Учёные превращают паразита Toxoplasma gondii из врага в союзника для доставки лекарств в мозг

Новое исследование, опубликованное в Nature Microbiology, впервые использовало одноклеточного паразита Toxoplasma gondii для инъекции терапевтических белков в клетки мозга. Мозг очень избирателен в том, что пропускает внутрь, включая многие лекарства, что ограничивает возможности лечения неврологических заболеваний.

Почему трудно лечить болезни мозга?

Все лекарства, особенно биологические (такие как инсулин), с большим трудом проникают в мозг из-за гематоэнцефалического барьера. Этот барьер — слой клеток, выстилающих кровеносные сосуды мозга, — действует как привратник, блокируя доступ микробов и других нежелательных веществ к нейронам.

Toxoplasma как курьер для клеток мозга

В отличие от большинства патогенов, Toxoplasma может пересекать гематоэнцефалический барьер и проникать в клетки мозга. Попав внутрь нейронов, паразит высвобождает набор белков, изменяющих экспрессию генов в клетке-хозяине.

В новом исследовании международная команда учёных перепрограммировала систему, которую Toxoplasma использует для секреции белков в клетку-хозяина. Они генетически модифицировали паразита, чтобы он производил гибридный белок, соединив один из его секретируемых белков с белком MeCP2, который регулирует активность генов в мозге. По сути, MeCP2 получил "попутку" в нейроны.

Исследователи обнаружили, что паразиты секретировали гибридный белок MeCP2 в нейроны, выращенные in vitro, а также в мозг инфицированных мышей.

Потенциал для лечения

Генетический дефицит MECP2 вызывает редкое нарушение развития мозга — синдром Ретта. Если Toxoplasma может доставлять форму белка MeCP2 в клетки мозга, это может стать новым вариантом лечения этого в настоящее время неизлечимого состояния. Это также может предложить новый метод лечения других неврологических проблем, вызванных дефектными белками, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона.

Препятствия на пути

Очевидная сложность использования Toxoplasma в медицинских целях заключается в том, что он может вызывать серьёзную, пожизненную инфекцию, которая в настоящее время неизлечима. Инфицирование может повредить критические системы органов, включая мозг, глаза и сердце.

Кроме того, до одной трети людей во всём мире уже являются носителями Toxoplasma в мозге, что, вероятно, сделает их невосприимчивыми к терапевтическим формам паразита, так как их иммунная система быстро уничтожит его.

Тем не менее, в некоторых случаях польза от использования Toxoplasma в качестве системы доставки лекарств может перевесить риски. Создание безвредных форм этого паразита может производить необходимые пациентам белки, не нанося вреда мозгу — органу, который определяет нашу личность.