Мыши, переболевшие токсоплазмозом, не боятся кошек даже после очищения от паразита
Хроническая инфекция, вызванная паразитом Toxoplasma gondii, может лишить мышей врождённого, инстинктивного страха перед кошками. Эта потеря врождённого страха может сохраняться даже после того, как паразит больше не обнаруживается в их мозге. Это говорит о том, что первоначальная инфекция может вызывать необратимые изменения в механизмах, лежащих в основе страха перед хищниками. Результаты опубликованы 18 сентября в открытом журнале PLOS ONE Венди Ингрэм и её коллегами из Калифорнийского университета в Беркли.
Паразит Toxoplasma может быть смертельно опасен, вызывая выкидыши у беременных женщин или гибель пациентов с ослабленным иммунитетом, но у мышей его эффекты ещё страннее.
Инфицированные мыши теряют страх перед кошками, что выгодно и кошкам, и паразиту: кошка получает лёгкую добычу, а паразит попадает в кишечник кошки — единственное место, где он может размножаться половым путём и продолжать свой жизненный цикл.
Новое исследование аспирантки Венди Ингрэм показывает пугающий поворот в этом сценарии: эффект паразита, по-видимому, является постоянным. Бесстрашное поведение у мышей сохраняется долгое время после того, как мышь оправляется от гриппоподобных симптомов токсоплазмоза, и в течение месяцев после того, как паразитарная инфекция полностью исчезает из организма.
«Даже когда паразит удалён и его больше нет в мозге животных, произошло какое-то постоянное долгосрочное изменение поведения, хотя мы и не знаем, каков фактический механизм», — сказала Ингрэм.
Она предположила, что паразит может повредить обонятельный центр мозга, так что запах кошачьей мочи не обнаруживается. Паразит также может напрямую изменять нейроны, участвующие в памяти и обучении, или запускать повреждающий иммунный ответ организма, как при многих аутоиммунных заболеваниях у людей.
Ингрэм заинтересовалась простейшим паразитом Toxoplasma gondii после прочтения о его влиянии на поведение мышей и крыс и возможных последствиях для его основного хозяина — домашней кошки, и даже для людей. Одна треть людей в мире инфицирована Toxoplasma и, вероятно, имеет спящие цисты в мозге. Сдерживаемые иммунной системой, эти цисты иногда реактивируются у людей с ослабленным иммунитетом, что приводит к смерти. Некоторые предварительные исследования также предполагают связь хронической инфекции с шизофренией или суицидальным поведением.
С помощью профессоров молекулярной и клеточной биологии Майкла Айзена и Эллен Робей Ингрэм три года назад начала исследовать, как Toxoplasma влияет на врождённый страх мышей перед кошками. Она тестировала мышей, проверяя, избегают ли они мочи рыси (нормальное поведение) по сравнению с мочой кролика, на которую мыши не реагируют. В то время как более ранние исследования показывали, что мыши теряют страх перед мочой рыси на несколько недель после заражения, Ингрэм показала, что три наиболее распространённых штамма Toxoplasma gondii делают мышей менее боязливыми по отношению к кошкам как минимум в течение четырёх месяцев.
Используя генетически модифицированный штамм Toxoplasma, не способный образовывать цисты и, следовательно, не способный вызывать хронические инфекции в мозге, она продемонстрировала, что эффект сохранялся в течение четырёх месяцев даже после того, как мыши полностью очистили свой организм от микроба. Теперь она изучает, как иммунная система мыши атакует паразита, чтобы выяснить, является ли причиной поведенческих изменений именно реакция организма-хозяина на инфекцию.
«Это, по-видимому, опровергает — или, по крайней мере, делает менее вероятными — модели, в которых поведенческие эффекты являются результатом прямого физического воздействия паразитов на определённые части мозга», — написал Айзен в блоге об этом исследовании.
«Мысль о том, что этот паразит знает о нашем мозге больше, чем мы, и обладает способностью вызывать желаемые изменения в сложном поведении грызунов, абсолютно увлекательна», — сказала Ингрэм. — «Toxoplasma проделала феноменальную работу по изучению мозга млекопитающих, чтобы повысить свою передачу через сложный жизненный цикл».