Fralin Biomedical Research Institute-wetenschappers laten zien hoe een infectie hersenen opnieuw programmeert
Denk aan de verkeersstroom in een stad – er zijn stopborden, éénrichting straten en verkeerslichten om de beweging over een wijdverbreid gebied te organiseren. Stel je nu voor wat er zou gebeuren als je een deel van de verkeerssignalen zou verwijderen.
Onder de 86 miljard neuronen van je hersenen bevinden zich de eigen versie van stopsignalen: remmende neuronen die chemicaliën afgeven om de stroom van ionen te helpen reguleren die door het axon van een cel naar het volgende neuron gaat. Zoals een stad zonder verkeerslichten een piek van ongevallen zou veroorzaken kan, wanneer de remmende signalen van de hersenen verzwakt zijn, hun activiteit ongecontroleerd raken, wat leidt tot een verscheidenheid aan aandoeningen.
In een nieuwe studie gepubliceerd in GLIA op 11 maart, beschrijven Virginia Tech neurowetenschappers van het Fralin Biomedical Research Institute bij VTC hoe de gewone parasiet Toxoplasma gondii het verlies veroorzaakt van remmende signalering in de hersenen door het gedrag van cellen – microglia genaamd – te veranderen.
De Centers for Disease Control and Prevention schatten dat 40 miljoen Amerikanen verschillende niveaus van Toxoplasma infectie hebben, hoewel de meeste gevallen asymptomatisch zijn. Gewoonlijk op de mens overgedragen via blootstelling aan boerderij dieren, geïnfecteerde kattenbakvulling of onvoldoende verhit vlees, veroorzaakt de parasitaire infectie bij de meeste gezonde mensen onmerkbare of milde, griepachtige symptomen. Maar voor een klein aantal patiënten nestelen deze microscopisch kleine parasieten zich in de neuronen, wat signaalfouten veroorzaakt die kunnen leiden tot aanvallen, persoonlijkheids- en stemmingsstoornissen, visusveranderingen, en zelfs schizofrenie.
“Na de eerste infectie zullen mensen een fase van chronische infectie ingaan. We wilden onderzoeken hoe de hersenschakelingen zich gedragen in de latere stadia van parasitaire cyste infectie”, zegt Michael Fox, professor aan het Fralin Biomedical Research Institute en de hoofdauteur van de studie.
De parasiet vormt microscopisch kleine cysten die in individuele neuronen zijn verstopt.
‘De theorie is dat neuronen een geweldige plek zijn om iets te verbergen omdat ze falen om enkele moleculen te produceren die cellen van het immuunsysteem zouden kunnen aantrekken”, zegt Fox, ook directeur van het onderzoeksinstituut Center for Neurobiology Research..
Fox en zijn medewerker Ira Blader rapporteerden onlangs dat op lange termijn Toxoplasma infecties de niveaus van een belangrijk enzym herverdelen dat nodig is in remmende neuronen om GABA te genereren, een neurotransmitter die vrijkomt bij de gespecialiseerde verbinding tussen twee neuronen, synaps genoemd.
Voortbouwend op die ontdekking onthulden de wetenschappers dat een hardnekkige parasitaire infectie het verlies van remmende synapsen veroorzaakt, en zij merkten ook dat cellichamen van neuronen werden omhuld door andere hersencellen, de microglia. Deze microglia lijken te voorkomen dat remmende interneuronen signalen sturen naar de omhulde neuronen.
“Bij neuropsychiatrische stoornissen werden vergelijkbare patronen van verlies van remmende synaps gemeld; daarom kunnen deze resultaten verklaren waarom sommige mensen deze aandoeningen ontwikkelen na een infectie,” zei Fox.
Vertaling: Andre Teirlinck