Nous ne sommes pas les mêmes quand nous tombons malades. Qu’il s’agisse d’éternuer lorsque nous attrapons un rhume ou de mordre férocement les gens lorsque nous attrapons la rage, les germes changent notre comportement.
C’est parce que les germes doivent se transmettre d’un hôte à un autre. Par conséquent, le comportement de l’hôte est généralement modifié de manière à aider l’agent pathogène à se propager. La rage, par exemple, amène les animaux infectés à mordre agressivement les autres parce que le virus se transmet par la salive. Mais certains microbes sont plus subtils.
Les parasites Toxoplasma gondii, qui ne se reproduisent sexuellement que chez les chats mais peuvent infecter n’importe quel animal, détournent le cerveau et affectent le comportement de l’hôte. Dans une tournure des événements qui ferait sourire Charles Darwin, les rats et les souris infectés par Toxoplasma se comportent de manière à en faire une proie facile pour les chats – exactement là où Toxoplasma veut aller.
La capacité du toxoplasme à perturber ces instincts de base chez les rongeurs est alarmante si l’on considère qu’un tiers des humains portent également les kystes de ce parasite dans leur cerveau. La toxoplasmose latente chez l’homme a été associée à des troubles neurologiques graves, notamment la schizophrénie, le trouble explosif intermittent (rage) et le suicide, mais il n’a jamais été démontré qu’elle en était une cause directe.
Le parasite pourrait-il également manipuler les gens? Existe-t-il un moyen de nous débarrasser de ce parasite et, si oui, le comportement reviendrait-il à la normale?
Je suis un microbiologiste qui étudie le toxoplasme depuis plus de 20 ans. Non seulement j’ai trouvé les effets du parasite sur son hôte infiniment fascinants, mais j’ai essayé d’identifier ses vulnérabilités afin que les médecins puissent mieux traiter cette infection incurable à vie.
En collaboration avec le biochimiste Ronald Wek et le neuroscientifique Stephen L. Boehm II, nous avons fait la découverte surprenante que les parasites ne manipulent peut-être pas directement son hôte rongeur. Au contraire, la réponse immunitaire de l’hôte à l’infection chronique peut être à blâmer.
Votre cerveau sur Toxoplasme
Le toxoplasme est un parasite unicellulaire qui se déplace vraiment – il a réussi à s’infiltrer dans le cerveau de milliards de créatures à travers le monde, des oiseaux aux bélugas. De toutes les espèces, Toxoplasma peut infecter, cependant, seuls les chats supportent son stade sexuel. Après les rapports sexuels dans l’intestin du chat, le toxoplasme est emballé dans des gousses robustes appelées oocystes qui sont libérées dans l’environnement par les matières fécales, puis peuvent être ingérées ou inhalées par d’autres animaux.
L’infection par le toxoplasme ne produit généralement pas de symptômes chez l’homme à moins que son système immunitaire ne soit compromis, mais les parasites restent dans le corps à vie sous forme de kystes tissulaires latents. Ces kystes tissulaires se trouvent généralement dans le cerveau, le cœur et le muscle squelettique. La formation de kystes tissulaires se produit chez tous les animaux infectés, y compris beaucoup qui se retrouvent dans notre assiette. La consommation de ces kystes tissulaires dans de la viande crue ou insuffisamment cuite transmet également l’infection.
Une autre façon dont ces kystes tissulaires servent de véhicule à la transmission du parasite consiste à modifier le comportement de l’hôte. Les rats et les souris atteints de toxoplasmose latente deviennent hyperactifs et perdent leur peur instinctive des chats, ce qui en fait essentiellement un déjeuner gratuit pour les félins.
Jennifer Martynowicz, étudiante au doctorat en médecine dans mon laboratoire, a été intriguée par la capacité de la toxoplasmose latente à modifier le comportement des souris. Il a longtemps été un mystère sur la façon dont exactement ce petit microbe, qui semble inerte lorsqu’il est enfermé dans sa paroi de kyste tissulaire, parvient à réussir un tel exploit. On sait que le toxoplasme libère un arsenal de protéines parasites dans les cellules hôtes qui peuvent modifier l’activité des gènes, mais la façon dont cela se traduit par une modification du comportement reste inconnue.
Des travaux antérieurs dans notre laboratoire ont révélé que le guanabenz, un médicament approuvé par la FDA utilisé pour traiter l’hypertension, réduit considérablement le nombre de kystes cérébraux chez une souche infectée de souris que nous appelons BALB / c. En utilisant ce médicament, Martynowicz a pu répondre à une question fondamentale: Si nous réduisons le nombre de kystes parasitaires dans le cerveau, pouvons-nous rétablir un comportement normal?
Le toxoplasme change le comportement – le médicament l’inverse
Martynowicz a administré du guanabenz pendant trois semaines aux souris hyperactives en raison d’une toxoplasmose latente. Lorsque Martynowicz a examiné le cerveau des souris traitées et des souris sans guanabenz, elle a découvert que le nombre de kystes était réduit d’environ 75% chez les souris traitées, renforçant les résultats d’études antérieures.
Dans la première démonstration du genre, Martynowicz a ensuite examiné si la réduction des kystes affectait les niveaux d’activité chez les souris. Pour notre plus grand plaisir, l’hyperactivité habituellement observée chez les souris atteintes de toxoplasmose latente avait disparu. Les animaux traités au guanabenz se comportaient comme des souris normales non infectées.
Il semblait donc que l’hypothèse de notre laboratoire était correcte: les kystes cérébraux étaient corrélés avec des changements de comportement.
Pour être certain que l’hyperactivité était causée par les kystes, Martynowicz a décidé d’examiner l’effet du guanabenz chez une autre souche de souris appelée C57BL/6, plus sensible au toxoplasme. Dans cette souche de souris, le guanabenz n’a pas réduit le nombre de kystes. Mais cela a inversé le comportement hyperactif. Ces résultats inattendus ont montré que l’hyperactivité chez les souris infectées n’est pas corrélée avec le nombre de kystes cérébraux parasites après tout.
Pour remédier à cet écart déroutant, Martynowicz a examiné le niveau d’inflammation dans le cerveau de ces souris. D’autres chercheurs ont observé que les kystes parasites latents dans le cerveau recrutent des cellules immunitaires, produisant un faible niveau d’inflammation soutenue.
L’inflammation du cerveau change-t-elle le comportement?
Le guanabenz est connu pour avoir des effets anti-inflammatoires. La diminution de l’inflammation cérébrale est exactement ce qu’elle semble faire dans le cerveau des deux souches de souris infectées. Ces résultats suggèrent que l’hyperactivité chez les souris infectées est plus probablement due à leur réponse immunitaire plutôt qu’à une manipulation parasitaire. Si c’est le cas, la clé pour contrôler certains changements de comportement chez les animaux infectés peut être de moduler leur réponse immunitaire.
Nous ne savons pas encore comment la neuroinflammation peut conduire à une hyperactivité. Mais il est intéressant de noter que certaines études émergentes ont également trouvé un lien entre l’inflammation et le trouble d’hyperactivité avec déficit de l’attention (TDAH), qui affecte plus de 6 millions d’enfants aux États-Unis.
Si nos résultats chez la souris, publiés dans la revue mBio, s’étendent aux personnes, cela pourrait avoir des ramifications importantes sur la façon dont nous traitons actuellement les infections cérébrales. Nos résultats suggèrent que les infections cérébrales peuvent entraîner des conséquences neurologiques uniquement chez un sous-ensemble de personnes, en fonction de leur réponse immunitaire. D’autres études sont nécessaires pour déterminer si des anti-inflammatoires tels que le guanabenz peuvent être efficaces pour gérer ces conditions.