Vi er ikke det samme når vi blir syke. Enten det er nysing når vi blir forkjølet, eller rasende biter folk når vi får rabies, endrer bakterier vår oppførsel.
det er fordi bakterier må overføre fra en vert til en annen. Følgelig er vertsadferd vanligvis endret på måter som hjelper patogenet til å spre seg. Rabies, for eksempel, forårsaker infiserte dyr å aggressivt bite andre fordi viruset overfører gjennom spytt. Men noen mikrober er mer subtile.Toxoplasma gondii parasitter, som seksuelt reproduserer bare hos katter, men kan infisere noe dyr, kapre hjernen og påvirke vertens oppførsel. I en hendelse som ville få Charles Darwin til å smile, oppfører rotter og mus smittet med Toxoplasma seg på måter som gjør dem lett bytte for katter – akkurat Der Toxoplasma vil gå. toxoplasmas evne til å forstyrre slike grunnleggende instinkter hos gnagere er alarmerende når du vurderer at en tredjedel av mennesker også bærer denne parasittens cyster i hjernen. Latent toksoplasmose hos mennesker har vært forbundet med alvorlige nevrologiske lidelser, inkludert schizofreni, intermitterende eksplosiv (raseri) lidelse og selvmord, men har aldri vist seg å være en direkte årsak.
kan parasitten manipulere folk også? Er det en måte vi kan bli kvitt denne parasitten, og i så fall vil atferden gå tilbake til normal?
jeg er en mikrobiolog som har studert Toxoplasma i over 20 år. Ikke bare har jeg funnet parasittens effekter på verten å være uendelig fascinerende, jeg har forsøkt å identifisere sårbarhetene, slik at leger bedre kan behandle denne uhelbredelige livslang infeksjonen.I et samarbeid med biokjemiker Ronald Wek og nevroforsker Stephen L. Boehm II har vi gjort den overraskende oppdagelsen at parasittene kanskje ikke direkte manipulerer gnagerverten. Snarere kan vertens immunrespons mot kronisk infeksjon være å klandre.
Hjernen din på Toxoplasma
Toxoplasma Er en encellet parasitt som virkelig kommer seg rundt-Den har klart å infiltrere hjernen til milliarder skapninger rundt om i verden, fra fugler til belugahvaler. Av alle artene Toxoplasma kan infisere, men bare katter støtter sin seksuelle scene. Etter sex i kattens tarm pakkes Toxoplasma inn i robuste pods kalt oocytter som slippes ut i miljøet via avføring, og kan deretter inntas eller inhaleres av andre dyr.Infeksjon Med Toxoplasma gir vanligvis ikke symptomer hos mennesker med mindre immunforsvaret er kompromittert, men parasittene forblir i kroppen for livet som latente vevscyster. Disse vev cyster er ofte funnet i hjernen, hjertet og skjelettmuskulatur. Dannelsen av vev cyster forekommer i alle infiserte dyr, inkludert mange som ender opp på vår middag plate. Forbruk av disse vevscystene i rå eller underkokt kjøtt overfører også infeksjonen.En annen måte disse vev cyster tjene som et redskap for parasitt overføring er gjennom endring av vertsadferd. Rotter og mus med latent toksoplasmose blir hyperaktive og mister sin instinktive frykt for katter, noe som i hovedsak gjør dem til en gratis lunsj for katter.Jennifer Martynowicz, En Md-Ph. D. student i laboratoriet mitt, ble fascinert av evnen til latent toxoplasmose til å endre musens oppførsel. Det har lenge vært et mysterium om hvordan denne lille mikroben, som virker inert når den er innkapslet i sin vevscystvegg, klarer å trekke av en slik prestasjon. Det er kjent At Toxoplasma frigjør et arsenal av parasittproteiner i vertsceller som kan endre genaktivitet, men hvordan dette oversettes til å endre atferd, er fortsatt ukjent.Tidligere arbeid i laboratoriet vårt fant at guanabenz, ET FDA-godkjent stoff som brukes til å behandle hypertensjon, reduserer antall hjernecyster betydelig i en infisert stamme av mus vi kaller BALB/c. Ved hjelp Av Dette stoffet Kunne Martynowicz ta opp et grunnleggende spørsmål: hvis vi reduserer antall parasittcyster i hjernen, kan Vi gjenopprette normal oppførsel?
Toxoplasma endrer atferd – stoffet reverserer det
Martynowicz administrert guanabenz i tre uker til musene som var hyperaktive på grunn av latent toksoplasmose. Da Martynowicz undersøkte hjernen til de behandlede musene og musene som ikke fikk guanabenz, oppdaget Hun at cysttallene ble senket om 75% hos behandlede mus, og forsterket resultatene fra tidligere studier. I Den første demonstrasjonen av sitt slag undersøkte Martynowicz om reduksjonen i cyster påvirket aktivitetsnivået i musene. Til vår glede var hyperaktiviteten som vanligvis ble sett hos mus med latent toksoplasmose forsvunnet. Dyrene behandlet med guanabenz oppførte seg som normale, uinfiserte mus.så det så ut som labens hypotese var riktig: hjernecyster korrelert med atferdsendringer.For å være sikker på at hyperaktiviteten var forårsaket av cyster, bestemte Martynowicz å undersøke effekten av guanabenz i EN annen musestamme KALT C57BL / 6, som er mer utsatt for Toxoplasma. I denne musestammen reduserte guanabenz ikke cystetall. Men det reverserte hyperaktiv oppførsel. Disse uventede funnene viste at hyperaktiviteten i infiserte mus ikke korrelerer med antall parasitthjernecyster tross alt.
For å løse Denne forvirrende uoverensstemmelsen undersøkte Martynowicz nivået av betennelse i hjernen til disse musene. Andre forskere har observert at latente parasittcyster i hjernen rekrutterer immunceller, noe som gir et lavt nivå av vedvarende betennelse.
endrer hjernebetennelse atferd?
Guanabenz er kjent for å ha antiinflammatoriske effekter. Reduserende hjernebetennelse er akkurat hva det ser ut til å gjøre i hjernen til begge infiserte musestammer. Disse resultatene tyder på at hyperaktiviteten i infiserte mus er mer sannsynlig drevet av deres immunrespons enn en parasittdrevet manipulasjon. I så fall kan nøkkelen til å kontrollere noen atferdsendringer hos infiserte dyr modulere deres immunrespons.
vi vet ennå ikke hvordan nevroinflammasjon kan føre til hyperaktivitet. Men det er interessant å merke seg at noen nye studier også har funnet en sammenheng mellom betennelse og oppmerksomhetsunderskuddshyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD), som påvirker mer enn 6 millioner barn i USA. Våre resultater tyder på at hjerneinfeksjoner kan forårsake nevrologiske konsekvenser bare i en delmengde av mennesker, basert på deres immunrespons. Videre studier er nødvendig for å avgjøre om antiinflammatoriske stoffer som guanabenz kan være effektive for å håndtere disse forholdene.