Toxoplasmose im Gehirn

Parasit baut Synapsen um

Der einzellige Parasit Toxoplasma gondii ist weltweit bekannt für die Verursachung der Infektionskrankheit Toxoplasmose. Wissenschaftler fanden nun heraus, wie er den Stoffwechsel im Gehirn seines Wirten beeinflusst.

Ildiko Rita Dunay, Karl-Heinz Smalla, Daniel Lang

Ildiko Rita Dunay (OVGU) und Karl-Heinz Smalla (LIN) untersuchen den Toxoplasmose-Parasiten gemeinsam mit Daniel Lang (OVGU), der am Mikroskop sitzt. | OVGU/Melitta Dybiona

Wer einmal mit Toxoplasmose erkrankt ist, bleibt dies ein Leben lang. Etwa 30 bis 50 Prozent der Menschen infizieren sich im Laufe ihres Lebens mit der Infektionskrankheit. Der Parasit Toxoplasma gandii befällt sowohl Säugetiere als auch Vögel, die Endwirte sind jedoch Katzen. Meistens bleibt der Befall unbemerkt und die Infizierten ahnen nichts von der Erkrankung. „Bei gesunden Menschen löst die Infektion kurzzeitige Erkältungssymptome wie Schüttelfrost, Fieber und Gliederschmerzen aus. Eine solche Infektion kann für Schwangere oder Menschen mit geschwächtem Immunsystem dagegen gefährlich werden“, erläutert Prof. Dr. Ildiko Rita Dunay, Leiterin des Instituts für Inflammation und Neurodegeneration der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU).

Der Parasit wird über die Verdauung aufgenommen und gelangt darüber in den ganzen Körper, auch ins Gehirn. Dort nistet er sich ein Leben lang in die Nervenzellen ein. In verschiedenen Mäuseversuchen hatten Wissenschaftler der OVGU bereits herausgefunden, dass es bei infizierten Tieren zu erstaunlichen Verhaltensänderungen kommen kann. Die untersuchten Mäuse hatten die natürliche Angst vor Katzen verloren. Bei dem Geruch von Katzenurin zeigten die Nager sogar eine Präferenz für Katzen.

Proband mit EEG-Haube

Jeder zweite Deutsche trägt den Erreger Toxoplasma gondii in seinem Körper. Der weltweit vorkommende Einzeller verursacht eine der häufigsten Infektionskrankheiten. Studien zeigen, dass eine Infektion auch das Arbeitsgedächtnis im Alter beeinträchtigen kann.

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Daraufhin folgte die Untersuchung der Gehirne in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig, insbesondere der molekularen Zusammensetzung von Synapsen. Das Ergebnis: Die Menge von insgesamt 300 synaptischen Proteinen hatte sich nach einer Toxoplasmose-Erkrankung verändert. Sowohl Reduktionen, wie bei Proteinen an Glutamat-freisetzenden Synapsen, als auch erhöhte Konzentrationen, wie bei an der Immunantwort beteiligten Proteinen, waren zu finden.

Veränderung des Proteingehalts im Gehirn

Für Toxoplasmose gibt es bisher keine Therapie, in vielen Fällen wird jedoch Sulfadiazin eingesetzt. Die neuen Untersuchungen der OVGU und des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN) sollten nun zeigen, wie sich der Einsatz dieser Therapie auf die molekularen Veränderungen im Gehirn auswirkt. Das Ergebnis war positiv: Nach der Behandlung war die Zusammensetzung der Proteine in den Gehirnen mit der von nicht infizierten Artgenossen. „Alle untersuchten Proteine, die für die glutamaterge Signalübertragung zuständig sind, waren wieder im Normalbereich. Und auch die Entzündungsaktivität ging messbar zurück“, erklärte Dr. Björn Schott, Psychiater und Neurowissenschaftler. Die durch die Infektion hervorgerufene erhöhte Immunantwort wird durch das Medikament verringert, indem es die Toxoplasmen reduziert und so auch die Immunantwort.

Diese Ergebnisse unterstützen die Vermutung, dass Toxoplasmose ein Risikofaktor für neuropsychische Erkrankungen ist. Fehlfunktionen glutamaterger Synapsen werden mit den Ursachen von Depressionen, Schizophrenie und Autismus in Verbindung gebracht. Auch Komponenten der Immunantwort zeigen Bezüge zu diesen Erkrankungen. Das legt den Verdacht nahe, dass möglicherweise durch Immunreaktionen Veränderungen an der Synapse verursacht werden, die zu neuropsychiatrischen Störungen führen können“, fasst die Neuroimmunologin Dunay zusammen.

Originalpublikation:

Chronic Toxoplasma infection is associated with distinct alterations in the synaptic protein composition.
Lang D., Schott B.H., van Ham M., Morton L., Kulikovskaja L., Herrera-Molina R., Pielot R., Klawonn F., Montag D., Jänsch L., Gundelfinger E.D., Smalla K.H., Dunay I.R. Journal of Neuroinflammation. 2018 Aug 1;15(1):216. doi: 10.1186/s12974-018-1242-1.