Autor: Jana Hlaváčová
Není žádnou novinkou, že Toxoplasma gondii, parazitický prvok, který sídlí v mozcích zhruba třetiny světové populace, může ovlivňovat lidské chování, rychlost reakce při krizových situacích, čich či naše sexuální preference. Výzkum jeho aktivity uvnitř mozku ale ukazuje, že může přispívat také k řadě neurologických a neurodegenerativních onemocnění, nebo dokonce rakovině.
Nově publikovaná a hojně komentovaná studie upozorňuje na spojení mezi nákazou prvokem a různými lidskými neurologickými chorobami – například Parkinsonovou a Alzheimerovou nemocí. Vědci objevili, že Toxoplasma gondii má vliv na hladinu cytokinů, nervového přenašeče dopaminu a enzymu, který hraje důležitou roli v jeho syntéze. Toxoplazma navíc mění stabilitu a degradaci bílkovin v hostitelských buňkách a potenciálně přispívá k jejich nesprávnému poskládání. Kromě toho narušuje některé kritické hostitelské signalizační dráhy. Přinejmenším nápadný je také její rušivý vliv na dráhy, jejichž nesprávné fungování vede k epilepsii, neurodegenerativním onemocněním, motorickým onemocněním a rakovině mozku. Vliv tohoto prvoka na lidské zdraví tak může být ještě zásadnější, než kdokoli (snad s výjimkou pražského týmu Jaroslava Flegra , viz články z let 2014 a 2016) doposud předpokládal.
Během první poloviny 20. století dosáhli lékaři pozoruhodných pokroků v kontrole některých nemocí, ve vývoji očkování či antimikrobiálních terapií a ve schopnosti identifikovat nové patogenní organismy. V druhé polovině 20. století se tak mohli zaměřit na chápání chronických degenerativních onemocnění jakožto převažující příčiny smrti u starších lidí. Primární výzvou pro současnou medicínu je potom kontrola onemocnění se složitou etiologií, tedy takových, k jejichž rozvoji vede interakce mnoha genetických faktorů a konkrétních vlivů prostředí.
Při hledání příčin takových onemocnění a léků na ně se ovšem donedávna nevěnovalo moc pozornosti vlivům některých faktorů prostředí, mezi které spadá i chronická a zdánlivě bezpříznaková nákaza prvokem Toxoplasma gondii. Návštěvníky těchto stránek asi nepřekvapí, že toxoplazma je jedním z nejrozšířenějších parazitických prvoků. „Toxka“ je zcela běžná i v rozvinutých zemích. V závislosti na sociologických a environmentálních faktorech se prevalence toxoplazmózy v lidské populaci pohybuje od 20 do 80 %. Asi patnáct milionů lidí má vrozenou toxoplazmózu, zbylí se nakazili někdy během života. Moderní výzkumy přitom naznačují, že bezpříznakovost je opravdu jen zdánlivá. Doposud popsaný vliv toxoplazmy na chování, čich či reakční doby navíc může být jen vrcholem ledovce.
Toxoplasma v mozku myši.
Velký mezinárodní tým lékařů a biologů nedávno na základě srovnání transkriptomu (souboru všech v buňkách přepisovaných RNA) a proteomu (bílkovin, které jsou v příslušných buňkách vytvářeny) nakažených a nenakažených mozků prokázal, že mezi latentní toxoplazmózou a neurodegenerativními onemocněními existuje jasná souvislost. Za účelem lepšího porozumění mechanismům vlivu tohoto parazita na centrum lidské nervové soustavy byla provedena komplexní analýza mozku infikovaného člověka. Výzkumníci jasně identifikovali geny, jejichž aktivitu ovlivňuje nákaza vrozenou toxoplazmózou. Analýzy nervových kmenových buněk a některých bílých krvinek infikovaných lidí potom prokázaly vliv parazita na vývoj a plasticitu nervové a imunitní soustavy nebo vylučování hormonů.
Předpokládá se, že příslušná onemocnění má za následek určitá souhra okolností. Nutnou podmínkou jsou určité genetické predispozice. Zásadní měrou však k jejich rozvoji přispívají i nákazy, které člověk prodělá v průběhu života, složení mikroorganismální „ZOO“ jeho tělních symbiontů nebo třeba stres. Proto mohou některé osoby trpět nemocemi, ke kterým přispívá toxoplazma, zatímco ostatní tyto nemoci nemají.
Specializované molekulárně-biologické metody a sofistikované techniky na zpracování získaných proteomických dat odhalily, že nákaza toxoplazmou má vliv na celou řadu drah známých v neurologickém, imunitním a endokrinním systému. Způsob, jakým tyto dráhy interagují s nákazou prvokem, závisí na genetice infikovaných jedinců. Zaměření na nervové kmenové buňky odhalilo patologický vliv parazita na vývoj a plasticitu nervové tkáně. Zdravé cytokiny, například, zprostředkovávají migraci a usídlení imunitních buněk sloužících různým rolím v prostorovém vedení nervových kmenových buněk při správném vývoji lidského mozku. Cytokiny, jejichž funkci narušila toxoplazma, tuto funkci dobře nezvládají a mohou ohrozit normální vývoj a plasticitu mozku.
V roce 2003 tým vědců z Univerzity Karlovy pod vedením profesora Jaroslava Flegra jako první ukázal, že zásadní roli v působení toxoplazmy na lidský nervový systém by mohla hrát zvýšená hladina dopaminu v nakaženém mozku. Téměř o 10 let později britští vědci prokázali, že si toxoplazma nese ve svém genomu geny pro dva klíčové enzymy syntézy dopaminu a že přinejmenším v mozku nakažených hlodavců je tento důležitý nervový přenašeč skutečně ve velkém množství syntetizován.
Letos přišli vědci na to, že Toxoplasma gondii má vliv na hladinu nervového převaděče dopaminu, potažmo enzymu tyrosinhydroxylázy, který se podílí na jeho syntéze, také u lidí. Dopamin i tyrosinhydroxyláza byly dokonce detekovány i v cytoplazmě tachyzoitů (rychle se množících stádií) toxoplazmy. Rozhození dopaminového metabolismu je přitom jedním z možných patologických mechanismů spojovaných se schizofrenií. Jakákoli změna v tomto systému má široké dopady na chování a může vést i k epilepsii, degradaci mozkové tkáně či pohybovým poruchám.
Při vzácně nastávající reaktivaci infekce se Toxoplasma gondii může přeměňovat z pomalu se množících bradyzoitů uvnitř buněk na tachyzoity. Tachyzoiti potenciálně přispívají k stresu endoplazmatického retikula, k nesprávnému poskládaní bílkovin a mění stabilitu a degradaci proteinů uvnitř hostitelských buněk. To vše může vést k degeneraci nervové tkáně. Bylo zjištěno, že tachyzoiti i bradyzoiti narušují kritické hostitelské signalizační dráhy, které jsou „pod palbou“ během epilepsie, neurodegenerativních onemocnění, motorických onemocnění včetně pohybových poruch a rakoviny mozku.
Toxoplasma gondii může také způsobit změnu buněčného cyklu a protichůdnou regulaci růstu a smrti buněk. Analýza přepisovaných genů v nervových buňkách nakažených jedinců odhalila, že toxoplazma takto ovlivňuje dráhy spojené s Alzheimerovou, Parkinsonovou a Huntingtonovou nemocí. Kromě toho má vliv i na čichové receptory. Právě tímto mechanismem se patrně může stát moč kočkovitých šelem přitažlivou pro nakažené jedince. U lidí přitom parazit ovlivňuje hned 12 čichových receptorů.
Ani zde ale vliv parazita nekončí. Parazitická modulace základních funkcí mozku může vést k celé škále onemocnění. Změněné hladiny cytokinů a poškození dalších drah, které souvisejí s obrannou reakcí při nákaze toxoplazmou a následným, často chronickým, zánětem, mají potenciál podporovat neurodegeneraci a rakovinnou transformaci buněk. Všechna tato zjištění společně podporují představu, že Toxoplasma gondii, která je přítomná v mozku přibližně dvou miliard osob, může přispívat k celé škále chronických neurologických onemocnění.
Zdroj: Ngô HM, Zhou Y, Lorenzi H, … & Roberts CW. 2017: Toxoplasma Modulates Signature Pathways of Human Epilepsy, Neurodegeneration & Cancer. Scientific Reports, 7.