Emme ole samanlaisia, kun sairastumme. Olipa kyse aivastamisesta, kun saamme flunssan, tai raivokkaasta ihmisten puremisesta, kun saamme vesikauhun, bakteerit muuttavat käytöstämme.
Tämä johtuu siitä, että bakteerien täytyy siirtyä isännästä toiseen. Näin ollen isännän käyttäytymistä yleensä muutetaan tavoilla, jotka auttavat taudinaiheuttajaa leviämään. Esimerkiksi vesikauhu saa tartunnan saaneet eläimet puremaan aggressiivisesti toisia, koska virus tarttuu syljen välityksellä. Jotkin mikrobit ovat kuitenkin hienovaraisempia.
Toxoplasma gondii-loiset, jotka lisääntyvät suvullisesti vain kissoilla, mutta voivat tartuttaa minkä tahansa eläimen, kaapata Aivot ja vaikuttaa isännän käyttäytymiseen. Charles Darwinia hymyilyttäneessä käänteessä Toksoplasmaan sairastuneet rotat ja hiiret käyttäytyvät tavoilla, jotka tekevät niistä helppoja saaliita kissoille – juuri sinne, minne toksoplasma haluaa mennä.
toksoplasman kyky häiritä jyrsijöiden tällaisia perusvaistoja on hälyttävä, kun otetaan huomioon, että kolmannes ihmisistä kantaa myös tämän loisen kystia aivoissaan. Ihmisellä piilevä toksoplasmoosi on yhdistetty vakaviin neurologisiin häiriöihin, kuten skitsofreniaan, ajoittaiseen räjähdysherkkään (raivo) häiriöön ja itsemurhaan, mutta sen ei ole koskaan osoitettu olevan suora aiheuttaja.
voisiko loinen manipuloida myös ihmisiä? Onko olemassa keinoa päästä eroon tästä loisesta ja jos on, palaisiko käyttäytyminen normaaliksi?
olen mikrobiologi, joka on tutkinut toksoplasmaa yli 20 vuotta. Sen lisäksi, että olen havainnut loisen vaikutukset sen isäntään loputtomasti kiehtoviksi, olen yrittänyt tunnistaa sen haavoittuvuuksia, jotta lääkärit voisivat paremmin hoitaa tätä tällä hetkellä parantumatonta elinikäistä infektiota.
yhteistyössä biokemisti Ronald Wekin ja neurotieteilijä Stephen L. Boehm II: n kanssa olemme tehneet yllättävän havainnon, että loiset eivät välttämättä suoranaisesti manipuloi jyrsijäisäntäänsä. Syynä voi sen sijaan olla isännän immuunivaste krooniseen infektioon.
aivosi Toksoplasmassa
toksoplasma on yksisoluinen loinen, joka todella pääsee liikkumaan-se on onnistunut tunkeutumaan miljardien olentojen aivoihin ympäri maailmaa linnuista maitovalaisiin. Kaikista lajeista toksoplasma voi tarttua, mutta vain kissat tukevat sen seksuaalista vaihetta. Kissan suolistossa tapahtuneen seksin jälkeen toksoplasma pakataan tukeviin ookysteiksi kutsuttuihin palkoihin, jotka vapautuvat ympäristöön ulosteiden kautta, minkä jälkeen muut eläimet voivat niellä tai hengittää sitä.
toksoplasma-infektio ei yleensä tuota ihmisille oireita, ellei heidän immuunijärjestelmänsä ole heikentynyt, mutta loiset jäävät elimistöön loppuiäkseen piilevinä kudoskystina. Näitä kudoskystia löytyy yleisesti aivoista, sydämestä ja luurankolihaksista. Kudoskystien muodostuminen tapahtuu kaikilla tartunnan saaneilla eläimillä, mukaan lukien monet, jotka päätyvät lautasellemme. Kulutus näiden kudosten kystat raaka tai alikypsennetty liha myös välittää tartunnan.
toinen tapa, jolla nämä kudoskystat toimivat loisten tarttumisen välikappaleena, on isännän käyttäytymisen muuttuminen. Rotat ja hiiret, joilla on piilevä toksoplasmoosi, tulevat hyperaktiivisiksi ja menettävät vaistonvaraisen kissapelkonsa, mikä käytännössä tekee niistä ilmaisen lounaan kissaeläimille.
Jennifer Martynowicz, labrani MDD-opiskelija, oli kiinnostunut piilevän toksoplasmoosin kyvystä muuttaa hiirien käyttäytymistä. On jo pitkään ollut mysteeri, miten tämä pieni mikrobi, joka näyttää inertiltä, kun se on koteloitu kudoskystaseinäänsä, onnistuu tekemään tällaisen uroteon. Tiedetään, että toksoplasma vapauttaa isäntäsoluihin arsenaalin loisproteiineja, jotka voivat muuttaa geenien toimintaa, mutta miten tämä muuttaa käyttäytymistä, ei tiedetä.
aikaisempi työ laboratoriossamme havaitsi, että guanabenz, FDA: n hyväksymä lääke, jota käytetään verenpainetaudin hoitoon, vähentää merkittävästi aivojen kystien määrää balb / c-nimisessä tartunnan saaneessa hiirikannassa. Käyttämällä tätä lääkettä Martynowicz pystyi käsittelemään perustavanlaatuista kysymystä: jos vähennämme parasiittikystien määrää aivoissa, voimmeko palauttaa normaalin käyttäytymisen?
Toxoplasma changes behavior – drug reverses it
Martynowicz antoi guanabentsia kolmen viikon ajan hiirille, jotka olivat hyperaktiivisia piilevän toksoplasmoosin vuoksi. Kun Martynowicz tutki hoidettujen hiirien ja hiirten aivoja, jotka eivät saaneet guanabenzia, hän havaitsi, että hoidetuilla hiirillä kystien määrä laski noin 75%, mikä vahvisti aiempien tutkimusten tuloksia.
Martynowicz tutki ensimmäisessä lajissaan, vaikuttiko kystien väheneminen hiirten aktiivisuustasoihin. Iloksemme piilevää toksoplasmoosia sairastavien hiirten yliaktiivisuus oli kadonnut. Guanabenzilla hoidetut Eläimet käyttäytyivät kuin normaalit, tartuttamattomat hiiret.
näytti siltä, että laboratoriomme hypoteesi oli oikea: Aivokystat korreloivat käyttäytymismuutosten kanssa.
varmistaakseen, että hyperaktiivisuus johtui kystista, Martynowicz päätti tutkia guanabenzin vaikutusta eri hiirikannassa nimeltä c57bl / 6, jotka ovat alttiimpia Toksoplasmalle. Tässä hiirikannassa guanabenz ei alentanut kystien määrää. Mutta se käänsi ylivilkkauden. Nämä odottamattomat havainnot osoittivat, että tartunnan saaneiden hiirten hyperaktiivisuus ei sittenkään korreloi loisten aivokystien määrän kanssa.
tämän hämmentävän ristiriidan ratkaisemiseksi Martynowicz tutki näiden hiirten aivojen tulehdustasoa. Toiset tutkijat ovat havainneet, että aivojen piilevät loiskystat värväävät immuunisoluja, mikä aiheuttaa alhaisen pitkittyneen tulehduksen.
muuttaako aivotulehdus käyttäytymistä?
Guanabentsillä tiedetään olevan tulehdusta hillitseviä vaikutuksia. Aivotulehduksen vähentäminen on juuri sitä, mitä se näyttää tekevän molempien tartunnan saaneiden hiirikantojen aivoissa. Nämä tulokset viittaavat siihen, että tartunnan saaneiden hiirten hyperaktiivisuus johtuu todennäköisemmin niiden immuunivasteesta kuin loisten aiheuttamasta manipulaatiosta. Jos näin on, avain joidenkin käyttäytymismuutosten hallitsemiseen tartunnan saaneilla eläimillä voi olla niiden immuunivasteen muokkaaminen.
emme vielä tiedä, miten neuroinflammaatio voi johtaa hyperaktiivisuuteen. Mutta on mielenkiintoista huomata, että joissakin uusissa tutkimuksissa on myös löydetty yhteys tulehduksen ja tarkkaavaisuushäiriön (ADHD) välillä, joka vaikuttaa yli 6 miljoonaan lapseen Yhdysvalloissa.
jos mBio-lehdessä julkaistut hiiriä koskevat havaintomme ulottuvat ihmisiin, sillä voi olla tärkeitä seuraamuksia sille, miten tällä hetkellä hoidamme aivotulehduksia. Tuloksemme viittaavat siihen, että aivotulehdukset voivat aiheuttaa neurologisia seurauksia vain osalle ihmisistä immuunivasteen perusteella. Lisätutkimuksia tarvitaan sen selvittämiseksi, voivatko anti-inflammatoriset lääkkeet, kuten guanabenz, olla tehokkaita näiden tilojen hallinnassa.