Toxoplasma gondii
Toxoplasma gondii () es un protozoo parásito (concretamente un apicomplejo) que causa la toxoplasmosis. Encontrado en todo el mundo, T. gondii es capaz de infectar prácticamente a todos los animales de sangre caliente, pero los félidos son los únicos huéspedes definitivos conocidos en los que el parásito puede tener reproducción sexual.
En roedores, T. gondii altera el comportamiento de manera que aumenta el número de roedores' posibilidades de ser presa de los felinos. Soporte para esta "hipótesis de manipulación" proviene de estudios que muestran que T. Las ratas infectadas con gondii tienen una menor aversión a la orina de gato, mientras que la infección en ratones reduce la ansiedad general, aumenta los comportamientos exploratorios y aumenta la pérdida de aversión a los depredadores en general. Debido a que los gatos son uno de los únicos huéspedes en los que T. gondii puede reproducirse sexualmente, se cree que tales manipulaciones de comportamiento son adaptaciones evolutivas que aumentan el éxito reproductivo del parásito, ya que los roedores que no evitan las habitaciones de los gatos probablemente se conviertan en presas de gatos. Los mecanismos primarios de T. Los cambios de comportamiento inducidos por gondii en roedores ocurren a través de la remodelación epigenética en las neuronas que rigen los comportamientos relevantes (por ejemplo, la hipometilación de los genes relacionados con la arginina vasopresina en la amígdala medial, que disminuyen en gran medida la aversión a los depredadores).
En humanos, particularmente en bebés y aquellos con inmunidad debilitada, T. gondii es generalmente asintomática, pero puede conducir a un caso grave de toxoplasmosis. T. gondii inicialmente puede causar síntomas leves similares a los de la gripe en las primeras semanas posteriores a la exposición, pero por lo demás, los adultos humanos sanos son asintomáticos. Este estado asintomático de infección se conoce como infección latente y se ha asociado con numerosas alteraciones sutiles de comportamiento, psiquiátricas y de personalidad en humanos. Los cambios de comportamiento observados entre humanos infectados y no infectados incluyen una disminución de la aversión a la orina de gato (pero con trayectorias divergentes según el género) y un mayor riesgo de varios trastornos psiquiátricos, en particular esquizofrenia y trastorno bipolar. La evidencia preliminar ha sugerido que T. gondii puede inducir algunas de las mismas alteraciones en el cerebro humano que las observadas en roedores. Muchas de estas asociaciones han sido fuertemente debatidas y los estudios más recientes han encontrado que son débiles y concluyen:
En general, había pocas pruebas de que T. gondii estaba relacionado con el aumento del riesgo de trastorno psiquiátrico, control de impulsos deficientes, aberraciones de personalidad o deterioro neurocognitivo.
T. gondii es uno de los parásitos más comunes en los países desarrollados; los estudios serológicos estiman que hasta el 50% de la población mundial ha estado expuesta y puede estar crónicamente infectada con T. gondii; aunque las tasas de infección difieren significativamente de un país a otro. Las estimaciones han demostrado que la seroprevalencia de IgG más alta se encuentra en Etiopía, con un 64,2%, a partir de 2018.
Estructura
T. gondii contiene orgánulos llamados roptries y micronemas, así como otros orgánulos.
Ciclo de vida
El ciclo de vida de T. gondii se puede resumir en términos generales en dos componentes: un componente sexual que ocurre solo en los gatos (felinos, salvajes o domésticos) y un componente asexual que puede ocurrir en prácticamente todos los animales de sangre caliente, incluidos los humanos, los gatos y los gatos. aves. Porque T. gondii puede reproducirse sexualmente solo dentro de los gatos, por lo que los gatos son el huésped definitivo de T. gondii. Todos los demás huéspedes, en los que solo puede ocurrir la reproducción asexual, son huéspedes intermedios.
Reproducción sexual en el huésped definitivo felino
Cuando un felino está infectado con T. gondii (por ejemplo, al consumir un ratón infectado que lleva los quistes de tejido del parásito), el parásito sobrevive al paso por el estómago y eventualmente infecta las células epiteliales del intestino delgado del gato. Dentro de estas células intestinales, los parásitos se desarrollan sexualmente y se reproducen, produciendo millones de quistes de paredes gruesas que contienen cigotos conocidos como ooquistes. Los felinos son el único huésped definitivo porque carecen de expresión de la enzima delta-6-desaturasa (D6D) en su intestino. Esta enzima convierte el ácido linoleico; la ausencia de expresión permite la acumulación sistémica de ácido linoleico. Hallazgos recientes mostraron que este exceso de ácido linoleico es esencial para T. gondii reproducción sexual.
Excreción felina de ooquistes
Las células epiteliales infectadas finalmente se rompen y liberan ooquistes en la luz intestinal, después de lo cual se eliminan en las heces del gato. Luego, los ooquistes pueden propagarse al suelo, el agua, los alimentos o cualquier cosa potencialmente contaminada con las heces. Altamente resistentes, los ooquistes pueden sobrevivir y permanecer infecciosos durante muchos meses en climas fríos y secos.
La ingestión de ooquistes por humanos u otros animales de sangre caliente es una de las rutas comunes de infección. Los seres humanos pueden estar expuestos a los ooquistes, por ejemplo, al consumir verduras sin lavar o agua contaminada, o al manipular las heces (arena) de un gato infectado. Aunque los gatos también pueden infectarse al ingerir ooquistes, son mucho menos sensibles a la infección por ooquistes que los huéspedes intermedios.
Infección inicial del huésped intermediario
Los huéspedes intermedios encontrados incluyen cerdos, pollos, cabras, ovejas y Macropus rufus por Moré et al. 2010. El ganado vacuno y los caballos son resistentes y se cree que son incapaces de una infección significativa. T. gondii se considera que tiene tres etapas de infección; la etapa de taquizoíto de división rápida, la etapa de bradizoíto de división lenta dentro de los quistes tisulares y la etapa ambiental de ooquiste. Los taquizoitos también se conocen como "merozoitos taquizoicos" y los bradizoitos como "merozoitos bradizoicos". Cuando un humano u otro animal de sangre caliente ingiere un ooquiste o un quiste tisular, las enzimas proteolíticas del estómago y el intestino delgado disuelven la resistente pared del quiste, lo que libera los esporozoitos del interior del ooquiste. Los parásitos primero invaden las células en el epitelio intestinal y sus alrededores, y dentro de estas células, los parásitos se diferencian en taquizoítos, la etapa celular móvil y de multiplicación rápida de T. gondii. Los quistes tisulares en tejidos como el cerebro y el tejido muscular se forman alrededor de 7 a 10 días después de la infección inicial. Aunque la infección grave de M. rufus se ha observado, se desconoce si esto es común.
Reproducción asexual en el huésped intermediario
Dentro de las células huésped, los taquizoítos se replican dentro de vacuolas especializadas (llamadas vacuolas parasitóforas) creadas a partir de la membrana de la célula huésped durante la invasión de la célula. Los taquizoitos se multiplican dentro de esta vacuola hasta que la célula huésped muere y se rompe, liberando y propagando los taquizoitos a través del torrente sanguíneo a todos los órganos y tejidos del cuerpo, incluido el cerebro.
Crecimiento en cultivo de tejidos
El parásito se puede cultivar fácilmente en monocapas de células de mamífero mantenidas in vitro en cultivo de tejidos. Invade y se multiplica fácilmente en una amplia variedad de líneas celulares de fibroblastos y monocitos. En cultivos infectados, el parásito se multiplica rápidamente y miles de taquizoítos se desprenden de las células infectadas y entran en las células adyacentes, destruyendo la monocapa a su debido tiempo. Entonces se pueden infectar nuevas monocapas utilizando una gota de este fluido de cultivo infectado y mantener el parásito indefinidamente sin necesidad de animales.
Formación de quistes tisulares
Después del período inicial de infección caracterizado por la proliferación de taquizoítos en todo el cuerpo, la presión del sistema inmunitario del huésped hace que T. gondii taquizoítos para convertirlos en bradizoítos, la etapa semidormida y que se divide lentamente del parásito. Dentro de las células huésped, los grupos de estos bradizoítos se conocen como quistes tisulares. La pared del quiste está formada por la membrana de la vacuola parasitófora. Aunque los quistes tisulares que contienen bradizoíto pueden formarse en prácticamente cualquier órgano, los quistes tisulares se forman predominantemente y persisten en el cerebro, los ojos y el músculo estriado (incluido el corazón). Sin embargo, los tropismos de tejidos específicos pueden variar entre las especies de huéspedes intermedios; en los cerdos, la mayoría de los quistes tisulares se encuentran en el tejido muscular, mientras que en los ratones, la mayoría de los quistes se encuentran en el cerebro.
Los quistes suelen variar en tamaño entre cinco y 50 µm de diámetro (siendo 50 µm aproximadamente dos tercios del ancho del cabello humano promedio).
El consumo de quistes tisulares en la carne es uno de los principales medios de T. gondii, tanto en humanos como en animales carnívoros de sangre caliente. Los humanos consumen quistes tisulares cuando comen carne cruda o poco cocida (particularmente cerdo y cordero). El consumo de quistes de tejido también es el medio principal por el cual los gatos se infectan.
Una exhibición en el Museo de Historia Natural de San Diego afirma que la escorrentía urbana con heces de gato transporta Toxoplasma gondii al océano, lo que puede matar a las nutrias marinas.
Infección crónica
Los quistes tisulares se pueden mantener en el tejido del huésped durante toda la vida del animal. Sin embargo, la presencia perpetua de quistes parece deberse a un proceso periódico de ruptura y reenquistamiento de quistes, más que a una vida perpetua de quistes o bradizoítos individuales. En cualquier momento dado, en un huésped con infección crónica, un porcentaje muy pequeño de quistes se rompe, aunque la causa exacta de la ruptura de este quiste tisular, a partir de 2010, aún no se conoce.
Teóricamente, T. gondii puede transmitirse entre huéspedes intermediarios indefinidamente a través de un ciclo de consumo de quistes de tejido en la carne. Sin embargo, el ciclo de vida del parásito comienza y se completa solo cuando el parásito pasa a un huésped felino, el único huésped dentro del cual el parásito puede volver a desarrollarse sexualmente y reproducirse.
Estructura de la población en la naturaleza
En 2006, los investigadores revisaron la evidencia de que T. gondii tiene una estructura poblacional inusual dominada por tres linajes clonales llamados Tipos I, II y III que ocurren en América del Norte y Europa, a pesar de la ocurrencia de una fase sexual en su ciclo de vida. Estimaron que existió un ancestro común hace unos 10.000 años. Los autores de un estudio posterior y más amplio sobre 196 aislamientos de diversas fuentes, incluido T. gondii en águila calva, lobo gris, zorro ártico y nutria marina, también encontró que T. gondii que infectan la vida silvestre de América del Norte tienen una diversidad genética limitada con la ocurrencia de solo unos pocos tipos clonales importantes. Descubrieron que el 85 % de las cepas en América del Norte pertenecían a uno de los tres genotipos generalizados II, III y Tipo 12. Por lo tanto, T. gondii ha conservado la capacidad sexual en América del Norte durante muchas generaciones, produciendo poblaciones en gran parte clonales, y los apareamientos han generado poca diversidad genética.
Etapas celulares
Durante diferentes períodos de su ciclo de vida, los parásitos individuales se convierten en varias etapas celulares, y cada etapa se caracteriza por una morfología celular, una bioquímica y un comportamiento distintos. Estas etapas incluyen los taquizoítos, los merozoítos, los bradizoítos (que se encuentran en los quistes tisulares) y los esporozoítos (que se encuentran en los ooquistes).
Algunas etapas son móviles y algunas proteínas quinasas dependientes del calcio (TgCDPK s) están involucrados en la motilidad de este parásito. Gaji et al. Se requiere 2015 find TgCDPK3 para comenzar la acción de la motilidad porque fosforila T. gondii's miosina A (TgMYOA). TgCDPK3 es el ortólogo funcional de CDPK1 en este parásito.
Taquizoitos
Los taquizoítos móviles y de multiplicación rápida son responsables de expandir la población del parásito en el huésped. Cuando un huésped consume un quiste tisular (que contiene bradizoítos) o un ooquiste (que contiene esporozoítos), los bradizoítos o esporozoítos se convierten en taquizoítos al infectar el epitelio intestinal del huésped. Durante el período agudo inicial de la infección, los taquizoítos se diseminan por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo. Durante las últimas etapas latentes (crónicas) de la infección, los taquizoítos se convierten en bradizoítos para formar quistes tisulares.
Merozoitos
Al igual que los taquizoítos, los merozoítos se dividen rápidamente y son los responsables de expandir la población del parásito dentro del intestino del gato antes de la reproducción sexual. Cuando un huésped definitivo felino consume un quiste de tejido (que contiene bradizoítos), los bradizoítos se convierten en merozoítos dentro de las células epiteliales intestinales. Después de un breve período de rápido crecimiento de la población en el epitelio intestinal, los merozoítos se convierten en las etapas sexuales no infecciosas del parásito para someterse a reproducción sexual, lo que eventualmente da como resultado ooquistes que contienen cigotos.
Bradizoítos
Los bradizoítos son la etapa de división lenta del parásito que forma los quistes tisulares. Cuando un huésped no infectado consume un quiste tisular, los bradizoítos liberados del quiste infectan las células epiteliales intestinales antes de pasar a la etapa proliferativa de taquizoítos. Después del período inicial de proliferación en todo el cuerpo del huésped, los taquizoítos vuelven a convertirse en bradizoítos, que se reproducen dentro de las células huésped para formar quistes tisulares en el nuevo huésped.
Esporozoitos
Los esporozoítos son la etapa del parásito que reside dentro de los ooquistes. Cuando un ser humano u otro huésped de sangre caliente consume un ooquiste, se liberan esporozoitos que infectan las células epiteliales antes de pasar a la etapa proliferativa de taquizoitos.
Respuesta inmune
Al principio, una T. gondii estimula la producción de IL-2 e IFN-γ por parte del sistema inmunitario innato. La producción continua de IFN-γ es necesaria para el control de la T tanto aguda como crónica. gondii infección. Estas dos citocinas provocan una respuesta inmunitaria mediada por células T CD4+ y CD8+. Por lo tanto, las células T juegan un papel central en la inmunidad contra la infección por Toxoplasma. Las células T reconocen los antígenos de Toxoplasma que les son presentados por las moléculas del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (MHC) del propio cuerpo. La secuencia genética específica de una molécula MHC dada difiere dramáticamente entre individuos, razón por la cual estas moléculas están involucradas en el rechazo de trasplantes. Las personas que portan ciertas secuencias genéticas de moléculas MHC tienen muchas más probabilidades de infectarse con Toxoplasma. Un estudio de >1600 individuos encontró que la infección por Toxoplasma era especialmente común entre las personas que expresaban ciertos alelos MHC (HLA-B*08:01, HLA-C*04:01, HLA-DRB 03:01, HLA-DQA*05:01 y HLA-DQB*02:01).
IL-12 se produce durante T. gondii para activar las células asesinas naturales (NK). El triptófano es un aminoácido esencial para T. gondii, que elimina de las células huésped. El IFN-γ induce la activación de indol-amina-2,3-dioxigenasa (IDO) y triptófano-2,3-dioxigenasa (TDO), dos enzimas responsables de la degradación del triptófano. La presión inmunitaria eventualmente lleva al parásito a formar quistes que normalmente se depositan en los músculos y en el cerebro de los huéspedes.
Respuesta inmune y alteraciones del comportamiento
La activación de IDO y TDO mediada por IFN-γ es un mecanismo evolutivo que sirve para matar de hambre al parásito, pero puede provocar el agotamiento del triptófano en el cerebro del huésped. IDO y TDO degradan el triptófano a N-formilquinurenina. La administración de L-quinurenina es capaz de inducir un comportamiento depresivo en ratones. T. gondii se ha demostrado que la infección aumenta los niveles de ácido quinurénico (KYNA) en el cerebro de ratones infectados y en el cerebro de personas esquizofrénicas. Los niveles bajos de triptófano y serotonina en el cerebro ya estaban asociados con la depresión.
Factores de riesgo de infección humana
Los siguientes han sido identificados como factores de riesgo para T. gondii infección en humanos y animales de sangre caliente:
- consumir carne cruda o poco cocida que contenga T. gondii quistes de tejido. La amenaza más común para los ciudadanos en los Estados Unidos es comer cerdo crudo o mal cocido.
- ingerir agua, suelo, verduras o cualquier cosa contaminada con ovocitos derramados en las heces de un animal infectado. La materia fecal de gato es particularmente peligrosa: Sólo un quiste consumido por un gato puede resultar en miles de ovocitos. Por eso los médicos recomiendan que las personas embarazadas o enfermas no limpien la caja del gato en casa. Estos ovocitos son resistentes a condiciones ambientales duras y pueden sobrevivir más de un año en suelo contaminado.
- de una transfusión de sangre o trasplante de órganos
- de transmisión transplacental de madre a feto, especialmente cuando T. gondii se contrae durante el embarazo
- de beber leche de cabra no pasteurizada
- de aguas residuales crudas y tratadas y mariscos bivalvos contaminados por aguas residuales tratadas
Un argumento común en el debate sobre si tener un gato es ético involucra la cuestión de la transmisión del Toxoplasma gondii a los humanos. Aunque "vivir en un hogar con un gato que usaba una caja de arena estaba fuertemente asociado con la infección" y que vivir con varios gatitos o cualquier gato menor de un año tiene cierta importancia, varios otros estudios afirman haber demostrado que vivir en un hogar con un gato no es un factor de riesgo significativo para T. gondii infección.
Los vectores específicos de transmisión también pueden diferir según la ubicación geográfica. "Se cree que el agua de mar en California está contaminada por T. gondii que se originan en las heces de los gatos, sobreviven o pasan por alto el tratamiento de aguas residuales y viajan a la costa a través de los sistemas fluviales. T. gondii ha sido identificado en un mejillón de California mediante la reacción en cadena de la polimerasa y la secuenciación del ADN. En vista de la presencia potencial de T. gondii, las mujeres embarazadas y las personas inmunodeprimidas deben ser conscientes de este riesgo potencial asociado con el consumo de ostras, mejillones y almejas crudas.
En animales de sangre caliente, como ratas marrones, ovejas y perros, T. gondii también se ha demostrado que se transmite sexualmente. Aunque T. gondii puede infectar, transmitirse y reproducirse asexualmente dentro de los humanos y prácticamente todos los demás animales de sangre caliente, el parásito puede reproducirse sexualmente solo dentro de los intestinos de los miembros de la familia de los gatos (félidos). Los felinos son, por tanto, los huéspedes definitivos de T. gondii; todos los demás huéspedes (como humanos u otros mamíferos) son huéspedes intermedios.
Prevención de infecciones
Se recomiendan las siguientes precauciones para prevenir o reducir en gran medida las posibilidades de infectarse con T. gondii. Esta información ha sido adaptada de los sitios web de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los Estados Unidos y de la Clínica Mayo.
De la comida
Las prácticas básicas de seguridad en la manipulación de alimentos pueden prevenir o reducir las posibilidades de infectarse con T. gondii, como lavar frutas y verduras sin lavar, y evitar carnes, aves y mariscos crudos o poco cocidos. Otras prácticas inseguras, como beber leche sin pasteurizar o agua sin tratar, pueden aumentar las probabilidades de infección. Como T. gondii se transmite comúnmente a través de la ingestión de quistes microscópicos en los tejidos de animales infectados, la carne que no está preparada para destruir estos presenta un riesgo de infección. Congelar la carne durante varios días a temperaturas bajo cero (0 °F o −18 °C) antes de cocinarla puede descomponer todos los quistes, ya que rara vez sobreviven a estas temperaturas. Durante la cocción, los cortes enteros de carne roja deben cocinarse a una temperatura interna de al menos 145 °F (63 °C). La carne poco hecha generalmente se cocina entre 55 y 60 °C (130 y 140 °F), por lo que se recomienda cocinar la carne al menos a temperatura media. Después de la cocción, se debe permitir un período de reposo de 3 min antes del consumo. Sin embargo, la carne molida debe cocinarse a una temperatura interna de al menos 160 °F (71 °C) sin período de descanso. Todas las aves deben cocinarse a una temperatura interna de al menos 165 °F (74 °C). Después de la cocción, se debe permitir un período de reposo de 3 min antes del consumo.
Del entorno
Los ooquistes en las heces de los gatos tardan al menos un día en esporular (para volverse infecciosos después de que se eliminan), por lo que desechar la arena para gatos a diario reduce en gran medida la posibilidad de que se desarrollen ooquistes infecciosos. Como estos pueden propagarse y sobrevivir en el medio ambiente durante meses, los humanos deben usar guantes al trabajar en el jardín o trabajar con tierra, y deben lavarse las manos inmediatamente después de desechar la arena para gatos. Estas precauciones se aplican a las cajas de arena/los fosos de arena para jugar al aire libre, que deben cubrirse cuando no se usan. Las heces de los gatos nunca deben tirarse por el inodoro.
Las mujeres embarazadas corren un mayor riesgo de transmitir el parásito al feto y las personas inmunodeprimidas de contraer una infección persistente. Por ello, no deben cambiar ni manipular las cajas de arena para gatos. Idealmente, los gatos deben mantenerse en el interior y alimentarse solo con alimentos que tengan un riesgo bajo o nulo de portar ooquistes, como la comida comercial para gatos o la comida de mesa bien cocinada.
Vacunación
No existe una vacuna humana aprobada contra Toxoplasma gondii. La investigación sobre vacunas humanas está en curso.
Para las ovejas, una vacuna viva aprobada que se vende como Toxovax (de MSD Animal Health) brinda protección de por vida.
Tratamiento
En humanos, la toxoplasmosis activa se puede tratar con una combinación de medicamentos como pirimetamina y sulfadiazina, además de ácido folínico. Los pacientes inmunocomprometidos pueden necesitar un tratamiento continuo hasta que se recupere su sistema inmunológico.
Efectos ambientales
En muchas partes del mundo, donde hay grandes poblaciones de gatos salvajes, existe un mayor riesgo para la vida silvestre nativa debido a una mayor infección de Toxoplasma gondii. Se ha encontrado que las concentraciones séricas de T. gondii en la población de vida silvestre aumentaron donde hay grandes cantidades de poblaciones de gatos. Esto crea un entorno peligroso para los organismos que no han evolucionado en cohabitación con felinos y sus parásitos contribuyentes.
Impacto en especies marinas
Visones y nutrias
La toxoplasmosis es uno de los factores que contribuyen a la mortalidad de las nutrias marinas del sur, especialmente en áreas donde hay una gran escorrentía urbana. En sus hábitats naturales, las nutrias marinas controlan las poblaciones de erizos de mar y, por lo tanto, indirectamente, controlan los bosques de algas marinas. Al permitir el crecimiento de algas marinas, se protegen otras poblaciones marinas y se reducen las emisiones de CO2 debido a la capacidad de las algas marinas para absorber el carbono atmosférico. Un examen de 105 nutrias de playa reveló que el 38,1% tenía infecciones parasitarias y el 28% de dichas infecciones habían resultado en muertes por meningoencefalitis protozoaria. Se descubrió que Toxoplasma gondii era la causa principal del 16,2% de estas muertes, mientras que el 6,7% de las muertes se debieron a un parásito protozoario estrechamente relacionado conocido como Sarcocystis neurona.
Los visones, al ser semiacuáticos, también son susceptibles a la infección y tienen anticuerpos positivos contra Toxoplasma gondii. Los visones pueden seguir una dieta similar a la de las nutrias y se alimentan de crustáceos, peces e invertebrados, por lo que la ruta de transmisión sigue un patrón similar al de las nutrias. Debido a la capacidad del visón para atravesar la tierra con mayor frecuencia, y a menudo visto como una especie invasora en sí misma, los visones son una amenaza mayor en el transporte de T. gondii a otras especies de mamíferos, en lugar de nutrias que tienen una amplitud más restrictiva.
Pingüinos de patas negras
Aunque han sido poco estudiadas, las poblaciones de pingüinos, especialmente aquellas que comparten un entorno con la población humana, están en riesgo debido a infecciones parasitarias, principalmente Toxoplasmosis gondii. Las principales subespecies de pingüinos infectadas por T. gondii incluyen pingüinos de Magallanes y de Galápagos salvajes, así como pingüinos azules y africanos en cautiverio. En un estudio, se encontró que 57 (43,2 %) de 132 muestras de suero de pingüinos de Magallanes tenían T. gondii. Se sabe que la isla donde se encuentra el pingüino, Isla Magdalena, no tiene poblaciones de gatos, pero sí una población humana muy frecuente, lo que indica la posibilidad de transmisión.
Histopatología
El examen de pingüinos de patas negras con toxoplasmosis revela hepatomegalia, esplenomegalia, hemorragia craneal y riñones necróticos (Ploeg, et al., 2011). El tejido alveolar y hepático presenta un elevado número de células inmunitarias como macrófagos que contienen taquizoítos de T. gondii. Las características histopatológicas en otros animales afectados con toxoplasmosis tenían taquizoítos en estructuras oculares como la retina que conducen a la ceguera.
Transmisión de agua
Se desconoce la transmisión de ooquistes, aunque existen muchos casos documentados de infección en especies marinas. Los investigadores han descubierto que los ovocitos de T. gondii puede sobrevivir en agua de mar durante al menos 6 meses, sin que la cantidad de concentración de sal afecte su ciclo de vida. No se han realizado estudios sobre la capacidad de T. gondii ciclo de vida de los ooquistes en ambientes de agua dulce, aunque las infecciones todavía están presentes. Una posible hipótesis de transmisión es a través de especies de amebas, particularmente Acanthamoeba spp., una especie que se encuentra en todos los ambientes acuáticos (agua de mar dulce, salobre y pura). Normalmente, las amebas funcionan como un filtro natural, fagocitando los nutrientes y las bacterias que se encuentran en el agua. Sin embargo, algunos patógenos han utilizado esto en su beneficio y han evolucionado para poder evitar ser descompuestos y, por lo tanto, sobrevivir encerrados en la ameba; esto incluye Holosporaceae, Pseudomonaceae, Burkholderiacceae, entre otros. En general, esto ayuda al patógeno en el transporte, pero también lo protege de medicamentos y esterilizadores que, de lo contrario, causarían la muerte del patógeno. Los estudios han demostrado que T. Los ooquistes gondii pueden vivir dentro de las amebas después de haber sido engullidos durante al menos 14 días sin una destrucción significativa del parásito. La capacidad del microorganismo para sobrevivir in vitro depende del propio microorganismo, pero existen algunos mecanismos generales presentes. T. Se ha encontrado que los ooquistes de gondii resisten un pH ácido y, por lo tanto, están protegidos por la acidificación que se encuentra en las vacuolas endocíticas y los lisosomas. La fagocitosis aumenta aún más con la membrana superficial rica en carbohidratos ubicada en las amebas. El patógeno puede liberarse por lisis de las amebas o por exocitosis, pero esto no se ha estudiado.
Impacto en las aves silvestres
Casi todas las especies de aves que han sido analizadas para Toxoplasma gondii han resultado positivas. Las únicas especies de aves que no presentan síntomas clínicos de toxoplasmosis serían los patos salvajes, y solo se ha encontrado un informe sobre patos domesticados en 1962. Las especies con resistencia a T. gondii incluyen pavos domésticos, búhos, halcones de cola roja y gorriones, dependiendo de la cepa de T. gondii. T. gondii es considerablemente más grave en las palomas, particularmente en las palomas corona, las palomas ornamentales y las palomas originarias de Australia y Nueva Zelanda. El inicio típico es rápido y generalmente resulta en la muerte. Aquellos que sobreviven a menudo tienen condiciones crónicas de encefalitis y neuritis. Del mismo modo, se observa que los canarios son tan graves como las palomas, pero los síntomas clínicos son más anormales en comparación con otras especies. La mayor parte de la infección afecta al ojo, causando ceguera, lesiones coroideas, conjuntivitis, atrofia del ojo, blefaritis y coriorretinitis. La mayoría de las veces, la infección conduce a la muerte.
Esfuerzos ambientales actuales
La urbanización y el calentamiento global son extremadamente influyentes en la transmisión de T. gondii. La temperatura y la humedad son factores importantes en la etapa de esporulación: la baja humedad siempre es fatal para los ooquistes, y también son vulnerables a las temperaturas extremas. Las precipitaciones también son un factor importante para la supervivencia de los patógenos transmitidos por el agua. Debido a que el aumento de las precipitaciones aumenta directamente la tasa de flujo en los ríos, también aumenta la cantidad de flujo hacia las áreas costeras. Esto puede propagar patógenos transmitidos por el agua en áreas amplias.
No existe una vacuna eficaz para T. gondii, y la investigación sobre una vacuna viva está en curso. Alimentar a los gatos con alimentos disponibles comercialmente, en lugar de carne cruda y poco cocida, evita que los felinos se conviertan en huéspedes de ooquistes, ya que la prevalencia es mayor en áreas donde se alimenta con carne cruda. Los investigadores también sugieren que los propietarios restrinjan a los gatos a vivir en el interior y que sean castrados o esterilizados para disminuir las poblaciones de gatos callejeros y reducir las interacciones con los huéspedes intermedios. Se sugiere que la materia fecal de las cajas de arena se recolecte diariamente, se coloque en una bolsa sellable y se deseche en la basura en lugar de tirarla al inodoro, para que la contaminación del agua sea limitada.
Los estudios han encontrado que los humedales con una alta densidad de vegetación disminuyen la concentración de ooquistes en el agua a través de dos posibles mecanismos. En primer lugar, la vegetación reduce las velocidades de flujo, lo que permite un mayor asentamiento debido al mayor tiempo de transporte. En segundo lugar, la vegetación puede eliminar los ooquistes a través de su capacidad para filtrar mecánicamente el agua, así como a través del proceso de adhesión (es decir, unión a biopelículas). Se ha descubierto que las áreas de erosión y destrucción de los humedales costeros albergan mayores concentraciones de T. gondii ooquistes, que luego desembocan en aguas costeras abiertas. Se ha demostrado que los tratamientos físicos y químicos que se utilizan normalmente en las instalaciones de tratamiento de agua son ineficaces contra T. gondii. La investigación ha demostrado que la desinfección UV-C del agua que contiene ooquistes da como resultado la inactivación y posible esterilización.
Genoma
Los genomas de más de 60 cepas de T. gondii han sido secuenciados. La mayoría tienen un tamaño de 60 a 80 Mb y constan de 11 a 14 cromosomas. Las principales cepas codifican entre 7800 y 10 000 proteínas, de las cuales unas 5200 se conservan en RH, GT1, ME49 y VEG. Se ha establecido una base de datos, ToxoDB, para documentar la información genómica de Toxoplasma.
Historia
En 1908, mientras trabajaban en el Instituto Pasteur de Túnez, Charles Nicolle y Louis Manceaux descubrieron un organismo protozoario en los tejidos de un roedor parecido a un hámster conocido como gundi, Ctenodactylus gundi. Aunque Nicolle y Manceaux inicialmente creyeron que el organismo era miembro del género Leishmania que describieron como "Leishmania gondii", pronto se dieron cuenta de que habían descubierto un organismo completamente nuevo; lo rebautizaron como Toxoplasma gondii. El nuevo nombre del género Toxoplasma es una referencia a su morfología: Toxo, del griego τόξον (toxon, "arco") y πλάσμα (plasma, "shape, form") y el anfitrión en el que se descubrió, el gundi (gondii). El mismo año Nicolle y Mancaeux descubrieron T. gondii, Alfonso Splendore identificó el mismo organismo en un conejo en Brasil. Sin embargo, no le dio un nombre. En 1914, el tropicalista italiano Aldo Castellani "fue el primero en sospechar que la toxoplasmosis podría afectar a los humanos".
La primera identificación concluyente de T. gondii en humanos fue en una niña que nació a término por cesárea el 23 de mayo de 1938, en Babies' Hospital de la ciudad de Nueva York. La niña comenzó a tener convulsiones a los tres días de edad y los médicos identificaron lesiones en las máculas de ambos ojos. Cuando murió con un mes de edad, se realizó una autopsia. Se encontró que las lesiones descubiertas en su cerebro y tejido ocular tenían T libre e intracelular. gondii'. El tejido infectado de la niña se homogeneizó y se inoculó por vía intracerebral en conejos y ratones; luego desarrollaron encefalitis. Posteriormente, se confirmó la transmisión congénita en muchas otras especies, particularmente en ovejas y roedores infectados.
La posibilidad de T. gondii a través del consumo de carne poco cocida fue propuesta por primera vez por D. Weinman y A.H Chandler en 1954. En 1960, se demostró que la pared del quiste relevante se disuelve en las enzimas proteolíticas que se encuentran en el estómago, liberando bradizoítos infecciosos en el estómago. (que pasan al intestino). La hipótesis de transmisión a través del consumo de carne poco cocida se probó en un orfanato de París en 1965; incidencia de T. gondii aumentó del 10 % al 50 % después de un año de agregar dos porciones de carne de res o de caballo poco cocida a muchos huérfanos' dietas diarias, y al 100% entre los alimentados con chuletas de cordero poco cocidas.
Un estudio realizado en Mumbai en 1959 encontró que la prevalencia entre los vegetarianos estrictos era similar a la de los no vegetarianos. Esto planteó la posibilidad de una tercera ruta principal de infección, más allá de la transmisión carnívora congénita y de carne mal cocida.
En 1970, se encontraron ooquistes en heces (de gato). Se demostró la ruta de infección fecal-oral a través de ooquistes. En las décadas de 1970 y 1980, se analizaron las heces de una amplia gama de especies animales infectadas para ver si contenían ooquistes: al menos 17 especies de félidos arrojaron ooquistes, pero no se ha demostrado que ningún no felino permita la presencia de T. gondii reproducción sexual (que conduce a la eliminación de ooquistes).
En 1984, Elmer R. Pfefferkorn publicó su descubrimiento de que el tratamiento de fibroblastos humanos con interferón gamma humano recombinante bloquea el crecimiento de T. gondii.
Diferencias de comportamiento de los huéspedes infectados
Hay muchos casos en los que se informaron cambios de comportamiento en roedores con T. gondii. Los cambios observados fueron una reducción en su disgusto innato por los gatos, lo que facilitó que los gatos se aprovecharan de los roedores. En un experimento realizado por Berdoy y sus colegas, las ratas infectadas mostraron preferencia por el área con olor a gato frente al área con olor a conejo, lo que facilitó que el parásito diera su último paso en su huésped felino definitivo. Este es un ejemplo del concepto de fenotipo extendido, es decir, la idea de que el comportamiento del animal infectado cambia para maximizar la supervivencia de los genes que aumentan la depredación del huésped roedor intermedio.
Las diferencias en el comportamiento dependiente del sexo observado en huéspedes infectados en comparación con individuos no infectados pueden atribuirse a diferencias en la testosterona. Los machos infectados tenían niveles más altos de testosterona, mientras que las hembras infectadas tenían niveles significativamente más bajos, en comparación con sus equivalentes no infectados. Al observar a los humanos, los estudios que utilizaron el cuestionario Cattell's 16 Personality Factor encontraron que los hombres infectados puntuaron más bajo en el Factor G (fuerza del superyó/conciencia de las reglas) y más alto en el Factor L (vigilancia), mientras que se observó el patrón opuesto para las mujeres infectadas. Tales hombres eran más propensos a ignorar las reglas y eran más hábiles, desconfiados y celosos. Por otro lado, las mujeres eran más afectivas, extrovertidas, concienzudas y moralistas. Los ratones infectados con T. gondii tienen un peor rendimiento motor que los ratones no infectados. Por lo tanto, se administró una prueba de reacción simple computarizada a adultos infectados y no infectados. Se encontró que los adultos infectados se desempeñaban mucho peor y perdían la concentración más rápidamente que el grupo de control. Sin embargo, el efecto de la infección solo explica menos del 10 % de la variabilidad en el rendimiento (es decir, podría haber otros factores de confusión). También se ha observado correlación entre la seroprevalencia de T. gondii en humanos y mayor riesgo de accidentes de tráfico. Los sujetos infectados tienen un riesgo 2,65 veces mayor de sufrir un accidente de tráfico. Un estudio turco confirmó que esto es cierto entre los conductores. Este parásito se ha asociado con muchos trastornos neurológicos como la esquizofrenia. En un metanálisis de 23 estudios que cumplieron con los criterios de inclusión, la seroprevalencia de anticuerpos contra T. gondii en personas con esquizofrenia es significativamente mayor que en las poblaciones de control (OR=2,73, P<0,000001). Un resumen de estudios de 2009 encontró que los intentos de suicidio tenían muchos más anticuerpos indicativos (IgG) que los pacientes hospitalizados de salud mental sin intento de suicidio. También se demostró que la infección está asociada con el suicidio en mujeres mayores de 60 años. (P<0,005)
Como se mencionó anteriormente, estos resultados de mayores proporciones de personas seropositivas para el parásito en casos de estos trastornos neurológicos no indican necesariamente una relación causal entre la infección y el trastorno. También es importante mencionar que en 2016 se realizó un estudio de cohorte de nacimiento representativo de la población para probar la hipótesis de que la toxoplasmosis está relacionada con el deterioro del cerebro y el comportamiento medido por una variedad de fenotipos que incluyen trastornos neuropsiquiátricos, control deficiente de los impulsos, personalidad y déficits neurocognitivos. Los resultados de este estudio no respaldaron los resultados de los estudios mencionados anteriormente, más que marginalmente. Ninguno de los valores de P mostró significación para ninguna medida de resultado. Así, según este estudio, la presencia de T. gondii no se correlaciona con una mayor susceptibilidad a ninguno de los fenotipos de comportamiento (excepto posiblemente con una tasa más alta de intentos fallidos de suicidio). Este equipo no observó ninguna asociación significativa entre T. gondii seropositividad y esquizofrenia. El equipo señala que los hallazgos nulos podrían ser un falso negativo debido a la baja potencia estadística debido a los pequeños tamaños de muestra, pero en contra de esto, su configuración debería evitar algunas posibilidades de errores en los aproximadamente 40 estudios que mostraron una correlación positiva. Llegaron a la conclusión de que se deben realizar más estudios. Otro estudio representativo de la población con 7440 personas en los Estados Unidos encontró que la infección por toxoplasma era 2,4 veces más común en personas que tenían antecedentes de síntomas maníacos y depresivos (trastorno bipolar tipo 1) en comparación con la población general.
Investigación sobre el vínculo entre T. gondii y el comportamiento empresarial mostraron que los estudiantes que dieron positivo para T. gondii tenían 1,4 veces más probabilidades de especializarse en negocios y 1,7 veces más probabilidades de tener un énfasis en "administración y emprendimiento". Entre 197 participantes de eventos de emprendimiento, T. gondii se correlacionó con una probabilidad 1,8 veces mayor de haber iniciado su propio negocio.
La investigación publicada también ha indicado que T. gondii podría potencialmente promover cambios en las creencias y valores políticos de una persona. Aquellos que están infectados con el parásito tienden a exhibir un mayor grado de pensamiento de "nosotros contra ellos".
El mecanismo detrás de los cambios de comportamiento se atribuye parcialmente al aumento del metabolismo de la dopamina, que puede neutralizarse con medicamentos antagonistas de la dopamina. T. gondii tiene dos genes que codifican una fenilalanina y una tirosina hidroxilasa bifuncionales, dos pasos importantes y limitantes de la biosíntesis de dopamina. Uno de los genes se expresa constitutivamente, mientras que el otro solo se produce durante el desarrollo del quiste. Además de la producción adicional de dopamina, T. gondii también produce cambios epigenéticos de larga duración en los animales que aumentan la expresión de vasopresina, probable causa de alteraciones que persisten tras el aclaramiento de la infección.
En 2022, un estudio publicado en Nature de una población bien documentada de lobos estudiados a lo largo de sus vidas, sugirió que T. gondii también puede tener un efecto significativo en su comportamiento. Sugirió que la infección con este parásito envalentonaba a los lobos infectados a un comportamiento que determinaba los roles de liderazgo e influía en el comportamiento de toma de riesgos, tal vez incluso motivaba el establecimiento de nuevas manadas independientes que establecerían y liderarían en patrones de comportamiento diferentes a los de las manadas en las que estaban. nacido. El estudio determinó que, en ocasiones, un lobo infectado se convertiría en el único macho reproductor de una manada, lo que provocaría un efecto significativo en otra especie por parte de "T. gondii.
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