Att få droger in i hjärnan är svårt. Kanske kan en parasit göra jobbet

En förvirrande parasit kan en dag leverera droger till hjärnan.

Toxoplasma gondii är en encellig parasit som får möss att tappa rädslan för katter, men som också kan orsaka dödliga livsmedelsburna sjukdomar (SN: 1/14/20). Nu har forskare konstruerat parasiten för att leverera stora terapeutiska proteiner till hjärnan på möss och in i mänskliga hjärnceller odlade i labbrätter, rapporterar ett internationellt team av forskare den 29 juli i Nature Microbiology.

Sådana proteiner och generna som producerar dem är ofta för stora för virus - den vanligaste kuriren för genterapi - att bära (SN: 10/20/23). Om parasiten kan göras säker för mänsklig användning, kan tekniken så småningom hjälpa till att behandla en mängd olika neurologiska tillstånd.

Medan kritiker tvivlar på att den parasitära skurken någonsin kan förvandlas till en hjälpsam hjälte, är vissa forskare fascinerade av idén.

Mikrober som bakterier och parasiter brukar ses som skurkar, säger Sara Molinari, en syntetisk syntetisk biolog vid University of Maryland i College Park som inte var involverad i arbetet. Men mikrober har utvecklat "ganska sofistikerade relationer med våra kroppar", säger hon. "Tanken att vi kan utnyttja denna relation för att instruera dem att göra bra saker för oss är faktiskt banbrytande."

Nuvarande metoder för att leverera terapier till hjärnan ger ofta oförutsägbara resultat eller har svårt att penetrera den skyddande skölden som kallas blod-hjärnbarriären, säger Shahar Bracha, bioingenjör och neuroforskare vid MIT (SN: 5/2/23).

Som doktorand vid Tel Aviv University letade Bracha efter ett bättre sätt att få in läkemedel och terapeutiska proteiner i hjärnan. Dessa inkluderar proteiner som kan ersätta saknade eller icke-funktionella hos personer med degenerativa och utvecklingsmässiga genetiska sjukdomar som påverkar nervsystemet, såsom Parkinsons sjukdom och Retts syndrom.

Sedan hörde hon om T. gondii som fick möss att bete sig hänsynslöst. "Det verkar som att den parasiten har löst allt vi behöver för läkemedelsleverans", säger Bracha.

Parasiten, som människor kan få från livsmedel som rått kött, dåligt tillagade skaldjur, otvättade frukter och grönsaker, såväl som från kattavföring eller förorenad jord, har utvecklats för att passera blod-hjärnbarriären. Väl där kan den infektera hjärnceller och leva tyst inuti dem i upp till en livstid. Den kan också pumpa in stora proteiner i hjärnceller den vidrör utan att invadera själva cellerna.

Kan T. gondii förvandlas till ett terapeutiskt verktyg?

I början var det ungefär som "Åh, jag undrar. Galen idé, säger Bracha. "Men ju mer jag läste om den här idén, desto mer kunde jag komma på en verklig plan för att testa den."

Bracha och kollegor i Israel slog sig ihop med T. gondii-forskaren Lilach Sheiner vid University of Glasgow i Skottland för att konstruera en potentiellt användbar version av parasiten.

När Anita Koshy, en infektionssjukdomsforskare vid University of Arizona College of Medicine i Tucson som studerar T. gondii, först hörde någon sväva idén om parasiten som en terapi tänkte hon: "Det är en hemsk idé. Vem kommer att gå med på det?” Men flera år senare, när Sheiner kontaktade henne för råd, hade Koshys tänkande utvecklats och hon gick ombord på projektet, säger hon.

Om man tar det långa perspektivet och lär sig att "avrisk" T. gondii, har parasiten några evolutionära aspekter som gör den tilltalande, säger hon.

Som parasiter går, är T. gondii redan relativt säker för de flesta människor med friska immunsymtom. Ungefär en fjärdedel av friska människor i världen har antikroppar i blodet som tyder på att de någon gång har smittats med T. gondii. U.S. Centers for Disease Control and Prevention uppskattar att mer än 40 miljoner människor i USA bär på parasiten.

Men parasiten är inte ofarlig. I USA är det en ledande dödsorsak från livsmedelsburna sjukdomar och kan skada hjärnan, ögonen och andra organ och orsaka hörselnedsättning hos personer som utvecklar allvarlig sjukdom.

De med försvagat immunförsvar har en högre risk att utveckla allvarlig sjukdom när de utsätts för T. gondii. Gravida människor riskerar att drabbas av för tidig födsel och att förlora graviditeten. Dessutom kan parasiten orsaka en mängd olika problem för barnet, inklusive blindhet, hörselnedsättning, epilepsi och gulsot. Mer än 200 000 fall av toxoplasmos diagnostiseras varje år i USA, med cirka 5 000 som kräver sjukhusvård. Uppskattningsvis dör 750 personer varje år av sjukdomen.

Koshys egen tidigare forskning visar att hjärnceller som parasiten injicerar en nyttolast i så småningom dör.

Om forskare vill använda parasiten för drogtillförsel måste de lära sig hur den orsakar sjukdom och inaktivera dessa mekanismer utan att skada T. gondiis förmåga att tyst infektera hjärnan.

"Det här kan vara som att försöka leverera bakverk med en bazooka."