Microbiologie in hapklare porties
Mind-Control met IJzer?
Hoe ijzer de pathogenese van Toxoplasma bevordert.
Toxoplasma gondii (T. gondii), ook wel bekend als de “mind-control” parasiet, is een intracellulaire protozoa die wereldwijd talloze gastheren infecteert. De bijnaam “mind-control” komt voort uit het vermogen van de parasiet om gedrags- en neurologische veranderingen te veroorzaken bij deze gastheren, waaronder cerebrale toxoplasmose (CT) bij mensen. Er bestaan momenteel geen geneesmiddelen die de parasiet volledig kunnen elimineren zodra deze zich in een gastheer bevindt. Hierdoor blijft de parasiet meestal aanwezig in het centrale zenuwstelsel (CZS), wat leidt tot een chronische infectie. Een geïnfecteerd individu kan asymptomatisch blijven, maar bij personen met een verzwakt of volledig afwezig immuunsysteem kan een actieve infectie ontstaan die levensbedreigende toxoplasmatische encefalitis (TE) veroorzaakt.
Functie van IJzer
IJzer heeft veel functies binnen cellen, waaronder energie-metabolisme en celproliferatie. Het is essentieel voor de werking van het centrale zenuwstelsel. Te veel ijzer is echter gevaarlijk, en daarom is een evenwicht in ijzerniveaus cruciaal voor een goede werking. T. gondii heeft als pathogeen ook ijzer nodig om te overleven. Verschillende studies tonen aan dat een infectie met T. gondii leidt tot verhoogde ijzerniveaus in het lichaam. Een proces genaamd ferroptose (ijzer-afhankelijke celdood) is een andere verstoring van de ijzerhomeostase en speelt een pro-inflammatoire rol in het ziekteproces.
IJzerophoping
Bij muizen die in deze studie met T. gondii werden geïnfecteerd, werd ferroptose waargenomen in de hippocampus van de geïnfecteerde dieren. De hippocampus is het deel van de hersenen dat verantwoordelijk is voor leren, geheugen en emotie. Ferroptose wordt gekenmerkt door een stoornis in het ijzermetabolisme en lipideperoxidatie (vetmoleculen met zuurstofbindingen). Er was een opregulatie van de ijzeropnametransporteur en verstoring van de ijzeruitvoertransporteur, wat leidde tot verhoogde intracellulaire ijzerniveaus. Producten die wijzen op lipideperoxidatie werden ook in verhoogde hoeveelheden aangetroffen. Lipideperoxidatie is gevaarlijk omdat het uitgebreide weefselschade veroorzaakt.
Behandeling een Mogelijkheid?
Om de mogelijke rol van ijzer bij de pathogenese van cerebrale toxoplasmose verder te onderzoeken, behandelden onderzoekers muizen met DFP. DFP, of Deferipron, is een ijzerchelator die ijzer bindt en uitscheiding via de urine bevordert. Wanneer het aan muizen werd toegediend, verminderden de ijzerniveaus in de hippocampus. Markers van lipideperoxidatie namen ook af.
Hoewel DFP de pathologische processen van ziekteprogressie, zoals necrose en ontsteking, verbeterde, leken de cognitieve en motorische functies van de muizen niet te verbeteren. Testen om dit te onderzoeken omvatten de Morris waterdoolhof (MWM) en de ruimtelijke proeftest. De MWM is een soort gedragstest die wordt gebruikt om het ruimtelijk leren en geheugen van knaagdieren te onderzoeken. Het houdt in dat knaagdieren in een rond zwembad met water worden geplaatst en een verborgen platform moeten vinden om te ontsnappen. In de ruimtelijke proeftest wordt het platform uit het zwembad verwijderd en moeten de muizen ernaar zoeken. Geïnfecteerde muizen vonden het platform minder snel dan niet-geïnfecteerde muizen, en dit verbeterde niet met toediening van DFP.
Conclusie
IJzer speelt een belangrijke rol in de pathogenese van cerebrale toxoplasmose. Helaas is er geen allesomvattende behandeling, maar zoals aangetoond in deze studie kan Deferipron mogelijk nuttig zijn als onderdeel van een behandelregime. Verdere studies zijn nodig om de veiligheid van het gebruik van een ijzerchelator zoals DFP bij de behandeling van CT te onderzoeken, evenals aanvullende medicatie die kan helpen bij het verlichten van de cognitieve en motorische beperkingen.
Link to the original post: Wang C, Xie L, Xing Y, Liu M, Yang J, Gao N, et al. (2023) Iron-overload-induced ferroptosis in mouse cerebral toxoplasmosis promotes brain injury and could be inhibited by Deferiprone. PLoS Negl Trop Dis 17(8): e0011607. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0011607
Featured image: AI Image Generator
Vertaald door: Mira Stas
micro-bites.org 
