Токсоплазма на службе медицины: как паразиты помогут в лечении Альцгеймера

Ученые нашли неожиданного помощника в борьбе с неврологическими заболеваниями — паразита под названием «токсоплазма» (Toxoplasma gondii), известного своей способностью лишать мышей страха перед кошками. Международная группа исследователей разработала два метода доставки терапевтических белков в мозг, используя природные механизмы этого простейшего.

Токсоплазма умеет проникать через гематоэнцефалический барьер — защитный слой клеток, не пропускающий большинство веществ в мозг. Барьер оберегает нас от вредных веществ, но одновременно мешает проникновению лекарств, например, тех, которые могли бы нейтрализовать токсичные скопления при болезни Альцгеймера.

Исследователи модифицировали паразита, превратив его в своеобразный «челнок» для доставки лечебных белков. Они создали две системы: одну для однократного введения лекарства, другую — для длительного лечения. Первая система работает по принципу «атака — отступление»: токсоплазма быстро выпускает свой белковый груз и покидает нейрон. Вторая действует как «тайный агент»: паразит проникает в клетку и остается там, обеспечивая более продолжительное и интенсивное воздействие лекарства.

Эффективность этого необычного метода подтвердилась в лабораторных условиях и во время экспериментов с мозговыми органоидами — миниатюрными моделями мозга размером с горошину. Органоиды приближенно воспроизводят набор клеток и структуру развивающегося мозга человеческого плода, хотя обычно не имеют гематоэнцефалического барьера. Чтобы проверить, сможет ли «челнок» проникнуть в мозг живого организма, ученые внедрили в паразита лечебный белок для борьбы с синдромом Ретта — генетическим расстройством, вызывающим симптомы, похожие на аутизм.

После одной инъекции в брюшную полость лабораторных мышей модифицированный паразит за несколько недель распространил лечебный материал по всему мозгу. Белки в основном накапливались в отделах, отвечающих за восприятие, мышление и память. Ученые изучили действие T. gondii на нейроны, лишенные белка MECP2, недостаток которого вызывает синдром Ретта. Паразит, несущий синтетическую версию этого белка, повысил его уровень примерно до 58% от нормы.

T. gondii превосходит другие методы доставки лекарств в мозг своей «грузоподъемностью». В отличие от модифицированных вирусов или синтетических носителей, способных переносить только небольшие белковые фрагменты, токсоплазма может доставлять крупные белки, включая антитела.

Несмотря на обнадеживающие результаты, ученые признают, что до применения этого метода в медицине пройдет еще немало времени. T. gondii, хотя и безопасен для людей с крепким иммунитетом, может вызывать осложнения у пациентов с ослабленной иммунной системой. Следующим этапом станет устранение токсичных свойств простейшего.

Любопытно, что, по оценкам специалистов, около трети населения мира являются носителями токсоплазмы без каких-либо видимых последствий для здоровья. Этот факт делает паразита потенциально безопасным кандидатом для разработки новых способов доставки лекарств.

Если ученым удастся сделать T. gondii абсолютно безвредным, он может стать одним из самых прорывных средств в генной терапии.