Вместо избирательной любви к кошкам в мозге мышей с токсоплазмой нашли любопытство и спокойствие

Токсоплазма не заставляет мышей тянуться к кошкам, а только снижает их уровень тревожности. К такому выводу пришли ученые, подвергнув зараженных животных разным поведенческим тестам. Посредником в этом процессе, судя по всему, служит воспаление: чем больше паразитов в мозге мыши, тем больше ее клетки выделяют провоспалительных белков. Вероятно, именно они и изменяют поведение животного. Они же могут и определять, как заражение токсоплазмой повлияет на здоровье человека. Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.

Токсоплазма — внутриклеточный паразит, который размножается в кишечнике кошачьих. Там она образует инвазивную стадию — ооцисты, которые выходят наружу вместе с экскрементами и попадают в организм других млекопитающих, в том числе грызунов и человека. Внутри промежуточного хозяина из ооцист выходят спорозоиты, которые расселяются по организму и заражают почти все типы клеток, в том числе и нейроны. Там токсоплазма окружает себя защитной оболочкой — цистой — и может существовать в таком виде довольно долго, пока промежуточного хозяина не съест какой-нибудь представитель кошачьих.

Долгое время считалось, что внутри цисты токсоплазма выделяет вещества, которые избирательно действуют на нервную систему промежуточного хозяина. При этом у грызунов пропадает инстинктивный страх перед кошачьими, и они, наоборот, начинают предпочитать кошачий запах другим и искать встречи с хищниками.

За последние десятилетия так и не появилось разумного объяснения феномену избирательного влияния токсоплазмы на организм мышей. Можно было бы предположить, что паразит просто снижает остроту нюха животных, делая их нечувствительным к запаху кошачьей мочи. Однако изменений в обонянии зараженных мышей никто пока не обнаружил. Можно было бы заключить, что токсоплазма селится в определенной области мозга, которая отвечает за рефлекторное избегание кошек — но и по поводу расселения токсоплазмы в мозге до сих пор никаких однозначных данных нет.

Группа ученых из университетов Женевы и Торонто под руководством Доминика Солдати-Фавра (Dominique Soldati-Favre) предположила, что действие токсоплазмы на поведение мышей может и не быть избирательным. Чтобы это проверить, исследователи заразили взрослых самцов мыши токсоплазмой и провели с ними ряд поведенческих тестов.

Ученые обнаружили, что зараженные мыши в два раза больше времени проводили на открытых участках лабиринтов, чем контрольные. В тесте с открытым полем зараженные мыши также в два раза больше времени проводили за исследованием границ — в частности, обнюхивая стенки. Когда мышей поместили в клетку с тремя объектами: металлическим кубиком, яблоком и незнакомым неагрессивным самцом, то зараженные мыши распределили поровну внимание между объектами, в то время как контрольные сосредоточились только на живом объекте — другой мыши. Когда же мышам предложили исследовать уже знакомый объект и полностью незнакомый, то обе группы уделили больше внимания незнакомому.

На основании этих результатов исследователи заключили, что под действием токсоплазмы мыши в целом становятся менее тревожными и более любопытными, а на память паразит никак не влияет. Кроме того, у них снижается способность различать живое и неживое — то есть речь идет о системном воздействии токсоплазмы на мозг.

Затем ученые проверили устоявшееся представление о том, что мышей, зараженных токсоплазмой, притягивает кошачий запах. Действительно, в простом лабиринте, где одна камера содержала их собственный запах, а другая — кошачий, зараженные мыши чаще времени проводили во второй камере, в отличие от контроля. Когда же им предоставили выбор между своим запахом, а также запахами кошки, лисы и морской свинки, то оказалось, что они в целом стремятся выйти из собственной камеры и уделяют равное внимание всем чужеродным запахам.

Исследователи предположили, что сила воздействия паразита на поведение мышей зависит от степени заражения. Чтобы это проверить, они заразили мышей двумя мутантными линиями токсоплазмы, которые менее жизнеспособны и образуют меньше цист в мозге. В этих случаях мыши проявили такую же тревожность, как и контрольная группа. Кроме того, ученые заметили, что сила избегания хищника отрицательно коррелирует с количеством цист в мозге.

Корелляция между числом цист в мозге и параметрами их поведения в тестах. Верхний ряд, слева направо: время в открытых рукавах лабиринта, время в центре открытого поля, время на исследование границ. Нижний ряд, слева направо: время в камере с запахом лисы, кошки и морской свинки

Boillat et al. / Cell reports, 2019

Поделиться

Измерив экспрессию генов в мозге зараженных мышей, исследователи обнаружили, что при инфекции в них растет экспрессия провоспалительных генов, и чем больше, тем сильнее изменения в поведении. А концентрация провоспалительных белков, например, интерферона в крови коррелировала со временем, которое мыши проводили в камере лабиринта с кошачьим запахом: чем сильнее воспаление, тем слабее избегание хищников.

Наконец, авторы работы не нашли закономерностей в распределении цист в головном мозге. Картировав зоны поражения токсоплазмой в мозге мышей, они заметили, что страдает в основном кора головного мозга, но индивидуальные различия достаточно сильны, и нет какой-то единой зоны, в которой концентрируются цисты.

Таким образом, ученые поставили под сомнение сразу несколько распространенных представлений о токсоплазме. Судя по их данным, она не влияет избирательно на мозг мыши, делая кошек для них более привлекательными. Паразит скорее подавляет общую тревожность, в результате чего сглаживаются не только различия между опасным и безопасным объектом, но и между живым и неживым. Действие его сложно привязать к определенной области мозга. Авторы работы полагают, что посредником между токсоплазмой и изменениями в поведении играет воспаление в нервной ткани, которое и влияет на работу нейронов.

Полученные в этой работе результаты могут изменить и наши представления о том, как токсоплазма влияет на людей. «Мы надеемся, что люди понимают, что они не станут „безумной женщиной с кошками“ после заражения токсоплазмой,» заметил Солдати-Фавр в разговоре с пресс-службой журнала. Тем не менее, поскольку эта инфекция связана с риском развития психических отклонений, в частности, шизофрении, то новые данные могут помочь раскрыть механизм этого воздействия и избежать его, поскольку реакция нервных клеток в мозге людей, вероятно, похожа, на то, что происходит у мышей.

Подробно о строении, жизненном цикле и действии токсоплазмы на организм человека и животных мы писали в материале «Откуда берется тяга к кошкам и сырому мясу». Кроме того, ученые выяснили, что именно токсоплазма побуждает шимпанзе не бояться леопардов. Также с ней связывают и склонность к предпринимательству.

Полина Лосева

https://nplus1.ru/