Từ lâu, các nhà khoa học đã nghi ngờ, Toxoplasma có khả năng điều khiển trí não vật chủ và không ngừng lo ngại. Bởi vì, 1/3 dân số thế giới có loại ký sinh trùng này trong người.
Đánh cắp nỗi sợ hãi
Tên khoa học đầy đủ của Toxoplasma là Sheiphali “Toxoplasma” gondii. Nó thuộc loài ký sinh, chủ yếu sinh trưởng trong cơ thể mèo, nhưng không kén ký chủ. Chỉ cần là sinh vật máu nóng, Toxoplasma liền có thể ở tạm.
Cấu tạo của Toxoplasma rất đơn giản, chỉ bao gồm 1 nhân và màng tế bào, hình con thoi, kích thước khoảng 6 micromet. Trong cơ thể mèo, Toxoplasma tồn tại ở dạng noãn bào với vách dày. Khi bị thải ra ngoài qua hệ thống bài tiết, nó nhờ vào cấu trúc cứng mà duy trì sự sống, chờ ký chủ khác tự đưa vào cơ thể, thường là qua ăn, uống.
Ký chủ tạm thời yêu thích của Toxoplasma là chuột. Sau khi thành công đi vào cơ thể chuột, Toxoplasma tự vệ bằng cách hình thành vách ngăn như bong bóng. Bên trong vách ngăn, nó bắt đầu sinh sản vô tính, tự nhân lên nhiều lần, đến mức làm nổ tung tế bào ký chủ. Quá trình xâm nhập và nhân lên này tái diễn liên tục, đưa Toxoplasma đến gần bộ não, tiếp cận tế bào thần kinh.
Trong não chuột, Toxoplasma tấn công hạch hạnh nhân - 2 nhóm nhân hình quả hạnh nhân nằm ở giữa sâu bên trong thùy thái dương của não. Hạch hạnh nhân chịu trách nhiệm xử lý bộ nhớ, ra quyết định và các phản ứng cảm xúc, trong đó có cảm xúc sợ hãi.
Hạch hạnh nhân chuột bị Toxoplasma ký sinh đánh mất khả năng phản ứng. Nó không còn cảm thấy sợ hãi khi nhìn thấy kẻ thù sinh thái là mèo và không đưa ra bất cứ quyết định nào mang tính sinh tồn. Sự vô tri này không khác nào thây ma không tri giác. Vì thế, các nhà khoa học mới đặt cho Toxoplasma biệt danh “ký sinh trùng thây ma của tự nhiên”.
Trước con mồi không chút cảnh giác, mèo dễ dàng vồ lấy và ăn trọn. Đối với chuột, đây là tình huống bi thảm nhất nhưng, đối với Toxoplasma, đó lại là cơ hội tuyệt vời để tóm lấy ký chủ chính và sinh sôi.
Cơ chế hoạt động
Protein GRA28 do Toxoplasma biến đổi tế bào miễn dịch dạng tĩnh thành dạng động, đem ký sinh trùng lây lan khắp cơ thể ký chủ. Ảnh: Europepmc.org
Mặc dù biết Toxoplasma có khả năng khống chế não chuột đã lâu nhưng, chỉ gần đây, khoa học mới phát hiện cơ chế hoạt động của nó. Công đầu thuộc về nhóm nghiên cứu sinh học của Đại học Stockholm, Thụy Điển, do 2 nhà khoa học Arne ten Hoeve và Antonio Barragan dẫn dắt.
“Toxoplasma lây nhiễm cho rất nhiều động vật và cả con người. Không chỉ thế, loài ký sinh trùng này còn lây lan vô cùng hiệu quả, tấn công và khống chế được những vị trí mà hầu hết các vi khuẩn khác không thể tiếp cận, ví dụ như não hoặc bào thai đang phát triển”, Barragan giải thích lý do thực hiện nghiên cứu sâu về Toxoplasma.
Để theo dõi hoạt động của Toxoplasma, Hoeve và Barragan cho nuôi dưỡng loài đơn bào này trong tế bào nuôi cấy. Họ phát hiện, chúng chiếm quyền điều khiển bằng cách tiêm vào tế bào ký chủ một loại protein có tên là GRA28.
“Thao tác tiêm GRA28 được Toxoplasma thực hiện bằng cách vô cùng tinh vi. Đó là chọn đúng tế bào miễn dịch, thứ có chức năng tiêu diệt và vô hiệu hóa đối tượng lạ xâm nhập, tiêm nhiễm GRA28 và chiếm quyền điều khiển”, Barragan cho biết.
Tế bào miễn dịch thuộc dạng tế bào tĩnh, tức là chỉ ở yên một chỗ. Sau khi bị nhiễm GRA28, nó có vẻ quên mất nhiệm vụ đứng yên, biến đổi thành tế bào động và bắt đầu di chuyển. “Điều này chỉ ra, Toxoplasma có khả năng còn hiểu hệ thống miễn dịch của con người hơn chính chúng ta”, Barragan lo ngại.
Vẫn còn ngoài kiểm soát
Chuột bị nhiễm Toxoplasma trở nên vô tri trước mèo. Ảnh: Nature.com
Nhờ biến đổi tế bào miễn dịch tĩnh thành dạng tế bào động, Toxoplasma di chuyển và lây lan nhanh chóng. “Phát hiện này khiến chúng tôi nhận ra nhiều điều. Đặc biệt, nó buộc chúng tôi phải thừa nhận vẫn chưa hiểu biết bao nhiêu về bệnh tật”, Barragan buồn bã cho biết.
Ở người, Toxoplasma có thể tấn công và gây tổn thương nghiêm trọng cho mắt, não… Trong cơ thể phụ nữ đang mang thai, nó có thể lây lan vào thai nhi và gây ra dị tật.
Trước đây, y học khá xem nhẹ Toxoplasma vì nó ít khi biến chứng thành bệnh. Thường thì, Toxoplasma chỉ ký sinh tạm bợ trên cơ thể người, không gây hại gì và chờ đợi cơ hội trở về ký chủ chính là mèo. Tuy nhiên, đôi khi, nó vẫn gây ra bệnh Toxoplasmosis. Triệu chứng của bệnh này tương tự bệnh cúm, thường là sốt, đau cơ, đau đầu.
Trải qua nghiên cứu và kiểm chứng, y học phát hiện điều đáng sợ nhất. Đó là khi ký sinh tế bào não, Toxoplasma dường như cũng điều khiển được cảm xúc và hành vi của con người gần giống với ở chuột. Nó khiến người bị nhiễm trở nên bất chấp hơn, không sợ thất bại, không sợ chết.
Ước tính, khoảng 30 – 50% dân số toàn cầu đã bị nhiễm Toxoplasma. Tuy sự liên quan giữa Toxoplasma và sức khỏe tinh thần chưa được xác thực đầy đủ, nó vẫn khiến y học quan ngại. “Chúng tôi hy vọng, phát hiện mới về cơ chế hoạt động của Toxoplasma có thể giúp hiểu hơn về bệnh Toxoplasmosis, góp phần tìm ra cách đối phó hiệu quả”, Barragan kết thúc báo cáo.
Đến nay, y học vẫn chưa có vắc-xin phòng chống Toxoplasmosis. Các loại thuốc tiêu diệt Toxoplasma chỉ tác dụng lên hình thái đang hoạt động và vô hiệu trước dạng noãn bào.