Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California, Riverside), США, в ходе новой работы доказали, что инфицирование распространенным простейшим Toxoplasma gondii приводит к накоплению нейромедиатора глутамата в головном мозгу, что может стать причиной развития нейродегенеративных заболеваний у предрасположенных к таким патологиям людей. Они отметили, что в данном исследовании впервые удалось доказать, что паразитическое заболевание способно напрямую нарушать метаболизм ключевого нейромедиатора. Результаты исследования опубликованы в журнале «PLOS Pathogens».
Toxoplasma gondii — простейший паразит, заражение которым приводит к развитию заболевания, известного как токсоплазмоз. Чаще всего он проникает в организм при употреблении загрязненной воды или мясных продуктов, прошедших недостаточную термическую обработку. Дополнительный риск заражения существует у людей, контактирующих с кошачьими экскрементами, например при уборке туалета. По предварительным оценкам специалистов, только в США инфицированы Toxoplasma gondii более 60 млн человек. В большинстве случаев иммунная система обеспечивает надежную защиту от развития патологии, и при встрече с паразитом человек не испытывает никаких симптомов. Однако иногда инфицирование может сопровождаться развитием гриппоподобных симптомов, таких как увеличение лимфатических узлов и возникновение боли в мышцах. У людей с ослабленной иммунной системой токсоплазмоз может проявляться поражением глаз, головного мозга и других органов.
В ходе данной работы ученые под руководством доктора Эммы Вилсон (Emma Wilson) предположили, что токсоплазмоз может приводить к более пагубным последствия, чем считалось ранее: он может стать триггером развития нейродегенеративных заболеваний. К такой гипотезе их подтолкнули результаты лабораторных экспериментов, в ходе которых они изучали интенсивность синтеза глутамата в головном мозгу мышей, инфицированных Toxoplasma gondii.
Глутамат — аминокислота, образующаяся в нервных клетках. Она является одним из наиболее распространенных возбуждающих нейромедиаторов, посредством которого осуществляется передача импульсов между нейронами. В ходе предыдущих исследований ученые отметили, что избыток глутамата может оказывать повреждающее действие, его накопление часто выявляют при травматическом повреждении головного мозга и некоторых нейродегенеративных заболеваниях, таких как рассеянный склероз или боковой амиотрофический склероз. Глутамат накапливается в избытке во внеклеточном пространстве и регулируется астроцитами. Этими клетками нервной системы экспрессируется переносчик глутамата GLT-1, который позволяет удалить избыток нейромедиатора из нейронов и превратить его в менее опасное вещество — глутамин, который клетки могут использовать для получения энергии.
В данной работе ученые обратили внимание на повышенный уровень глутамата в головном мозгу у мышей, инфицированных Toxoplasma gondii. Они выявили, что паразит нарушает работу астроцитов и препятствует регуляции уровня изучаемого нейромедиатора. Более того, при токсоплазмозе исследователи фиксировали нарушения в синтезе GLT-1, что приводило к накоплению глутамата и гибели нейронов и могло быть основной причиной развития нейродегенеративных заболеваний.
Во второй части исследования ученые вводили инфицированным мышам антибиотик цефтриаксон, который в ходе предыдущих работ с вовлечением лабораторных животных оказался эффективным при лечении бокового амиотрофического склероза и различных повреждений центральной нервной системы. Ученые обратили внимание, что такое лечение способствовало повышению уровня экспрессии GLT-1, параллельному снижению содержания глутамата и восстановлению нейрональных функций.
Авторы исследования отметили, что полученные результаты являются доказательством того, что хроническое инфицирование Toxoplasma gondii является не столь спокойным и доброкачественным состоянием, как принято считать. Они полагают, что специалисты всегда должны помнить о потенциальном риске такого заболевания для функционирования нервной системы и осуществления физиологических биохимических процессов в головном мозгу. В то же время ученые подчеркнули, что сделанные выводы не должны стать причиной паники. Следует лишь помнить о важности своевременного мытья рук и овощей, а также о необходимости употребления только надежно приготовленных мясных блюд. В ходе дальнейших работ ученые собираются изучить биологические механизмы, которые лежат в основе обнаруженной взаимосвязи.
- David C.N., Frias E.S., Szu J.I. et al. (2016) GLT-1-dependent disruption of CNS glutamate homeostasis and neuronal function by the protozoan parasite Toxoplasma gondii. PLOS Pathogens, June 9 [Epub ahead of print].
- Whiteman H. (2016) Toxoplasma infection might trigger neurodegenerative disease. Medical News Today, June 10 (http://www.medicalnewstoday.com/articles/310865.php).
Юлия Котикович
