Зачем токсоплазме кошки?

Многим школьникам и студентам биологических специальностей приходилось учить сложные жизненные циклы паразитов со сменой хозяев. Среди них Toxoplasma gondii — простейшее из группы Апикомплексы. Бесполое размножение паразита может происходить в любом теплокровном млекопитающем, в том числе в человеке; если заражена беременная женщина, это может привести к серьезным нарушениям развития плода. Половое размножение токсоплазмы происходит только в кишечнике кошачьих, а человек может заразиться токсоплазмозом от кошки. Авторы статьи, опубликованной в PLOS Biology, выяснили, почему эти паразиты выбрали именно кошек.

Чтобы разобраться в тайне видовой специфичности паразита, ученые создали кишечные органоиды кошки — модель трубки кишечника с кошачьими эпителиальными клетками — и инфицировали их T. gondii из мозга мышей. В таких условиях лишь небольшая часть клеток демонстрировала признаки перехода к половому размножению. Но если перед заражением добавляли линолевую кислоту в большой концентрации, то к половому размножению переходило уже 35% паразитов. С олеиновой кислотой и низкими концентрациями линолевой кислоты не удалось добиться такого эффекта.

Кошки — это единственные млекопитающие, у которых в кишечнике отсутствует активность фермента дельта-6-десатуразы, катализирующего ключевую реакцию на пути метаболизма линолевой кислоты в арахидоновую. Именно поэтому линолевая кислота составляет до 46% от всех жирных кислот в крови у кошек, в то время как у крыс ее содержание может достигать лишь 10%.

Для подтверждения необходимости и достаточности высокой концентрации линолевой кислоты для полового размножения токсоплазмы группа исследователей повторила эксперимент на мышах, добавляя в их диету больше линолевой кислоты и специфический ингибитор дельта-6-десатуразы. В результате около 26% T. gondii проявляли признаки полового размножения.

Таким образом, ученым удалось определить ключевой фактор, влияющий на половое размножение токсоплазмы, а также преодолеть видовой барьер для полового размножения T. gondii. Это открывает новые пути для создания вакцин против паразита и позволит использовать более удобные модельные объекты для проведения исследований.