La neuroparasitología es una rama emergente de la ciencia que se ocupa de
los parásitos que pueden controlar el sistema nervioso del hospedador. Ofrece la
posibilidad de descubrir cómo una especie (el parásito) modifica una red
neuronal particular y, por lo tanto, comportamientos particulares de otra
especie (el hospedador). Tales interacciones parásito-hospedador, desarrolladas
durante millones de años de evolución, proporcionan herramientas únicas
mediante las cuales se puede determinar cómo la neuromodulación regula
comportamientos específicos.
En algunas de las manipulaciones
más fascinantes, el parásito aprovecha los circuitos neuronales del cerebro del
hospedador para manipular sus funciones cognitivas. Por nombrar solo algunos
ejemplos, algunos gusanos inducen a los grillos y otros insectos terrestres a
suicidarse en el agua, lo que permite la salida del parásito a un ambiente
acuático favorable para su reproducción. En otro ejemplo de manipulación
conductual, las hormigas que consumieron las secreciones de una oruga que
contiene dopamina tienen menos probabilidades de alejarse de la oruga y es más
probable que sean agresivas. Esto beneficia a la oruga porque sin las hormigas
actuando como sus guardaespaldas, es más probable que sea depredada o atacada
por insectos parásitos que pondrían huevos dentro de su cuerpo.
Otro ejemplo es la avispa parásita, que induce un comportamiento
protector en las mariquitas que infecta,
en colaboración con un mutualista viral. Para ejercer una manipulación
conductual a largo plazo del hospedador, el parásito debe secretar compuestos
que actúan a través de mensajeros secundarios y/o directamente sobre genes que
a menudo modifican la expresión génica para producir efectos duraderos.
Introducción
La capacidad de los parásitos para alterar el comportamiento de sus hospedadores
ha generado recientemente un interés inusual tanto en científicos como en no
científicos. Una razón es que los parásitos alteran el comportamiento de su hospedador
de tal manera que sugieren un secuestro de su capacidad para tomar decisiones.
Sin embargo, la forma en que los parásitos manipulan a sus anfitriones no es un
tema esotérico. Es más bien la comprensión de estos procesos lo que va a
proporcionar información fundamental sobre la neurobiología del comportamiento.
Aunque nuestro conocimiento de los mecanismos neuronales de la
manipulación parasitaria es todavía precario, ha habido algunos avances
importantes en los últimos años. Como la mayoría de los animales son insectos,
no es sorprendente que muchos estudios de casos de animales manipulados por
parásitos sean insectos. La diversidad de parásitos que pueden manipular el
comportamiento de los insectos varía desde virus hasta gusanos y también
incluye otros insectos que han evolucionado para convertirse en parásitos. Por
ahora, nos centraremos en el control mental o la manipulación de las funciones
cognitivas en las asociaciones parásito-insecto. Consideraremos la cognición
aquí en un sentido amplio como la capacidad de los insectos para comportarse,
no solo como máquinas reflejas o autómatas, sino como seres vivos capaces de
tomar decisiones informadas y de comportarse en un entorno dinámico.
La evidencia acumulada recientemente demuestra que los insectos son más
que simples autómatas y que son capaces de expresar patrones de comportamiento
espontáneo creados de manera endógena. Por ejemplo, cuando se presenta un olor
único a las moscas de la fruta en un laberinto en T en dos concentraciones
diferentes que son fáciles de distinguir, toman decisiones rápidas y se mueven
al extremo correcto del laberinto donde está la recompensa. Sin embargo, cuando
se presentan dos concentraciones muy cercanas del mismo olor que son difíciles
de distinguir, las moscas tardan mucho más en tomar una decisión y esta es errónea en muchos mas casos. Este aumento
en el tiempo de reacción cuando se enfrentan a una información sensorial de
baja calidad indica un proceso de toma de decisiones en sus pequeños cerebros.
Además, cuando las moscas de la fruta vuelan en una zona blanca y
completamente sin rasgos distintivos, expresan patrones de comportamiento
espontáneo creados de manera endógena. Esto sugiere un proceso endógeno no
aleatorio de elección del comportamiento, que podría implicar un motivo
precursor del comportamiento "espontáneo" (en oposición al comportamiento
reflexivo).
Primero abordaremos las manipulaciones que afectan a un hospedador
individual. En aras de la claridad, se han clasificado en tres categorías generales:
(1) los que afectan la brújula o la navegación del anfitrión que conduce
a un comportamiento suicida.
(2) Los que inducen el llamado comportamiento de guardaespaldas.
(3) Aquellos que afectan la motivación del anfitrión para moverse.
Luego, con algunas especies de insectos que son sociales y viven en una
colonia, abordaremos las manipulaciones que afectan al individuo en un contexto
social. Con respecto a esto último, destacaremos ejemplos de manipulación donde
el individuo, cuando está infectado, muestra un comportamiento
"antisocial".
Comportamiento suicida
Algunos hongos parásitos y gusanos manipulan el sistema de navegación de
su hospedador de la manera más extraña. Tal manipulación termina con el
suicidio del anfitrión. Por ejemplo, una hormiga víctima del hongo parásito del
género Cordyceps es manipulada para producir un comportamiento que facilite la
dispersión del hongo, optimizando así las posibilidades de reproducción del
parásito.
Con este fin, los hongos Cordyceps producen químicos que alteran el
sentido de navegación de sus hormigas hospedadoras. Comienza con la unión de
las esporas del hongo a la cutícula de la hormiga. Las esporas luego germinan y
penetran en el cuerpo de la hormiga al difundirse a través de las tráqueas.
Luego, los filamentos fúngicos llamados micelios crecen alimentándose de los
órganos del hospedador, evitando, sin embargo, los vitales.
Mas tarde, el hongo produce ciertos químicos, todavía no identificados,
que hacen que la hormiga trepe a la cima de un árbol o planta y sujete sus
mandíbulas alrededor de una hoja o tallo de la hoja para permanecer en su lugar,
un comportamiento que nunca se ha observado para las hormigas no infectadas.
Cuando el hongo está listo para producir esporas, eventualmente se alimenta del
cerebro de la hormiga y, por lo tanto, lo mata. Los cuerpos fructíferos del
hongo entonces brotan de la cutícula y liberan cápsulas llenas de esporas. Las
cápsulas en el aire explotan en su descenso, extendiendo las esporas sobre el
área circundante para infectar a otras hormigas y así comenzar otro ciclo.
Las hormigas también pueden ser víctimas de otro parásito con una
estrategia para facilitar la transmisión del hospedador intermedio (la hormiga)
al hospedador final (un animal de pastoreo). El parásito hepático Dicrocoelium
dendriticum secuestra las habilidades de navegación de la hormiga (Formica
fusca) para obligarla a subir a la punta de una brizna de hierba. En esta
posición, la hormiga espera su destino mortal: ser devorada por un animal que
pasta.
El ciclo comienza con un parásito maduro que se integra en el hígado del
animal que pasta y produce huevos que son expulsados en el
sistema digestivo del hospedador para terminar en sus heces. Los caracoles se
infectan al alimentarse de tales excrementos. Las larvas se depositan en el
caracol para ser expulsadas a su vez en bolas de limo. Las hormigas son
aficionadas a estas bolas de limo y después de una breve estancia en el
intestino de la hormiga, los parásitos infestan la hemolinfa de la hormiga y se
desplazan dentro de su cuerpo.
Sorprendentemente, un único ejemplar de esos parásitos migra a la cabeza
de la hormiga y se instala junto a uno de sus ganglios cerebrales, el ganglio
subesofágico. En esta ubicación estratégica, presumiblemente libera algunos
químicos desconocidos para controlar el comportamiento de las hormigas. Cuando
se acerca la tarde y el aire se enfría, la hormiga infectada abandona la
colonia y se mueve hacia arriba hasta la cima de una brizna de hierba. Una vez
allí, sujeta sus mandíbulas en la parte superior de la hoja de hierba y se
queda, esperando ser devorado por algún animal de pastoreo. Al amanecer, si la
vida de la hormiga se salvó durante la noche, regresa al suelo y se comporta
normalmente. Cuando llega la noche otra vez, el parásito toma el control
nuevamente y envía a la hormiga de vuelta a la hierba para otro intento, hasta
que un animal pastando pasa y se come la hierba. Y así comienza un nuevo ciclo
para el parásito.
Los parásitos no son filogenéticamente distantes de su hospedador,
necesariamente. Por ejemplo, la avispa Bassettia pallida parasita los robles.
Pone un huevo en el tallo y la larva induce el desarrollo de una
"cripta" en los tallos en crecimiento. Esta "cripta" sirve
de protección a la larva hasta que se convierte en pupa y excava su camino
fuera del tallo. Esta avispa parásita puede ser manipulada por otra avispa: la
avispa parasitoide Euderus set. Cuando está infectada, la avispa Bassetia
pallida cava un agujero de emergencia en la pared de la cripta como lo hace
normalmente, sin embargo, en lugar de emerger a través del agujero, tapan el
agujero con la cabeza y mueren. Esto beneficia al parásito, que en lugar de
tener que excavar un agujero de emergencia propio para evitar quedar atrapado,
puede usar la cápsula de la cabeza del hospedador como salida de emergencia.
Las disecciones de criptas tapadas con la cabeza revelan etapas larvales y
pupales del parasitoide que reside en parte dentro de la cripta y en parte
dentro del cuerpo del hospedador.
Los grillos y otros insectos terrestres pueden ser víctimas de los
gusanos capilares, que se desarrollan dentro de sus cuerpos y los llevan a suicidarse
en el agua, lo que permite la salida del parásito a un ambiente acuático
favorable para su reproducción (Figura 1A). Los mecanismos utilizados por los
gusanos capilares (Paragordius tricuspidatus) para aumentar el comportamiento
de búsqueda de agua de sus hospedadores ortópteros (Nemobius sylvestris) siguen
siendo un aspecto poco conocido de este proceso de manipulación.
Los resultados de dos estudios anteriores de proteómica sugieren que la
alteración de la fototaxis (es decir, cambios en las respuestas a los estímulos
de luz) podrían ser parte de una estrategia más amplia de los gusanos capilares
para completar sus ciclos de vida. Esta suposición se derivó de dos argumentos.
En primer lugar, en bosque nativos, las áreas acuáticas como estanques y ríos
son, por la noche, aberturas luminosas que contrastan con el denso bosque
circundante. Por lo tanto, la luz podría ser una señal sensorial que lleva a
los artrópodos infectados a un ambiente acuático. En segundo lugar, además de
este razonamiento ecológico, los datos de proteómica revelan una expresión
diferencial de familias de proteínas que pueden ser componentes funcionales del
ciclo visual en el sistema nervioso central de los grillos que albergan gusanos
capilares.
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| FIGURA 1. (A) Un gusano parásito que emerge de su hospedador (grillo) ahogado (Imagen: Pascal Goetgheluck). (B) Mariquita protegiendo un capullo de avispa (Imagen: Mathieu B. Morin). (C) Avispa manipula a la oruga para que sirva como guardaespaldas de sus capullos (Imagen: Jose Lino-Neto). (D) Avispa inyecta veneno en el cerebro de una cucaracha para usarla como suministro de alimentos frescos para su descendencia. |
Cuidado de la descendencia
Aunque no es habitual que los insectos solitarios brinden cuidado y
seguridad a su descendencia, una de las manipulaciones conductuales más
fascinantes de los parásitos es obligar a un hospedador a cuidar a la
descendencia del parásito. Esta manipulación es conocida en los parasitoides de
insectos y consiste en obligar al hospedador a proporcionar protección de los
depredadores a la descendencia del
parásito (la llamada "manipulación de guardaespaldas". Esta forma de
protección se conoce para varias
asociaciones de avispas y oruga.
Primero, la avispa (un miembro de
la especie Glyptapanteles) pica e inyecta sus huevos en la oruga (Thyrinteina
leucocerae). La oruga se recupera rápidamente del ataque y reanuda la
alimentación. Las larvas de avispa maduran alimentándose del hospedador, y
después de 2 semanas, emergen del hospedador hasta 80 larvas completamente
desarrolladas antes de la pupación. Una o dos larvas permanecen dentro de la
oruga mientras sus hermanos perforan el cuerpo de la oruga y comienzan a pupar.
Después de la aparición de las avispas larvales para pupar, las larvas
restantes toman el control del comportamiento de la oruga por un mecanismo
desconocido, lo que hace que el hospedador agite violentamente la parte
superior de su cuerpo hacia adelante y hacia atrás, disuadiendo a los depredadores
y protegiendo a sus hermanos pupantes (Figura 1B). Las orugas no parasitadas no
muestran este comportamiento. Este comportamiento de guardaespaldas da como
resultado una reducción en la mortalidad de las crías de avispas parásitas.
Curiosamente, este comportamiento agresivo de la oruga hacia los intrusos debe
ser un componente del repertorio conductual del hospedador que es usurpado por
el parasitoide para cumplir con otro propósito beneficioso para la avispa.
Otra especie de avispa manipula a su hospedador incluso después de
abandonar el cuerpo del hospedador. En una exquisita manipulación, la avispa
(Dinocampus coccinellae) inserta únicamente un huevo en una mariquita
(Coleomegilla maculata) y después de la aparición de la larva, la mariquita
protege el capullo. Inicialmente, la larva de la avispa se desarrolla dentro
del cuerpo de su hospedador, pero después de unos 20 días, emerge del cuerpo de
la mariquita y genera un capullo entre sus patas. Una vez que ha emergido la
larva de la avispa, la mariquita permanece viva rodeando el capullo (Figura
1C), moviendo su cuerpo para mantener la pupa de la avispa a salvo de posibles
depredadores.
La tasa de supervivencia de los capullos protegidos por mariquitas vivas
de un depredador (otro insecto) es aproximadamente del 65%. Si los capullos
quedan desprotegidos o unidos a mariquitas muertas, ninguno o, en el mejor de
los casos, el 15% sobrevive. Por lo tanto, la mariquita, como guardaespaldas de
la descendencia de la avispa, tiene una función similar a la del ejemplo
anterior. Dado que la pupa de avispa está fuera del cuerpo de la mariquita y no
quedan hermanos dentro del cuerpo de la mariquita, ¿cómo se produce esta
manipulación?
Parece que la avispa inyecta junto con un huevo, un virus. El parásito en
etapa larval contiene el virus, y justo antes de que la larva salga del hospedador
para pupar (y se beneficie del comportamiento de guardaespaldas), experimenta
un aumento masivo en la replicación viral que se transmite a la mariquita. La
replicación del virus en el tejido nervioso del hospedador induce una
neuropatía severa y una respuesta inmune antiviral que se correlaciona con los
síntomas que caracterizan las sacudidas motoras que sirven para proteger la
pupa. Por lo tanto, el virus es aparentemente responsable del cambio de
comportamiento debido a su invasión del cerebro de la mariquita y la
eliminación del virus se correlaciona con la recuperación del comportamiento
del hospedador.
De forma superficial, las interacciones entre la oruga (Narathura
japonica) y la hormiga (Pristomyrmex punctatus) se ven como un mutualismo
evolucionado (una asociación entre dos organismos de diferentes especies que
beneficia a ambos organismos). Pero con una mirada más cercana, la oruga, que
es cuidada por hormigas, proporciona a las hormigas una sustancia secretada
(secreciones ricas en azúcar) que hace que las hormigas asistentes sean más
agresivas. Cuando son más agresivas, es menos probable que las hormigas se
alejen de la oruga, reduciendo así las posibilidades de que la oruga sea atacada
por los depredadores. Aunque la oruga no invade el cuerpo de la hormiga, los
investigadores encontraron niveles elevados de dopamina en el sistema nervioso
de la hormiga.
Espontaneidad
Las bases neuronales responsables de la espontaneidad conductual en los
insectos siguen siendo esquivas. Los científicos están explorando un fenómeno
único y natural en el que un insecto usa neurotoxinas para aparentemente
"secuestrar" la capacidad de toma de decisiones de otro. Este
fenómeno, resultado de millones de años de coevolución entre una cucaracha y su
avispa parasitoide, ofrece una oportunidad única para estudiar las raíces y los
mecanismos del comportamiento espontáneo en organismos no humanos. Hasta ahora,
las investigaciones apuntan a un posible sustrato neuronal involucrado en la
regulación del comportamiento espontáneo en los insectos.
El sistema nervioso central de la cucaracha comprende dos ganglios
cerebrales en la cabeza, el ganglio supraesofágico ("cerebro") y el
ganglio subesofágico (SEG). Los ganglios cerebrales se han implicado en el
control de la expresión de los patrones locomotores que se generan en los
ganglios torácicos. Los ganglios torácicos albergan redes de interneuronas y
motoneuronas, que, entre otras funciones, generan los patrones motores para
volar y caminar. En el cerebro, numerosas investigaciones sugieren que una
estructura central llamada Complejo Central (CX), que participa en la
integración sensorial y el procesamiento pre-motor, también participa en la
regulación continua de la locomoción. Por ejemplo, en las cucarachas, algunas
unidades del Complejo Central muestran tasas de disparo aumentadas antes del
inicio de la locomoción y la estimulación del Complejo Central promueve la
marcha, lo que indica que el Complejo Central es predominantemente permisivo
para caminar.
La Avispa Joya (Ampulex compressa) pica a las cucarachas (Periplaneta
americana) (Figura 1D) e inyecta veneno en el Ganglio Subesofagico y dentro y
alrededor del Complejo Central en el cerebro. El veneno induce un estado
hipocinético a largo plazo caracterizado por la incapacidad de la cucaracha infectada
para iniciar la marcha. Otros comportamientos como enderezar, volar o asearse
no se ven afectados. Aunque las cucarachas infectadas rara vez expresan una
caminata espontánea o evocada en condiciones naturales, sumergirlas en agua es
lo suficientemente estresante como para inducir una caminata coordinada
espontánea similar a la observada en las cucarachas no infectadas. Sin embargo,
las cucarachas infectadas mantienen la natación por períodos mucho más cortos
que las cucarachas no infectadas, como si se "desesperaran" más
rápido. Este y otros ejemplos sugieren que el veneno atenúa selectivamente el
"impulso" en curso de las cucarachas para producir comportamientos
relacionados con la marcha, en lugar de su capacidad mecánica para hacerlo.
Datos recientes indican que la manipulación conductual de las cucarachas
por la avispa joya se logra mediante la inhibición, inducida por el veneno, de
la actividad neuronal en el Complejo Central y el Ganglio Subesofágico. Los resultados
muestran que la inyección focal de procaína o veneno en el Complejo Central es
suficiente para inducir una disminución de la marcha espontánea, lo que indica
que el Complejo Central es necesario para iniciar la marcha espontánea. Además,
la inyección de veneno en el Ganglio Subesofágico o en el Complejo Central del
cerebro es, por sí sola, suficiente para disminuir el inicio de la marcha. Por
lo tanto, nuestra investigación de la base neuronal de tales alteraciones del
comportamiento del hospedador inducidas por parásitos sugiere que el parásito
ha desarrollado formas de aprovechar los circuitos cerebrales del hospedador que
son responsables de la espontaneidad del comportamiento.
Socialidad
La organización de la socialidad de los insectos implica el cuidado
cooperativo de la descendencia y una división del trabajo en diferentes castas,
cada una con una tarea específica para el beneficio de la sociedad.
Esta compleja organización puede
ser penetrada por "parásitos sociales" especializados. Uno de esos
parásitos es la oruga (Maculinea rebeli), que imita la química de la superficie
de las hormigas (Myrmica schencki) y los sonidos que utilizan para comunicarse,
lo que le permite penetrar en las colonias de hormigas sin ser detectado y
disfrutar de las golosinas de sus larvas de reina.
Irónicamente, esos parásitos sociales son víctimas de una avispa
parasitoide (Ichneumon eumerus) que deposita sus huevos en la oruga. Las crías
de la avispa emergen más tarde como adultos del capullo de oruga. La avispa
busca la oruga donde hospedarse detectando primero las colonias de hormigas.
Las sustancias químicas de la superficie corporal expresadas por la avispa
inducen la agresión en las hormigas, lo que lleva a la lucha interna entre las
hormigas. Esta distracción permite que la avispa penetre en el nido y ataque a
la oruga que la va a hospedar.
En las moscas parásitas de hormigas de fuego (Pseudacteon tricuspis), la
hembra golpeará una hormiga e inyectará un huevo en el cuerpo de la hormiga
(Solenopsis invicta). Después de que la larva sale del cascarón, se mueve hacia
la cabeza de la hormiga y se alimenta principalmente de hemolinfa (el
equivalente de la sangre en los insectos) hasta justo antes de la pupación. La
larva luego consume el contenido de la cabeza de la hormiga, tras lo cual generalmente la cabeza
se separa del cuerpo. La mosca adulta emergerá de la cabeza de la hormiga 2–6
semanas después de la pupación.
A diferencia de las hormigas no parasitadas que mueren dentro del nido,
las parasitadas por las larvas de mosca dejan la seguridad del nido poco antes
de su decapitación. Sin embargo, cuando las hormigas parasitadas abandonan su
nido antes de la decapitación, su comportamiento es indistinguible de las
hormigas no parasitadas. Evidentemente, el cerebro de la hormiga hospedadora
todavía está intacto cuando estas hormigas infectadas abandonan la colonia, tras
lo cual es consumido por el parásito.
De hormigas a abejas melíferas; La infección por microsporidios (Nosema
ceranae), un parásito unicelular en las abejas melíferas (Apis mellifera)
afecta una variedad de comportamientos individuales y sociales en las abejas
adultas jóvenes. En las abejas sociales, el polietismo por edad se refiere a la
especialización funcional de diferentes miembros de una colonia basada en la
edad. La infección de las abejas por el parásito acelera significativamente el
polietismo de la edad, lo que hace que exhiban comportamientos típicos de las
abejas mayores. Las abejas infectadas también muestran un aumento significativo
en las tasas de caminata y tasas más altas de trofalaxis (intercambio de
alimentos).
Pasando de las abejas sociales a las avispas sociales, una larva similar
a una mosca (Xenos vesparum) espera a que una avispa (Polistes dominula)
aterrice cerca y la golpea, penetrando la cutícula de la avispa para asentarse
en su abdomen y alimentarse de su sangre. Las avispas de papel son animales
eusociales, la organización social más alta de los animales.
Cuando se infecta con el parásito de la mosca, la avispa, normalmente
social, comienza a retirarse de su colonia mostrando un comportamiento errático
sin otra razón aparente que la presencia del parásito, dentro de su cuerpo, alterando
su cerebro. Las colonias eusociales incluyen dos o más generaciones
superpuestas, muestran cuidados cooperativos de cría y se dividen en castas
reproductivas y no reproductivas.
Las colonias de avispas de papel
son fundadas en la primavera por una o varias hembras reinas (que no trabajan
durante el invierno), quienes construyen el nido y crían a una primera
generación de trabajadoras. La hembra fundadora se convertirá en la principal
reina reproductiva de la colonia, mientras que los trabajadores realizan tareas
como la construcción de nidos y el cuidado de las crías. Más adelante en el
ciclo de la colonia, las larvas son criadas por los trabajadores y emergen como
machos o hembras. Las hembras reina abandonan la colonia en el otoño para
formar agregaciones fuera de la colonia con otras hembras reina, donde pasan el
invierno hasta que se dispersan para encontrar nuevas colonias en la primavera.
Las avispas hembras infestadas por la larva tipo mosca sufren cambios
dramáticos de comportamiento. Aunque esas hembras deberían ser trabajadoras, se
comportan como reinas típicas: muestran deserción de nidos y formación de
agregaciones previas al invierno. Este comportamiento es beneficioso para el
apareamiento y la distribución del parásito. A principios del verano, la avispa
infectada simplemente abandona su colonia en un viaje a un lugar de encuentro
con otras avispas infectadas. Los parásitos masculinos y femeninos pueden entonces
aparearse. Mientras que las avispas infectadas por moscas macho mueren, las
infectadas por moscas hembras permanecen vivas y bajo el control de sus
parásitos. Comienzan a actuar como avispas reinas zombis alimentándose y
creciendo hasta que regresan a sus colonias cargadas con larvas de moscas para
infectar a sus avispas hermanas.
Los datos de secuenciación de ARN utilizados para caracterizar patrones
de expresión de genes cerebrales en hembras infectadas y no infectadas muestran
que las hembras infectadas muestran patrones de expresión cerebral de avispa
reina. Estos datos sugieren que el parasito afecta a su hospedador al explotar
la plasticidad fenotípica relacionada con la casta social, cambiando así el
comportamiento social natural de una manera que es beneficiosa para el
parasito.
Conclusión
A modo de comparación, el ejemplo mejor estudiado de manipulación
parasitaria de la función cognitiva en mamíferos es el caso de la
toxoplasmosis, una enfermedad causada por el parásito protozoario Toxoplasma
gondii. Infecta roedores como ratones y ratas (el hospedador intermedio) para
completar su ciclo de vida en un gato (el hospedador final).
El parásito infecta el cerebro formando quistes que producen una enzima
llamada tirosina hidroxilasa, la enzima limitante para producir dopamina. La
modificación de comportamiento más notoria en la rata es un cambio de evitación
a atracción a la orina de gato. Al hacerlo, el parásito facilita su propia
transmisión del hospedador intermedio al hospedador final. Tales cambios de
comportamiento específicos sugieren que el parásito modifica finamente la
neuroquímica cerebral de su hospedador intermedio para facilitar la
depredación, dejando intactos otros rasgos de comportamiento.
Esto ha llevado a la hipótesis de
que el cerebro del hospedador se desborda con el exceso de dopamina producida
por el parásito, por lo que la dopamina es el principal sospechoso en esta
manipulación.
Aunque los humanos son un hospedador no adecuado para el parásito, los humanos pueden infectarse y
algunos científicos han sugerido que la infección por T. gondii puede alterar
el comportamiento humano. Debido a que el parásito infecta el cerebro, se
sospecha que hace que las personas sean más imprudentes, incluso pudiendo ser responsable
de ciertos casos de esquizofrenia. Sin embargo, tal hipótesis sigue siendo muy
controvertida y requerirá más investigaciones.
Hoy en día, los humanos modernos no son anfitriones intermedios adecuados
porque los grandes felinos ya no se aprovechan de ellos. Por lo tanto, las
modificaciones de comportamiento en humanos podrían representar una
manipulación residual que evolucionó en hospedadores intermedios apropiados.
Sin embargo, una hipótesis alternativa establece que estos cambios son el
resultado de las habilidades manipuladoras de parásitos que evolucionaron
cuando los ancestros humanos todavía estaban bajo depredación felina
significativa.
Con el fin de comprender el origen de dicho cambio de comportamiento en
los humanos, un estudio reciente se basó en chimpancés, que todavía son
aprovechados en su entorno natural por los leopardos. La prueba de
comportamiento centrada en señales olfativas mostró que, mientras que los individuos
no infectados evitaban la orina de leopardo, los individuos parasitados
perdieron esta aversión. En el marco de la evolución humana, los homínidos han
coexistido durante mucho tiempo con grandes carnívoros y fueron considerados una
buena fuente de alimentación. Por lo tanto, cuando los grandes felinos
perseguían a nuestros antepasados, las habilidades de manipulación de T. gondii
podrían haber evolucionado porque los primeros homínidos eran anfitriones
intermedios adecuados.
Más allá del asombro con el que observamos las increíbles manipulaciones
parasitarias descritas, existe la necesidad de investigar los mecanismos
próximos de tales manipulaciones conductuales. Si bien nuestra comprensión de
los mecanismos neurales de la manipulación parasitaria aún está en pañales, se
han conseguido algunos avances importantes debido principalmente a los avances
en biología molecular, bioquímica e ingeniería biológica. Incluso con pequeñas
cantidades del secretoma del parásito (secreciones producidas por el parásito
que pueden estar involucradas en la manipulación del sistema nervioso del hospedador),
podemos usar enfoques metabólicos, proteómicos y transcriptómicos para
caracterizar la biblioteca de los componentes del secretoma.
Sin embargo, descifrar la composición del secretoma del parásito es solo
el primer paso necesario. El siguiente y más desafiante paso es determinar una
relación causal entre los componentes del secretoma individual y su
contribución a la manipulación conductual observada del hospedador. Una vía prometedora
para abordar este desafío se basa en la disponibilidad reciente de herramientas
de edición de genes como la interferencia de ARN (un método de silenciar el
producto genético para editar el contenido de secretoma) y CRISPR Cas-9 (un
método para editar partes del genoma en el parásito) Al combinar estas
herramientas, nos estamos acercando a desentrañar los mecanismos moleculares de
estas extraordinarias manipulaciones conductuales.
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