U potrazi za tajnama opasnog parazita

Toksoplazmoza je parazitska bolest koju uzrokuje protozoon imena Toxoplasma gondii. Najviše su ugrožene toplokrvne životinje, uključujući ljude, ali primarni domaćin je mačka. Iako su se mačke pokazale kao primarni domaćin odnosno širitelj zaraze, ljudi se mogu zaraziti i preko zaraženog nedovoljno termički obrađenog mesa, a procjenjuje se da jedna trećina svjetskog stanovništva nosi infekciju toksoplazmom.

Zašto je ovaj jednostanični parazit tako raširen i što ga potiče da se ponovno pojavi, pitanja su koja intrigiraju Sebastiana Lourida, izvanrednog profesora biologije na američkom tehnološkom institutu MIT i člana Whitehead Instituta za biomedicinska istraživanja. U njegovom laboratoriju istraživanje otkriva genetske putove koji pomažu da se parazit održi u stanju mirovanja i faktore koji ga dovode do oslobađanja od tog stanja.

Postoje lijekovi koji mogu liječiti akutne simptome infekcije toksoplazmom, koji uključuju glavobolju, vrućicu i upalu srca i pluća. Međutim, jednom kada parazit uđe u stadij mirovanja, ti lijekovi ne utječu na njega. Lourido se nada da će rad njegovog laboratorija dovesti do potencijalnih novih tretmana za ovu fazu, kao i do lijekova koji bi se mogli boriti protiv sličnih parazita kao što je parazit koji prenose krpelji poznat kao Babesia, a koji je sve češći u Novoj Engleskoj.

Toxoplasma gondii pripada skupini parazita poznatih kao apicomplexans, vrsti protozoa koje mogu uzrokovati razne bolesti. Nakon što zarazi ljudskog domaćina, Toxoplasma gondii  može se skrivati ​​od imunološkog sustava desetljećima, obično u cistama koje se nalaze u mozgu ili mišićima. Louridu je organizam bio posebno intrigantan jer mu je kao 17-godišnjaku dijagnosticirana toksoplazmoza. Njegov jedini simptom bile su natečene žlijezde, ali liječnici su otkrili da njegova krv sadrži antitijela protiv toksoplazme.

"Zaista je fascinantno da kod oko četvrtine do trećine svjetske populacije, parazit postoji. Velike su šanse da još uvijek imam žive parazite negdje u svom tijelu, i ako postanem imunokompromitiran, to bi postao veliki problem. Počeli bi se nekontrolirano replicirati," kaže.

S CRISPR metodom uređivanja gena znanstvenici mogu sustavno izbaciti svaki gen u genomu i zatim proučavati kako svaki gen koji nedostaje utječe na funkciju i preživljavanje parazita. 

"Kroz prilagodbu CRISPR-a na toksoplazmu, uspjeli smo istražiti cijeli genom parazita. Od njegove izvorne primjene 2016. uspjeli smo otkriti mehanizme otpornosti na lijekove i osjetljivosti, pratiti metaboličke putove i istražiti mnoge druge aspekte biologije parazita."

Koristeći analize temeljene na CRISPR-u, Louridov laboratorij identificirao je regulatorni gen nazvan BFD1 koji, čini se, pokreće ekspresiju gena koji su potrebni parazitu za dugotrajno preživljavanje unutar domaćina. Njegov je laboratorij također otkrio mnoge molekularne korake potrebne parazitu za prelazak između aktivnog i uspavanog stanja.

"Aktivno radimo na tome da shvatimo kako utjecaji iz okoliša usmjeravaju parazite u jednom ili drugom smjeru", kaže Lourido. "Čini se da preferirano prelaze u te kronične stadije u određenim stanicama poput neurona ili mišićnih stanica, a bujnije se razmnožavaju u akutnoj fazi kada su uvjeti hranjivih tvari prikladni ili kada postoji niska razina imuniteta u domaćinu."

Lourido vjeruje da će njegova istraživanja dovesti do novih terapija protiv toksoplazmoze.