede eller voldsomt bidende mennesker, når vi får rabies, ændrer bakterier vores adfærd.
det er fordi bakterier skal overføre fra en vært til en anden. Derfor ændres værtsadfærd normalt på måder, der hjælper patogenet med at sprede sig. Rabies får for eksempel inficerede dyr til aggressivt at bide andre, fordi virussen transmitterer gennem spyt. Men nogle mikrober er mere subtile.
toksoplasma gondii parasitter, som seksuelt reproducerer kun hos katte, men kan inficere ethvert dyr, kapre hjernen og påvirke værtens adfærd. I en vending af begivenheder, der ville få Charles Darvin til at smile, opfører rotter og mus inficeret med toksoplasma sig på måder, der gør dem let bytte for katte – nøjagtigt hvor toksoplasma vil hen. Toksoplasmas evne til at forstyrre sådanne grundlæggende instinkter hos gnavere er alarmerende, når man overvejer, at en tredjedel af mennesker også bærer denne PARASITs cyster i deres hjerne. Latent toksoplasmose hos mennesker har været forbundet med alvorlige neurologiske lidelser, herunder skisofreni, intermitterende eksplosiv (raseri) lidelse og selvmord, men har aldrig vist sig at være en direkte årsag.
kan parasitten også manipulere mennesker? Er der en måde, vi kan slippe af med denne parasit, og i så fald ville adfærd vende tilbage til det normale?
Jeg er en mikrobiolog, der har studeret toksoplasma i over 20 år. Ikke alene har jeg fundet parasitens virkninger på sin vært for at være uendeligt fascinerende, jeg har forsøgt at identificere sine sårbarheder, så læger bedre kan behandle denne nuværende uhelbredelige livslang infektion.i samarbejde med biokemikeren Stephen L. Boehm II har vi gjort den overraskende opdagelse, at parasitterne måske ikke direkte manipulerer sin gnavervært. Snarere kan værtens immunrespons på den kroniske infektion være skylden.
din hjerne på toksoplasma
toksoplasma er en encellet parasit, der virkelig kommer rundt-Det har formået at infiltrere hjernen hos milliarder af skabninger rundt om i verden, fra fugle til hvalhvaler. Af alle arter toksoplasma kan inficere, men kun katte støtter sin seksuelle fase. Efter køn i kattens tarm pakkes toksoplasma i robuste bælg kaldet oocyster, der frigives i miljøet via afføring, og kan derefter indtages eller indåndes af andre dyr.
infektion med toksoplasma producerer normalt ikke symptomer hos mennesker, medmindre deres immunsystem er kompromitteret, men parasitterne forbliver i kroppen for livet som latente vævscyster. Disse vævscyster findes almindeligvis i hjernen, hjertet og skeletmuskulaturen. Dannelsen af vævscyster forekommer hos alle inficerede dyr, inklusive mange, der ender på vores middagsplade. Forbrug af disse vævscyster i rå eller underkogt kød overfører også infektionen.
en anden måde disse vævscyster tjener som et middel til parasitoverførsel er gennem ændring af værtsadfærd. Rotter og mus med latent toksoplasmose bliver hyperaktive og mister deres instinktive frygt for katte, hvilket i det væsentlige gør dem til en gratis frokost til katte.en MD-Ph. D.-studerende i mit laboratorium blev fascineret af latent toksoplasmos evne til at ændre musens opførsel. Det har længe været et mysterium, hvordan netop denne lille mikrobe, der virker inert, når den er indkapslet i sin vævscystevæg, formår at trække en sådan bedrift af. Det er kendt, at toksoplasma frigiver et arsenal af parasitproteiner i værtsceller, der kan ændre genaktivitet, men hvordan dette oversættes til at ændre adfærd forbliver ukendt.tidligere arbejde i vores laboratorium fandt, at guanabensa, et FDA-godkendt lægemiddel, der anvendes til behandling af hypertension, reducerer antallet af hjernecyster betydeligt i en inficeret stamme af mus, vi kalder BALB/c. Ved hjælp af dette lægemiddel kunne Martynovits tage fat på et grundlæggende spørgsmål: hvis vi reducerer antallet af parasitcyster i hjernen, kan vi genoprette normal adfærd?
toksoplasma ændrer adfærd – lægemiddel reverserer det
Da hun undersøgte hjernerne hos de behandlede mus og mus, der ikke modtog guanaben, opdagede hun, at cystetallet blev sænket omkring 75% i behandlede mus, hvilket forstærkede resultaterne fra tidligere undersøgelser.
i den første demonstration af sin art undersøgte Martynovits derefter, om reduktionen i cyster påvirkede aktivitetsniveauet hos musene. Til vores glæde var hyperaktiviteten, der normalt ses hos mus med latent toksoplasmose, forsvundet. Dyrene behandlet med guanabens opførte sig som normale, uinficerede mus.
så det så ud til, at vores Laboratories hypotese var korrekt: hjernecyster korrelerede med adfærdsændringer.
for at være sikker på, at hyperaktiviteten var forårsaget af cysterne, besluttede Martynovits at undersøge effekten af guanabens i en anden musestamme kaldet C57BL/6, som er mere modtagelige for toksoplasma. I denne musestamme sænkede guanabens ikke cystetællinger. Men det vendte den hyperaktive adfærd. Disse uventede fund viste, at hyperaktiviteten hos inficerede mus trods alt ikke korrelerer med antallet af parasithjernecyster.
for at løse denne gådefulde uoverensstemmelse undersøgte Martynovits niveauet af betændelse i hjernen hos disse mus. Andre efterforskere har observeret, at latente parasitcyster i hjernen rekrutterer immunceller, der producerer et lavt niveau af vedvarende betændelse.
ændrer hjernebetændelse adfærd?
Guanabense er kendt for at have antiinflammatoriske virkninger. Faldende hjernebetændelse er præcis, hvad det ser ud til at gøre i hjernen hos begge inficerede musestammer. Disse resultater tyder på, at hyperaktiviteten hos inficerede mus er mere sandsynligt drevet af deres immunrespons snarere end en parasitdrevet manipulation. I så fald kan nøglen til at kontrollere nogle adfærdsændringer hos inficerede dyr modulere deres immunrespons.
Vi ved endnu ikke, hvordan neuroinflammation kan føre til hyperaktivitet. Men det er interessant at bemærke, at nogle nye undersøgelser også har fundet en forbindelse mellem betændelse og ADHD (attention deficit hyperactivity disorder), som påvirker mere end 6 millioner børn i USA
Hvis vores fund i mus, offentliggjort i tidsskriftet mBio, udvides til mennesker, kan det have vigtige konsekvenser for, hvordan vi i øjeblikket behandler hjerneinfektioner. Vores resultater tyder på, at hjerneinfektioner kun kan forårsage neurologiske konsekvenser i en delmængde af mennesker, baseret på deres immunrespons. Yderligere undersøgelser er nødvendige for at afgøre, om antiinflammatoriske lægemidler som guanaben kan være effektive til at håndtere disse tilstande.