O echipă de oameni de știință care lucrează la Central Laser Facility (CLF) a făcut o descoperire cheie în înțelegerea modului în care un parazit numit Toxoplasma gondii se reproduce cu gazda sa. Parazitul, care provoacă o boală numită toxoplasmoză, poate infecta aproape orice animal cu sânge cald, dar trebuie să se reproducă la pisici, poate controla comportamentul gazdei sale și se crede că infectează până la jumătate din populația umană a lumii. Lucrarea reprezintă un pas important în direcția dezvoltării unui leac.

Dacă există o constantă în lumea naturală, aceasta este că prădătorii vânează prada și că acelei prăzi nu îi place să fie mâncată și, prin urmare, va căuta să își evite prădătorii dacă este posibil – cu alte cuvinte, prada fuge. Să luăm exemplul șoricelului: șoarecii sunt destul de jos în lanțul trofic și, ca atare, sunt vânați (și devorați) de o adevărată armată de dușmani prădători – dintre care unul este umila pisică domestică. Dacă există un animal despre care se poate garanta că se va feri de orice loc unde s-ar putea afla sau ar fi putut fi o pisică, acela este șoarecele.

Un indiciu destul de mare că ar putea fi o pisică în apropiere este prezența urinei de felină. Așadar, șoarecii sunt programați să evite orice loc în care detectează aroma îmbietoare de urină de pisică. Dar, din când în când, apare câte un șoarece care și-a pierdut frica de pisici și, în loc să fie respins de mirosul de urină de pisică, este atras de acesta – căutându-l în mod activ și apoi rămânând prin preajmă până când pisica se trezește brusc în fața unei gustări remarcabil de docilă.

Atunci, de ce un animal cu nenumărate generații de evitare a prădătorilor programate în el ar încălca brusc această programare și s-ar oferi ca masă? Răspunsul este un organism microscopic unicelular numit Toxoplasma gondii.

T. gondii nu este o bacterie sau un virus, ci este de fapt un parazit înrudit în mod îndepărtat cu cel care provoacă malaria. T. gondii poate trăi în aproape orice animal cu sânge cald (de fapt, a fost detectat recent în interiorul balenelor beluga din Arctica), dar se poate reproduce numai în sistemul digestiv al pisicilor, ceea ce înseamnă că, oricare ar fi animalul pe care l-a infectat, dacă nu este o pisică, vrea să ajungă într-o pisică.

Ciclul de viață al parazitului începe în interiorul unei pisici, unde produce milioane de păstăi asemănătoare ouălor, numite oochisturi. Aceștia sunt eliberați în fecalele gazdei sale, gata să fie împrăștiați atunci când animalul inconștient va merge următoarea dată la toaletă. Alte animale pot fi apoi infestate prin contactul direct cu fecalele sau, mai probabil, atunci când oocistele ajung în sol sau în apă, unde pot supraviețui luni sau ani de zile, făcându-și loc în lanțul alimentar și ajungând la următoarea gazdă. În cazul în care următoarea gazdă nu este o pisică, acestea își croiesc drum prin corp până când găsesc o celulă confortabilă în care își fac un nou cămin pentru a se stabili, a se replica și a aștepta ca gazda lor să fie mâncată de o pisică.

Deși T. gondii poate sta în stare latentă și aștepta ani de zile, parazitul are capacitatea de a acționa mai direct, făcându-și loc în creierul gazdei sale și modificându-i efectiv comportamentul. În cazul animalelor mici de pradă, cum ar fi șoarecii, T. gondii poate face ca acestea să fie atrase de urina de pisică și, în unele cazuri, să meargă direct în fălcile unor feline înfometate, unde parazitul își poate începe din nou ciclul de viață.

Se crede că T. gondii își realizează trucul de control al minții prin formarea de chisturi în regiunile creierului care procesează frica și luarea deciziilor și poate afecta, de asemenea, comportamentul prin creșterea nivelului neurotransmițătorului dopamină, care este implicat în comportamentul motivat de recompensă și în asumarea de riscuri.

Nu doar mamiferele cu blană și balenele pot contracta Toxoplasma gondii și boala pe care o provoacă, toxoplasmoza – și oamenii pot fi purtători. De fapt, potrivit unor estimări, până la jumătate din toți oamenii de pe Pământ ar putea găzdui parazitul, ratele de infectare fiind mult mai mari în țările în care condițiile sanitare sunt precare sau în care oamenii mănâncă mai multă carne crudă (lui T. gondii îi place să se ascundă în țesutul muscular).

Pentru că nu-și poate finaliza ciclul de viață la om, în cea mai mare parte nu suntem conștienți că am putea fi infectați. La persoanele sănătoase, toxoplasmoza provoacă o boală ușoară asemănătoare gripei sau niciun simptom, dar, pentru cei cu un sistem imunitar slăbit, boala poate fi, ocazional, fatală. T. gondii poate forma chisturi în interiorul neuronilor din creierul uman, iar la persoanele imunocompromise (cum ar fi cei care suferă de HIV) chisturile pot crește și se pot replica – provocând inflamații cerebrale fatale, demență și psihoză.

Boala nu poate fi transmisă între oameni, dar poate fi transmisă între o mamă însărcinată și copilul nenăscut, ceea ce face ca contractarea toxoplasmozei în timpul sarcinii să fie deosebit de periculoasă. Acest lucru se datorează faptului că un copil în curs de dezvoltare este protejat doar de anticorpii mamei, dar celulele T ale acesteia, care sunt cele mai eficiente arme împotriva bacteriilor și paraziților, nu pot trece în făt (dacă ar face-o, l-ar trata ca și cum ar fi un parazit uriaș și l-ar ataca). Fără celule T care să controleze răspândirea paraziților, aceștia se pot înmulți necontrolat, provocând leziuni cerebrale sau chiar avorturi spontane.

S-ar putea, de asemenea, ca nici măcar cei dintre noi cu un sistem imunitar sănătos să nu fie complet imuni la influența T. gondii. Există unele dovezi că toxoplasmoza ar putea modifica personalitatea oamenilor – crescând comportamentele de asumare a riscurilor și poate crescând șansele de a dezvolta tulburări mintale precum schizofrenia, autismul și boala Alzheimer.

În prezent, nu există niciun tratament disponibil pentru toxoplasmoză, deoarece, până relativ recent, se credea că, cu excepția câtorva cazuri, boala era destul de benignă. Acum, însă, T. gondii a devenit obiectul unor investigații destul de intense din partea parazitologilor, biologilor și, datorită caracteristicilor sale potențiale de modificare a comportamentului, a psihiatrilor. Unul dintre cele mai recente studii de investigare a parazitului a fost realizat recent cu ajutorul instalației OCTOPUS de la Central Laser Facility (CLF). OCTOPUS (Optics Clustered to Output Unique Solutions) folosește lumina laser pentru a acționa ca un microscop super puternic, capabil să capteze imagini ale materialului biologic viu la nivel molecular.

Pentru a dezvolta un tratament este important să se înțeleagă modul în care parazitul își infestează celulele gazdă și cum se replică. Se știe că T. gondii are o serie de organite specializate (structuri minuscule care îndeplinesc sarcini specifice în cadrul unei celule) numite microneme care, atunci când își eliberează conținutul, permit parazitului să se lipească de celulele gazdă, să se deplaseze și apoi să le invadeze. Odată intrat în celulă, parazitul se împarte de mai multe ori până când paraziții maturi sunt complet formați și capabili să spargă celulele gazdă.

Ceea ce nu este înțeles este modul în care parazitul se împarte pentru a produce un parazit matur care este capabil să infecteze noi celule gazdă. Noua cercetare a fost realizată de Dr. Javier Periz de la Institutul de Infecție, Imunitate și Inflamație al Universității din Glasgow, Prof. Markus Meissner de la Universitatea Ludwig Maximilian din München și Dr. Lin Wang de la STFC’s Central Laser Facility. Studiul, publicat în revista Nature Communications, s-a axat pe răspunsul la două întrebări cheie despre acest proces. În primul rând, modul în care parazitul se asigură că organitele microneme sunt localizate în poziția corectă pe parazitul matur pentru a asigura o infecție maximă; și, în al doilea rând, ce se întâmplă cu aceste organite după fiecare rundă de diviziune.

Prin utilizarea tehnicilor de microscopie de super-rezoluție disponibile la CLF, echipa a reușit să urmărească localizarea micronemelor cu o precizie de câteva zeci de nanometri în timpul procesului de diviziune. Ei au reușit să arate că există o rețea de piste mobile pe care parazitul le folosește pentru a transporta proteinele, numite adezine, pe care le folosește ca un fel de lipici pentru a se lipi de celula gazdă.

Ei au descoperit, de asemenea, că organitele sunt produse în fiecare rundă de diviziune și transmise de la celula mamă la celulele fiice. Această reciclare a organitelor înseamnă că parazitul este capabil să recupereze materiale valoroase care sunt necesare pentru ca T. gondii să se înmulțească și să devină un parazit infecțios matur. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că, în ciuda faptului că este un parazit (care, prin definiție, exploatează resursele altora), T. gondii este capabil să își recicleze propriile resurse și să se asigure că nimic nu este irosit pentru a-și asigura supraviețuirea în interiorul celulei infectate. A vedea un parazit folosindu-și resursele atât de eficient este o descoperire unică.

Această descoperire va deschide un nou domeniu de cercetare care va avea potențialul de a dezvolta tratamente care ar putea întrerupe acest proces și împiedica parazitul să se reproducă și să se dezvolte. Înțelegerea rolului adezivilor înseamnă că oamenii de știință ar putea dezvolta instrumente moleculare pentru a întrerupe rețeaua și pentru a „rupe” și rupe urmele pentru a opri transportul lor, pentru a împiedica parazitul să adere la celulele gazdă și, astfel, pentru a-l face neinfecțios.

Dacă v-a plăcut această știre, nu ratați niciodată o știre abonându-vă la newsletter-ul nostru FASCINATION:

Abonați-vă la Fascinație

.