Forscher erkennen, wie Toxoplasma-Parasiten-überquert Blut-Hirn-Schranke

Geschätzte 30 Prozent der Weltbevölkerung sind chronisch infiziert mit dem Parasiten Toxoplasma gondii. Die meisten Menschen Leben mit der Infektion ohne erkennbare Wirkung, aber es kann lebensbedrohlich für Menschen mit unterdrückt Immunsystem, wie Menschen an Krebs-Therapien oder die HIV/AIDS haben. Schwangere Frauen können auch eine Infektion auf Ihre ungeborenen Kinder, indem die Kinder beim Risiko für eine schwere neurologische Erkrankung.

Es ist bekannt, dass die „Toxo“ kann Auswirkungen auf das Gehirn, selbst beeinflussen das Verhalten Ihrer Wirte. Aber die Wissenschaftler haben diskutiert, wie genau der Parasit überquert die Blut-Hirn-Schranke, ein physisches Hindernis soll gewährleisten, dass die Krankheitserreger aus dem Gehirn.

Jetzt haben Forscher von der University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine und Kollegen aus dem ganzen Land identifiziert haben, wie der Parasit macht seinen Weg in. Mit einem leistungsstarken imaging-Technik, die erlaubt, die Wissenschaftler zu verfolgen, die Präsenz und Bewegung des Parasiten im lebenden Gewebe, die Forscher fanden heraus, dass Toxoplasma infiziert das Gehirn-Endothel-Zellen, die Linie der Blutgefäße, reproduziert sich in Ihnen, und dann bewegt sich auf die Invasion des zentralen Nervensystems.

„Die überquerung der Blut-Hirn-Schranke ist ein Seltenes Ereignis Teil, weil diese Struktur ist entworfen, um zu schützen das Gehirn vor Krankheitserregern,“ sagte Christopher Jäger, die Mindy Halikman Heyer President ‚ s Distinguished Professor an der Penn Vet. „Und doch ist es passiert und wir haben jetzt in der Lage, zu visualisieren, diese Ereignisse. Es ist etwas, das niemand zuvor gesehen hatte.“

Durch die Beleuchtung der Erreger den Weg in das Gehirn, hilft die Forschung zu informieren, was die Behandlung Strategien können sich als sehr wirksam bei der Bekämpfung der Parasiten, bevor er anrichtet seine schlimmsten Schäden.

Die Studie erscheint in der Natur Mikrobiologie. Hunter war der ältere Autor auf der Studie, die unter Leitung von Christoph Konradt, eine post-Doktorandin in Hunter ‚ s Labor.

Ein paar verschiedene Theorien wurden als zu erklären, wie Toxoplasma könnte, geben Sie das Gehirn.

Einige glauben, dass die Parasiten zwängt sich zwischen den Barriere-Zellen, während andere denken, geht der Parasit nicht direkt über eine Zelle. Eine andere Idee, „geliebt von Mikrobiologen,“ Jäger sagte, ist das trojanische Pferd Hypothese, in welcher der Parasit Pannen eine Fahrt über die Barriere während versteckt in einer infizierten Wirtszelle.

Konradt verwendet Penn Vet-multi-Photonen-Mikroskop, das Ihnen erlaubt, um peer tief in lebendes Gewebe, ohne Sie zu beschädigen, um zu versuchen, um Zeuge der Parasiten-invasion in Aktion. In diesen Studien verwendeten Sie Mäuse, wurden speziell gezüchtet, um auszudrücken, einem fluoreszierenden grünen protein in Ihrer Endothelzellen. Dann infizierten Sie die Mäuse mit modifizierten Toxoplasma, äußerte ein rot fluoreszierendes protein.

Nach einer Woche sahen Sie endothelialen Zellen im Gehirn, die infiziert waren, als auch der Nachweis, dass der Parasit war die Reproduktion in diesen Zellen. Zwei Wochen nach der Infektion, sahen Sie, dass Parasiten erschien im Gehirn Gewebe angrenzend an die Endothelzellen.

In weiteren Experimenten konnten Sie visualisieren Parasiten platzen aus infizierten Endothelzellen, wodurch die Einführung des Parasiten in das Gehirn.

Die Forscher wollten auch einmal das trojanische Pferd Hypothese, um zu sehen, wenn, wie vorgeschlagen worden war, infizierte Monozyten, eine Art von Immunzellen, die möglicherweise verantwortlich für die Durchführung der Parasit in das Gehirn. Um dies zu testen, das team infizierten Monozyten, die mit einer form von Toxo, rot gelabelt, die nicht reproduzieren können, dann führte diese Zellen in Mäuse. Wenn die Monozyten waren in der Tat als ein Trojanisches Pferd, würden die Wissenschaftler erwarten, dass die Parasiten gegen die Blut-Hirn-Schranke. Aber Sie sahen nur die infizierten Zellen innerhalb der Blutgefäße, und diese Zellen waren nicht in der Lage, über die Blut-Hirn-Schranke.

Um mehr Licht auf den Mechanismus, mit dem Toxo infiziert und verbreitet sich durch den Körper, die Forscher untersuchten speziell auf den Ebenen des freien Parasiten, das heißt, dass Parasiten, die nicht bereits infiziert sind oder werden, verschlungen von einer Wirtszelle.

Sie waren überrascht zu sehen, dass ein erheblicher Teil, etwa ein Drittel der Maus, das insgesamt Parasiten-Belastung zu reduzieren, gab es, wie frei von Parasiten im Blut.

„Ich glaube, wir erwarten zu sehen, eine kleine Anzahl von Parasiten außerhalb der Zellen, weil Sie zu kommen, um von Zelle zu Zelle,“ Konradt sagte. „Aber ich glaube nicht, dass irgendjemand hatte sich voll schätzen die schiere Anzahl der Parasiten, die sind frei und können andere Zellen infizieren und in den Gefäßen.“

Das Vorhandensein von Parasiten frei war, jedoch transient. Durch 10 Tage nach der Infektion, die meisten Mäuse hatten keine freien Parasiten in Ihrem Blut.

„Von einer Behandlung der Perspektive,“ Jäger sagte, „das bedeutet, dass, wenn eine schwangere Frau infiziert, für das erste mal gibt es eine ziemlich kurze Zeit, wenn der Parasit kann die Plazenta überqueren und sich auf den Fötus. Das sagt uns, dass die Ausrichtung dieser Stufen im Blut während dieser schmalen Fenster, könnte wirksam bei der Verhinderung der kongenitalen übertragung.“

Als letzten test, um zu sehen, ob Parasiten konnte direkt auf das Gehirn aus dem Blut, infizierten die Forscher Mäuse mit einer Mischung von normalen Parasiten und Mutanten, die nicht in der Lage war zu reproduzieren, die jeweils beschriftet in verschiedenen Farben. Sie zeigten dann, dass nur die normalen, Reproduktion Parasit seinen Weg in die funktionellen Hirngewebes.

„Dies zeigt, dass der Parasit hat, zu replizieren, um sich zu verbreiten, aus dem Blut in andere Gewebe,“ Konradt sagte. „Das konnte bedeuten, dass ein Medikament, das blockiert die Replikation sein könnte effektiv bei der Verhinderung der Verbreitung.“

Das team die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die aktuellen Theorien über, wie Toxoplasma überquert die Blut-Hirn-Schranke sind vermutlich nicht der wichtigste Weg, das Gehirn infiziert ist. Vielmehr Parasiten direkt aus dem Blut in die Endothelzellen, wo Sie replizieren, verursachen die Zelle zum platzen und infizieren dann benachbarte Zellen des Gehirns.

Über seine Auswirkungen für die Toxoplasma-Infektionen, die Forschung kann geben Einblicke, wie andere virale, bakterielle und parasitäre Erreger bewegen aus dem Blut in das Gehirn.

„Toxo ist ein wirklich schönes Modell für die Untersuchung vaskulärer Immunität im Allgemeinen,“ Konradt sagte.

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