Wissenschaftler könnten Parasiten, die Katzen meiden, in medizinische Waffen umwandeln

Wenn wir über Toxoplasma gondii sprechen, denken wir oft sofort an Katzen, da es sich bei Katzen um häufige Parasiten handelt. Schwangere Frauen müssen in Bezug auf Toxoplasma gondii äußerst wachsam sein, da dies die Gesundheit des Fötus gefährden kann. Allerdings haben Wissenschaftler vor kurzem entdeckt, dass Toxoplasma gondii als Mittel zur Behandlung einiger Gehirnerkrankungen eingesetzt werden könnte.

Warum können Parasiten zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden? Beginnen wir mit den Eigenschaften von Toxoplasma.

Was ist Toxoplasma gondii?

Der Name Toxoplasma gondii lässt auf den ersten Blick vermuten, dass es sich um einen Wurm handelt, der wie ein Bogen aussieht und sich wie ein Spulwurm oder ein Regenwurm windet. Tatsächlich ist Toxoplasma gondii viel kleiner. Es handelt sich um einen einzelligen Parasiten mit einer Länge von 3,5 bis 6,5 μm und einer Breite von 1,5 bis 3,5 μm. Seine Form ähnelt eher einer Banane als einer Schleife.

Abbildung 1: Mikroskopische Aufnahme von Toxoplasma gondii (Bild aus Wiki)

Toxoplasma gondii kommt bei vielen Tieren vor, darunter Katzen, Vögel, Schweine und Menschen. Toxoplasma gondii ist ein opportunistischer Parasit. Das bedeutet, dass eine Toxoplasma-Infektion bei normaler Immunfunktion des Körpers normalerweise keine klinischen Symptome zeigt.

Der Lebenszyklus von Toxoplasma erfordert zwei Wirte. Zu den Zwischenwirten zählen Reptilien, Fische, Insekten, Vögel, Säugetiere und der Mensch, Endwirte sind ausschließlich Katzen.

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Toxoplasma gondii kann auch Menschen infizieren und bei ihnen eine „erworbene Toxoplasmose“ verursachen. Erwachsene, die mit dem Virus infiziert sind, zeigen fast keine Symptome, doch bei Kindern, die mit Toxoplasma gondii infiziert sind, können manchmal Symptome wie Sehstörungen, Lungenentzündung und Gehirnentzündung auftreten, so dass Prävention dennoch notwendig ist.

Wenn sich eine schwangere Frau mit Toxoplasmose infiziert, kann dies großen Schaden anrichten , da Toxoplasma den Fötus infizieren und eine „angeborene Toxoplasmose“ verursachen kann, die beim Fötus viele schwere Folgeerscheinungen zurücklässt, wie etwa geistige Behinderungen, Sehbehinderungen, Epilepsie, Störungen der geistigen Entwicklung usw. Daher ist es sehr wichtig, schwangere Frauen auf Toxoplasma gondii zu untersuchen, und im Falle einer Infektion ist eine gezielte Behandlung erforderlich.

Einer der wichtigsten Gründe, warum Toxoplasma dem menschlichen Körper schaden kann, ist, dass es in unser zentrales Nervensystem eindringen kann. Doch gerade wegen dieser Eigenschaft versuchen einige Wissenschaftler derzeit, Toxoplasma zu „reformieren“ und sinnvoll zu nutzen.

Welchen Nutzen hat Toxoplasma gondii für den Menschen?

Protein ist ein wichtiges Werkzeug in der Biomedizin und viele Medikamente sind Proteine. Proteine ​​sind jedoch große biologische Makromoleküle, die mit dem Immunsystem des Wirts interagieren können und Barrieren (wie die Blut-Hirn-Schranke) nur schwer durchdringen können. Die Frage, wie diese Substanzen wirksam an die Zielzellen transportiert werden können, ist zu einem großen Problem geworden, das die medizinische Gemeinschaft plagt.

Toxoplasma gondii kann auf natürliche Weise vom menschlichen Darm in das zentrale Nervensystem gelangen. Wissenschaftler haben eine kühne Idee: Können sie durch die Modifizierung von Toxoplasma gondii therapeutische Proteinmedikamente ins Gehirn transportieren?

Kürzlich veröffentlichten Shahar Bracha und andere ihre Forschungsergebnisse in Nature Microbiology. Sie entwickelten eine neue Strategie, um zwei sekretorische Organellen von Toxoplasma gondii – Rhoptry-Körper und dichte Granula – zu nutzen, um Proteine ​​an die Gehirnzellen von Mäusen zu transportieren.

Sie wählten Proteine ​​aus, die sich in den Organellen des Parasiten befanden, und fusionierten sie mit verschiedenen Proteinen, von denen bekannt ist, dass sie bei der Behandlung neurologischer Erkrankungen des Menschen eingesetzt werden. Die Ergebnisse zeigten, dass diese großen Proteine ​​über beide Organellen gleichzeitig an die Neuronen abgegeben werden konnten.

Abbildung 3 Modifikation des Sekretionssystems von Toxoplasma gondii zur Abgabe großer Moleküle an therapeutische Proteine ​​an Neuronen (Bildquelle: Referenz 3)

Als Machbarkeitsnachweis testeten die Wissenschaftler MeCP2, ein Protein zur Behandlung des Rett-Syndroms, einer seltenen neurologischen Erkrankung, die die Gehirnentwicklung beeinträchtigt. Sie fanden heraus, dass es an Neuronen von Mäusen abgegeben werden und an Ziel-DNA binden konnte, wodurch die Genexpression des Wirts in Zellen, Neuronen und Gehirn-Organoiden verändert wurde.

Gleichzeitig wurden außerhalb der Zielabgabestelle nur wenige Parasiten festgestellt und es traten nach der Abgabe keine offensichtlichen Entzündungen auf. Die Wissenschaftler meinen, die Ergebnisse könnten eine neue Methode zur Verabreichung therapeutischer Proteine ​​ermöglichen, es seien jedoch weitere Untersuchungen nötig, um ihre Wirksamkeit und Sicherheit zu verstehen.

Abbildung 4: 3D-Bild, das zeigt, wie Toxoplasma gondii (fluoreszierend markiert) in die Gehirnzellen von Mäusen eindringt (Bildquelle: Referenz 3)

Wie kann man Toxoplasma gondii vorbeugen?

Obwohl Katzen tatsächlich Toxoplasma gondii auf den Menschen übertragen können, bedeutet das nicht, dass wir auf die Freude am Streicheln von Katzen verzichten müssen. Da Katzen nicht mit Toxoplasma geboren werden, werden sie nur infiziert, wenn sie mit einem mit Toxoplasma infizierten Zwischenwirt in Kontakt kommen.

Abbildung 2 Katze (Bildnachweis: vom Autor übernommen)

Bei einer Infektion einer Katze lebt Toxoplasma gondii hauptsächlich in den Darmzellen der Katze und kann über die Blutbahn auch in andere Organe gelangen. Nach zwei bis vier Wochen können die Eier über den Kot der Katze aus dem Körper ausgeschieden werden. Auch Katzen in der Umgebung können sich infizieren, wenn sie mit Kot in Berührung kommen, der Toxoplasma gondii enthält.

Daher können folgende Vorkehrungen getroffen werden:

① Lassen Sie Katzen kein unbehandeltes Wasser, wie z. B. Leitungswasser, direkt trinken.

② Vermeiden Sie, dass Katzen draußen herumstreunen.

3. Es wird empfohlen, Katzen mit Fertigfutter oder vollständig gekochtem, selbstgemachtem Futter zu füttern, um zu verhindern, dass Katzen rohes oder halbgegartes Fleisch direkt fressen.

④ Reinigen und ersetzen Sie die Katzenstreu rechtzeitig.

Es ist zu beachten, dass die überwiegende Mehrheit der mit Toxoplasma gondii infizierten Katzen im Allgemeinen keine offensichtlichen Symptome zeigt. Eine sehr kleine Anzahl von Katzen reagiert weniger empfindlich auf Toxoplasma gondii und kann Symptome im Zusammenhang mit dem zentralen Nervensystem, dem Sehvermögen, den Atemwegen, dem Magen-Darm-Trakt usw. aufweisen, wie etwa Fieber, Kurzatmigkeit, Husten usw.

Treten diese Symptome auf, kann in der Tierklinik mittels „Ei-Test im Stuhl“ und „Serum-Antikörpertest“ eine umfassende Diagnose gestellt werden, ob die Katze mit Toxoplasma gondii infiziert ist. Wenn Sie feststellen, dass Ihre Katze mit Toxoplasma gondii infiziert ist, können Sie versuchen, ihr Antibiotika wie Clindamycin oder Sulfonamide zu verabreichen, oder einen professionellen Tierarzt für eine gezielte Behandlung konsultieren.

Verweise

[1] Wen Liangzhen et al. Auswirkungen einer Toxoplasmose-Infektion bei schwangeren Frauen auf das Wachstum und die Entwicklung des Fötus. Chinesisches Journal für Geburtshilfe und Gynäkologie, 2003, 38(6): 331-333.

[2] Wang Qinying et al. Infektionskrankheiten, China Medical Science and Technology Press, 2016.

[3]Shahar Bracha et al. Entwicklung von Toxoplasma gondii-Sekretionssystemen für die intrazelluläre Abgabe mehrerer großer therapeutischer Proteine ​​an Neuronen. Nature Microbiology, 2024, 9: 2051–2072.

Planung und Produktion

Autor: Denovo-Team

Review丨Zhang Yu, Forscher/PhD, Chinesisches Zentrum für Krankheitskontrolle und Prävention, nationaler Experte für Gesundheitswissenschaften

Planung – Ding Zong

Herausgeber: Ding Zong

Korrekturgelesen von Xu Lailinlin

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

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