Avete paura dello scienziato diabolico che lavorando la notte in laboratorio trova il modo per manipolare la vostra mente?
Ebbene sappiate che un piccolo parassita unicellulare, il Toxoplasma gondii, ci riesce senza dover ricorrere a nessun artifizio di laboratorio. Ed è così bravo da riuscire a convincere un topolino a farsi mangiare dal gatto. Di questo ha raccontato recentemente Carl Zimmer in un articolo pubblicato sul New York Times in cui ha commentato la scoperta del meccanismo alla base di questo comportamento. Un meccanismo che coinvolge l’epigenetica.
Toxoplasma gondii è un parassita unicellulare che infetta quasi tutte le specie animali a sangue caldo (mammiferi e uccelli). Nell’uomo è generalmente asintomatico a meno che l’infezione non interessi una donna gravida, nel qual caso può provocare aborto o morte del feto, o una persona immunocompromessa. L’ospite definitivo di questo parassita è il gatto dove si riproduce sessualmente dando origine a delle cisti che vengono espulse con le feci. Le cisti trasportate con la polvere possono contaminare il cibo di altri animali, in generale i topi, dove avviene la riproduzione asessuata.
Questo ciclo vitale è alla base di una strana alleanza tra il toxoplasma e il gatto. Il toxoplasma infetta il topo e lo convince a farsi mangiare dal gatto dove può crescere e riprodursi sessualmente. Il topo è il veicolo tramite il quale il parassita può rientrare nel suo ospite definitivo.
Questo comportamento è noto dagli anni 90. Di questi giorni è la scoperta del meccanismo tramite il quale il Toxoplasma riesce nel suo intento ferale. Un processo che prevede un sofisticato meccanismo di manipolazione dell’attività dei geni.
Il toxoplasma, infatti, è in grado di alterare la risposta del topolino all’odore dei gatti che normalmente induce una reazione di paura e fuga. Il toxoplasma elimina il senso di paura e in alcuni casi il topo sembra essere addirittura attirato dal gatto. Basta poco per manipolare la mente!
Percepire un odore e conseguentemente attivare una risposta comportamentale richiede una rete neuronale complessa che coinvolge migliaia di cellule nervose ognuna delle quali esprime geni, copia l’informazione genica dal DNA all’RNA e produce proteine e neuro-trasmettitori che veicolano le informazioni in tutto il corpo.
Il toxoplasma riesce a interferire con questo sistema complesso modulando l’espressione di specifici geni del topo.
Come sappiamo, tutte le cellule dell’organismo hanno gli stessi geni. Ma molti di questi sono espressi solo in certi tipi cellulari, ad esempio in cellule nervose ma non in quelle muscolari o della pelle.
L’epigenetica ha un ruolo importante nel determinare quando e dove un gene è attivo o spento. Uno dei meccanismi epigenetici è quello di mettere dei piccoli segnali sul DNA (metilazione delle citosine, una delle 4 lettere che compongono il DNA). In questo modo si può regolare lo stato ON/OFF dei geni in risposta a stimoli provenienti dall’esterno. Nel cervello la metilazione viene utilizzata per la memoria a lungo termine e per cambiare la reazione di un animale al suo ambiente.
Il Dott Vyas, un neurobiologo presso la Nanyang Technological University di Singapore, e autore dell’articolo pubblicato su Molecular Ecology si è chiesto se il Toxoplasma fosse in grado di cambiare il profilo di metilazione del DNA nelle cellule nervose dei ratti. Questo avrebbe potuto spiegare l’eccessiva produzione di un neuro-trasmettitore che si osserva in topi infettati e che potrebbe essere alla base dell’alterata risposta all’odore dei gatti. Quello che Vyas e i suoi collaboratori hanno trovato è che le regioni del gene che codificano per questo neuro-trasmettitore nel topo malato sono metilate meno che in quello sano. Ancora più interessante, se si ripristina il normale livello di metilazione il topo sviluppa nuovamente la paura per il gatto. Al contrario, eliminando la metilazione dal gene senza usare il toxoplasma i topolini cominciavamo a comportatesi come se fossero stati infettati dal parassita e non mostrano più timore per il loro predatore.
Insomma, l’epigenetica può controllare il comportamento animale.
La natura usa tutto il repertorio di manipolazioni del materiale genico che alcuni pensano essere il frutto della mente malata degli scienziati. E lo usa per esplorare il mondo delle possibilità, di ciò che potrebbe essere ma non è. In una continua e spietata lotta per la vita. Anche manipolando la mente.
