Ученым из университета штата Пенсильвания удалось заснять редкое явление: проникновение живого организма через гематоэнцефалический барьер. Уникальный результат удостоился публикации в Nature Microbiology в 2016 году.
Toxoplasma gondii
Toxoplasma gondii — один из самых распространенных одноклеточных паразитов, и около 30% людей в мире им заражены. Однако, обычно люди живут с этой инфекцией без каких-либо последствий. Заболевание токсоплазмоз начинается тогда, когда организм ослаблен, у него подавлен иммунитет после лучевой терапии при онкологических заболеваниях или в результате действия ВИЧ.
Известно, что токсоплазма может воздействовать на мозг и менять поведение своих хозяев. Так, установлено, что мыши и крысы с токсоплазмой меньше боятся кошек, известно, что зараженные крысы сами ищут кошку по запаховым отметкам.
Однако оставалось до конца неясным, как этот паразит попадает в мозг, ведь между кровью и патогенами, даже гораздо более мелкими, чем одноклеточный организм, стоит гематоэнцефалический барьер.
Группе ученых из Университета штата Пенсильвания впервые удалось заснять, как происходит преодоления барьера паразитом. Для этого команда использовала генно-модифицированных мышей и токсоплазм. Эндотелиальные клетки мозга мышей экспрессировали зеленый флуоресцентный белок, токсоплазмы — красный. Наблюдение велось при помощи мультифотонного микроскопа. Заразив мышей токсоплазмой, исследователи через неделю увидели паразитов в клетках эндотелия, а еще через неделю — в тканях мозга, прилежащих к эндотелию.
Первое в истории медицины наблюдение проникновения токсоплазмы в мозг. Видео: University of Pennsylvania
По данным исследователей, токсоплазма сначала быстро (максимум — в течение 10 дней) размножается в кровотоке, затем проникает напрямую в эндотелиальные клетки мозга, откуда распространяется по тканям мозга. Предыдущая гипотеза «троянского коня», по которой токсоплазма заражает моноциты и с ними проникает через гематоэнцефалический барьер, не подтвердилась.
Несколько позже, кстати, исследователи из Стокгольмского университета смогли показать, как паразит берет под свой контроль иммунные клетки крови. Заражение происходит при употреблении сырого или полусырого зараженного мяса или при контакте с кошачьими фекалиями. Паразит сначала попадает в желудок, затем в кишечник, и проходя сквозь его стенку, встречается с иммунными клетками крови, поражая их по типу «троянского коня». Помимо этого он секретирует гамма-аминомасляную кислоту, обеспечивая распространение инфекции по организму.
Исследование показало, что передатчиком сигнала становится небольшая молекула кальция. Ученые обнаружили новый рецептор кальция на иммунных клетках, выступающий в качестве «почтового ящика», куда поступают «заказы» паразита на перемещение клетки.
Текст: Алексей Паевский
Endothelial cells are a replicative niche for entry of Toxoplasma gondii to the central nervous system
Christoph Konradt, Norikiyo Ueno, David A. Christian, Jonathan H. Delong, Gretchen Harms Pritchard, Jasmin Herz, David J. Bzik, Anita A. Koshy, Dorian B. McGavern, Melissa B. Lodoen & Christopher A. Hunter
Nature Microbiology volume1, Article number: 16001 (2016)
doi:10.1038/nmicrobiol.2016.1
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram