Un reciente estudio ha identificado que un parásito cerebral puede estar alterando la comunicación neuronal de forma silenciosa, pero profunda. La infección por Toxoplasma gondii —un protozoo intracelular que se transmite comúnmente a través de los gatos— podría estar interfiriendo con las señales entre neuronas y astrocitos, alterando procesos clave del sistema nervioso central.
Este hallazgo tiene implicancias relevantes para la salud pública, considerando que aproximadamente un tercio de la población mundial podría estar infectada con este parásito cerebral. Aunque la mayoría de las personas no desarrolla síntomas evidentes, el estudio sugiere que podría haber consecuencias sutiles pero significativas en el funcionamiento del cerebro
La investigación publicada en PLOS Pathogens, T. gondii altera la producción y el contenido de vesículas extracelulares (EVs) neuronales, que son esenciales para la comunicación entre neuronas y astrocitos. Esta modificación podría desencadenar una respuesta inflamatoria y una pérdida de funciones clave en las células gliales.
El parásito cerebral que altera la comunicación neuronal
El protozoo Toxoplasma gondii es capaz de formar quistes intracelulares en las neuronas, donde puede permanecer durante toda la vida del huésped. En condiciones normales, las neuronas se comunican con los astrocitos mediante sinapsis, secreción de neurotransmisores y el intercambio de vesículas extracelulares. Estas vesículas contienen proteínas, lípidos y ácidos nucleicos que regulan funciones vitales, como la captación de glutamato por los astrocitos.
El estudio demostró que, al infectar neuronas, T. gondii reduce la producción de vesículas extracelulares neuronales y altera su contenido proteico y de microARN. Particularmente, las vesículas liberadas por neuronas infectadas contenían proteínas del parásito, como GRA1, GRA2, GRA7, MAG1 y MAG2, lo que sugiere que el parásito no solo altera la maquinaria celular, sino que también exporta sus propios componentes para modificar otras células.
Cambios en la comunicación entre neuronas y astrocitos
Las vesículas extracelulares derivadas de neuronas infectadas fueron absorbidas por astrocitos en cultivo. Una vez dentro, las vesículas alteraron la expresión de genes en los astrocitos, promoviendo una firma transcriptómica proinflamatoria y reduciendo la expresión de GLT-1, el principal transportador de glutamato. Esta proteína es responsable de eliminar el exceso de glutamato en el espacio sináptico, evitando la excitotoxicidad y las crisis epilépticas.
La pérdida de GLT-1, previamente observada en cerebros de ratones infectados, podría contribuir a un desequilibrio neuroquímico en humanos. El mecanismo identificado en este estudio muestra cómo las neuronas infectadas pueden alterar a las células vecinas, sin que el parásito las invada directamente, usando vesículas extracelulares como vehículos de comunicación patógena.
Contenido de las vesículas: proteínas y microARN alterados
El análisis por espectrometría de masas reveló que las vesículas de neuronas infectadas tenían una firma proteica distinta. Entre las proteínas humanas elevadas estaban vimentina (Vim), Hsp90b1 y Tubb4b, asociadas a respuestas inmunitarias y al citoesqueleto. En contraste, proteínas involucradas en la sinapsis y migración neuronal, como Reelin y Chl1, estaban reducidas.
Respecto a los microARN, se identificaron 14 con cambios significativos: algunos, como miR-199a-3p, tenían funciones antiinflamatorias; otros, como miR-324-5p y miR-466i-5p, están relacionados con la estructura sináptica y la apoptosis. Esto sugiere que el parásito podría estar regulando selectivamente la actividad inmunológica y la supervivencia neuronal a través de estos pequeños ARN no codificantes.
- Señales del parásito que llegan al núcleo de los astrocitos
Una de las observaciones más sorprendentes del estudio fue la detección de la proteína GRA7, derivada del parásito, dentro del núcleo de los astrocitos que habían absorbido vesículas infectadas. Esta proteína no solo fue detectada en el citoplasma, sino también en el interior del núcleo, lo que sugiere una posible modulación directa de la expresión génica por parte del parásito sin necesidad de invadir la célula por completo.
Aunque aún no se ha demostrado que GRA7 se una al ADN, su presencia en el núcleo plantea preguntas importantes sobre los mecanismos por los que el parásito podría modificar el comportamiento de las células del sistema nervioso. Esta estrategia podría representar una forma de evasión inmune y control local del entorno neural por parte del parásito.
Confirmación en modelos animales
Los cambios transcriptómicos inducidos por vesículas infectadas en cultivos celulares también se observaron en astrocitos de ratones infectados, lo que confirma que este fenómeno ocurre también in vivo. Los astrocitos activados mostraron una firma proinflamatoria similar y una reducción de GLT-1, especialmente en subpoblaciones celulares identificadas en cerebros infectados crónicamente.
Este hallazgo valida que los efectos observados en laboratorio tienen relevancia fisiopatológica real y podrían estar ocurriendo en personas infectadas de manera crónica con el parásito cerebral T. gondii.
Una nueva forma de comunicación patógena en el cerebro
Este estudio aporta evidencia de que un parásito cerebral puede alterar la comunicación neuronal sin invadir todas las células del cerebro. Mediante la modificación de vesículas extracelulares, T. gondii influye en el comportamiento de astrocitos y posiblemente otras células cerebrales, cambiando el equilibrio neuroinmunológico del sistema nervioso.
Este mecanismo podría explicar algunos efectos neurológicos sutiles de la toxoplasmosis crónica, como alteraciones en la conducta, epilepsia o deterioro cognitivo. Además, abre la posibilidad de usar vesículas extracelulares con proteínas del parásito como biomarcadores para detectar infecciones cerebrales activas sin necesidad de biopsias invasivas.
Conclusión
El descubrimiento de que un parásito cerebral puede alterar la comunicación neuronal mediante vesículas extracelulares representa un avance significativo en la neuroparasitología. Toxoplasma gondii, lejos de ser un inquilino pasivo en el cerebro, es capaz de manipular señales celulares y desencadenar respuestas inflamatorias que afectan la homeostasis cerebral.
Comprender estos mecanismos es clave para desarrollar estrategias terapéuticas que mitiguen el impacto neurológico de la toxoplasmosis. Asimismo, revela un nuevo nivel de complejidad en las interacciones parásito-huésped en el sistema nervioso central.
