Non siamo gli stessi quando ci ammaliamo. Che si tratti di starnuti quando abbiamo un raffreddore, o ferocemente mordere le persone quando otteniamo la rabbia, i germi cambiano il nostro comportamento.
Questo perché i germi devono trasmettere da un host all’altro. Di conseguenza, il comportamento dell’ospite è solitamente alterato in modi che aiutano la diffusione del patogeno. La rabbia, ad esempio, fa sì che gli animali infetti mordano aggressivamente gli altri perché il virus trasmette attraverso la saliva. Ma alcuni microbi sono più sottili.
Parassiti Toxoplasma gondii, che si riproducono sessualmente solo nei gatti ma possono infettare qualsiasi animale, dirottare il cervello e influenzare il comportamento dell’ospite. In una serie di eventi che farebbero sorridere Charles Darwin, ratti e topi infetti da Toxoplasma si comportano in modi che li rendono facile preda per i gatti – esattamente dove Toxoplasma vuole andare.
La capacità del Toxoplasma di interrompere tali istinti di base nei roditori è allarmante se si considera che un terzo degli esseri umani porta anche le cisti di questo parassita nel loro cervello. La toxoplasmosi latente nell’uomo è stata associata a gravi disturbi neurologici, tra cui schizofrenia, disturbo esplosivo intermittente (rabbia) e suicidio, ma non ha mai dimostrato di essere una causa diretta.
Il parassita potrebbe manipolare anche le persone? C’è un modo per sbarazzarci di questo parassita e, in tal caso, il comportamento tornerebbe alla normalità?
Sono un microbiologo che studia il Toxoplasma da oltre 20 anni. Non solo ho trovato gli effetti del parassita sul suo ospite per essere infinitamente affascinante, ho cercato di identificare le sue vulnerabilità in modo che i medici possono trattare meglio questa infezione per tutta la vita attualmente incurabile.
In una collaborazione con il biochimico Ronald Wek e il neuroscienziato Stephen L. Boehm II, abbiamo fatto la sorprendente scoperta che i parassiti potrebbero non manipolare direttamente il suo ospite roditore. Piuttosto, la risposta immunitaria dell’ospite all’infezione cronica può essere da biasimare.
Il tuo cervello su Toxoplasma
Il toxoplasma è un parassita unicellulare che si aggira davvero: è riuscito a infiltrarsi nel cervello di miliardi di creature in tutto il mondo, dagli uccelli alle balene beluga. Di tutte le specie Il Toxoplasma può infettare, tuttavia, solo i gatti supportano il suo stadio sessuale. Dopo il sesso nell’intestino del gatto, il Toxoplasma è confezionato in robusti baccelli chiamati oocisti che vengono rilasciati nell’ambiente tramite le feci e possono quindi essere ingeriti o inalati da altri animali.
L’infezione da Toxoplasma di solito non produce sintomi negli esseri umani a meno che il loro sistema immunitario non sia compromesso, ma i parassiti rimangono nel corpo per tutta la vita come cisti tissutali latenti. Queste cisti tissutali si trovano comunemente nel cervello, nel cuore e nel muscolo scheletrico. La formazione di cisti tissutali si verifica in tutti gli animali infetti,compresi molti che finiscono sul nostro piatto. Il consumo di queste cisti tissutali in carne cruda o poco cotta trasmette anche l’infezione.
Un altro modo in cui queste cisti tissutali fungono da veicolo per la trasmissione dei parassiti è attraverso l’alterazione del comportamento dell’ospite. Ratti e topi con toxoplasmosi latente diventano iperattivi e perdono la loro paura istintiva dei gatti, rendendoli essenzialmente un pranzo gratuito per i felini.
Jennifer Martynowicz, una studentessa di dottorato di ricerca nel mio laboratorio, è stata incuriosita dalla capacità della toxoplasmosi latente di alterare il comportamento dei topi. È stato a lungo un mistero su come esattamente questo piccolo microbo, che sembra inerte quando racchiuso nella sua parete della cisti tissutale, riesca a compiere una tale impresa. È noto che il Toxoplasma rilascia un arsenale di proteine parassite nelle cellule ospiti che possono alterare l’attività genica, ma come questo si traduca in un comportamento alterante rimane sconosciuto.
Il lavoro precedente nel nostro laboratorio ha scoperto che guanabenz, un farmaco approvato dalla FDA usato per trattare l’ipertensione, riduce significativamente il numero di cisti cerebrali in un ceppo infetto di topi che chiamiamo BALB / c. Usando questo farmaco, Martynowicz è stato in grado di affrontare una domanda fondamentale: se riduciamo il numero di cisti parassitarie nel cervello, possiamo ripristinare un comportamento normale?
Il toxoplasma cambia il comportamento – il farmaco lo inverte
Martynowicz ha somministrato guanabenz per tre settimane ai topi iperattivi a causa della toxoplasmosi latente. Quando Martynowicz ha esaminato il cervello dei topi trattati e dei topi che non hanno ricevuto guanabenz, ha scoperto che la conta delle cisti è stata abbassata di circa il 75% nei topi trattati, rafforzando i risultati di studi precedenti.
Nella prima dimostrazione del suo genere, Martynowicz ha quindi esaminato se la riduzione delle cisti influenzasse i livelli di attività nei topi. Con nostra grande gioia, l’iperattività di solito osservata nei topi con toxoplasmosi latente era scomparsa. Gli animali trattati con guanabenz si sono comportati come topi normali e non infetti.
Quindi sembrava che l’ipotesi del nostro laboratorio fosse corretta: le cisti cerebrali correlate ai cambiamenti del comportamento.
Per essere certi che l’iperattività è stata causata dalle cisti, Martynowicz ha deciso di esaminare l’effetto di guanabenz in un diverso ceppo di topo chiamato C57BL / 6, che sono più sensibili al Toxoplasma. In questo ceppo di topo, guanabenz non ha ridotto la conta delle cisti. Ma ha invertito il comportamento iperattivo. Questi risultati inaspettati hanno dimostrato che l’iperattività nei topi infetti non è correlata al numero di cisti cerebrali parassitarie dopo tutto.
Per affrontare questa sconcertante discrepanza, Martynowicz ha esaminato il livello di infiammazione nel cervello di questi topi. Altri ricercatori hanno osservato che le cisti parassitarie latenti nel cervello reclutano cellule immunitarie, producendo un basso livello di infiammazione sostenuta.
L’infiammazione cerebrale cambia il comportamento?
Guanabenz è noto per avere effetti anti-infiammatori. Diminuire l’infiammazione del cervello è esattamente ciò che sembra fare nel cervello di entrambi i ceppi di topi infetti. Questi risultati suggeriscono che l’iperattività nei topi infetti è più probabilmente guidata dalla loro risposta immunitaria piuttosto che da una manipolazione guidata da parassiti. Se è così, la chiave per controllare alcuni cambiamenti comportamentali negli animali infetti potrebbe essere la modulazione della loro risposta immunitaria.
Non sappiamo ancora come la neuroinfiammazione possa portare all’iperattività. Ma è interessante notare che alcuni studi emergenti hanno anche trovato un legame tra infiammazione e deficit di attenzione e iperattività (ADHD), che colpisce oltre 6 milioni di bambini negli stati UNITI
Se i nostri risultati nei topi, pubblicato sulla rivista mBio, estendere alla gente, si potrebbe avere importanti implicazioni per come siamo spiacenti, il trattamento di infezioni cerebrali. I nostri risultati suggeriscono che le infezioni cerebrali possono causare conseguenze neurologiche solo in un sottoinsieme di persone, in base alla loro risposta immunitaria. Ulteriori studi sono necessari per determinare se farmaci anti-infiammatori come guanabenz possono essere efficaci nella gestione di queste condizioni.