Come fa il parassita a costringere l’ospite a fare cose assurde

Per quanto appaiano ultra-schifosi ai nostri occhi, i rapporti parassitari hanno avuto un successo evolutivo enorme e sono ampiamente diffusi tra i diversi gruppi tassonomici degli esseri viventi. Possono instaurarsi tra le piante, tra gli animali, ne sono capaci anche i funghi, gli invertebrati, i microrganismi; insomma, ovunque ci giriamo esiste una forma di vita pronta a “scroccare” fluidi corporei e risorse vitali a una malcapitata specie ospite.

Fin qui, nulla di nuovo. Analizzando però questi rapporti, viene fuori che alcuni parassiti non si accontentano affatto di invadere e devastare l’ospite e che, per avere un maggiore successo riproduttivo, arrivano a modificarne il comportamento e le abitudini, portandolo ad avere degli atteggiamenti totalmente nonsense.

Il parassita a tutti gli effetti riesce a ottenere quello che in “Men In Black” fa la piattola gigante col povero Edgar, vivendo dentro di lui e facendogli fare tutto quello che vuole. Ma come viene messa in atto questa manipolazione comportamentale?

L'”Edgar-abito”, tratto da “Men in black” © Columbia Pictures, Amblin Entertainment.

 

La neuroparassitologia è una branca della biologia che ha lo scopo di fare luce proprio su questo tipo di interazioni perché, per assurdo, sapere cosa manda in tilt un sistema nervoso aiuta a capire come quel cervello funzioni in condizioni normali. I meccanismi che sono stati attualmente identificati per il controllo mentale dell’ospite fanno riferimento sostanzialmente a 3 categorie che per semplificare  chiameremo così:

  1. L’espressione genetica della “minchiata”;
  2. L’infezione della fiacca estrema;
  3. La tossina che ti spegne la voglia di vivere.

L’espressione genetica della “minchiata”

Parliamo della strategia sviluppata, ad esempio, dal Dicrocoelium dendriticum, un piccolo verme piatto, che vive nel fegato di numerose specie di mammiferi, per lo più ruminanti, ma che occasionalmente parassitizza benissimo anche l’uomo. Il verme in questione in realtà ha un ciclo di vita super complesso che passa per 3 diversi ospiti, molto differenti tra loro.

Le uova di questa bestiola si trovano nelle feci di animali erbivori. Quando una lumaca (ospite primario) va a cibarsi, ad esempio, degli escrementi di una vacca che era stata infettata, si ritrova con lo stomaco pieno di uova del parassita. Dopo qualche mese, le larve di Dicrocoelium d. si spostano verso l’apparato respiratorio della lumaca che allegramente le ricopre di muco e le espelle. Le formiche (ospiti intermedi) che entrano a contatto con quella bava infetta, la trovano particolarmente buona e se ne nutrono, infettandosi a loro volta.

Il parassita deve però arrivare ad un mammifero erbivoro (ospite terminale) in qualche modo per poter completare il proprio ciclo riproduttivo. Il problema è che nella dieta delle vacche o delle pecore non sono affatto contemplate le formiche, quindi come fare?  Ecco che scatta “l’espressione genetica della minchiata”: una formica parassitata dal Dicrocoelium d., con le basse temperature della sera, piuttosto che tornare nel formicaio insieme alle altre, si arrampica, senza nessun motivo logico, in vetta ad un filo d’erba e con le possenti mandibole lo afferra e ci si ancora.

Questo perché il Dicrocoelium d. è ormai arrivato a colonizzare i gangli del cerebro (le strutture di cellule nervose che costituiscono a tutti gli effetti il “cervello” degli insetti).

I ruminanti sono soliti pascolare e mangiare il loro foraggio nelle ore fresche del mattino e quindi la formica in quel lasso di tempo ha una buona probabilità di essere ingerita, con tutto il suo carico di parassiti, da un erbivoro-random. Se questo succede, fine della storia. Ma se invece la formica sopravvive e nessun animale la mangia, con l’aumentare delle temperature, lei abbandona il filo d’erba e torna a fare la sua normalissima vita da formica, salvo poi rifare la stessa “minchiata” la notte successiva. E così via, tutte le notti, finché il parassita non sarà riuscito a farla divorare.

In questo rapporto parassitario quindi, il cambiamento comportamentale si manifesta sull’ospite intermedio, la formica, che ha poche cellule nervose ed è certamente facile da manipolare. Il verme piatto in questione sembra aver escogitato lo stesso sistema di manipolazione del del fungo Ophiocordyceps (anche lui parassita delle formiche, che avevamo già incontrato parlando della biochimica degli zombie).

Nel quarto step, la formica che va verso la morte © Dicrocoelium Dendriticum Life Cycle

Modificare l’espressione genica di un organismo vuol dire riuscire a produrre delle proteine che interagiscono con il DNA, attivando la trascrizione di particolari geni e impedendone quella di altri.

Immaginate che il genoma di un essere vivente sia lo spartito di un’orchestra. Non tutti gli strumenti suonano le stesse note allo stesso momento ma le note dei violini, insieme a quelle dei flauti, del pianoforte e delle trombe, producono l’armonia.

Ora fate finta che ad un tratto, al posto dei flautisti diplomati al conservatorio, ci siano una mandria di fattoni che suonano note a caso e si infilano il flauto nel naso: questo, più o meno, significa alterare l’espressione genica delle cellule nervose della formica. Lo spartito è sempre quello (il genoma), ma vengono suonate note sbagliate (i geni) in momenti totalmente inopportuni, da un particolare gruppo di suonatori (le cellule nervose). L’armonia non esiste più e la povera formica va “volontariamente” in cerca di una morte violenta tutte le notti sui fili d’erba.

L’infezione della fiacca estrema

Un altro modo altrettanto bastardo per manipolare il comportamento dell’ospite è quello di infettarlo con un patogeno e farlo ammalare. Questo perché un animale malato tende a muoversi poco, a nutrirsi meno e a mostrare, in generale, un atteggiamento passivo e pantofolaio. Lo sa bene qualsiasi uomo che dopo i 30 anni di età abbia mai sperimentato una pericolosa febbre a 37,2°C. La morte.

Per questo motivo la simpatica vespa “Dinocampus coccinellae” quando inserisce (letteralmente) il proprio uovo all’interno della coccinella ospite, la Coleomegilla maculata, allo stesso tempo la infetta anche con il virus DcPV, che sta appunto per “D. coccinellae paralysis virus”. Nessun neurone da andare a cercare, nessuna espressione genica da alterare. La fiacca estrema sarà portata dalla risposta immunitaria imposta dalla presenza del virus.

 

Una coccinella sta per passare qualche brutta settimana © Jan van Duinen

La cosa veramente assurda di tutto questo meccanismo è che fino a quando la larva si sta sviluppando all’interno della coccinella, il sistema immunitario non reagisce al virus ed è in qualche modo inibito. Dopo circa 3 settimane, la larva fuoriesce dalla coccinella, ed è allora, ma solo allora, che si attiva la risposta immunitaria contro il DcPV, lasciando la coccinella super-pigra a fare da guardia alla larva di vespa.

Questo meccanismo biologico è ancora non del tutto chiaro, ma sicuramente passa attraverso un danno neurologico causato dall’infezione virale. Quello che però sappiamo è che non tutte le coccinelle soccombono dopo aver passato queste brutte settimane. Alcune di loro, nonostante siano state punte, abbiano sviluppato una larva dentro di loro per settimane e l’abbiano espulsa e l’infezione virale da DcPV, recuperano a pieno le loro funzioni vitali…

Traumatizzate peggio che dopo la morte della mamma di Bambi, ma ancora vive.

La tossina che ti spegne la voglia di vivere

La vespa gioiello è il parassitoide che meglio di tutti rappresenta questo tipo di meccanismo riproduttivo. Chiamata così per via dei suoi colori sgargianti, la Ampulex compressa produce una neurotossina non-fatale per le proprie vittime, che sono generalmente insetti molto più grandi di lei. Una prima puntura paralizza il malcapitato, la seconda, inferta direttamente nel capo dell’ospite, lo rende una sorta di marionetta, al punto che si lascia guidare docilmente nella tana della vespa. A quel punto il gioco è fatto: la vespa gioiello depone le sue uova che, una volta schiuse, generano delle larve che iniziano a divorare la povera preda senza che lei opponga la minima resistenza. Non è che non riesca a scappare o che non possa combattere, le funzioni vitali sono ancora tutte perfettamente attive (almeno fino a un certo punto)… Il fatto è che proprio non gli va.

Anche l’uomo può essere manipolato da un parassita?

Fin qui abbiamo visto, a grandi linee, le terribili vie del parassitismo che modifica il comportamento animale, sulle quali la neuroparassitologia cerca di fare chiarezza. Ma perché studiare una roba simile? Viene da sé che lo scopo di questa disciplina sia quello di sviluppare farmaci e terapie per disturbi neurologici. In realtà però, studi di questo tipo aiutano a comprendere meglio come il cervello elabori decisioni e come il libero arbitrio possa essere influenzato da particolari sostanze e dalle circostanze ambientali.

Arriviamo ora all’ultima domanda, la più importante di tutte: l’uomo è totalmente al riparo da una manipolazione simile? Per quanto faccia spaventare l’idea che un parassita possa controllare il nostro cervello e per quanto il sistema nervoso umano sia estremamente più complesso se confrontato a quello di un insetto, in realtà esistono degli studi che fanno molto riflettere riguardo la possibilità di un parassita che possa “controllare la nostra mente”.

Avete mai sentito parlare ad esempio della toxoplasmosi? La malattia che si può prendere stando a contatto con i gatti?

Ebbene, il Toxoplasma godii, il protozoo che la causa, per arrivare al suo ospite finale (il gatto), infetta prima i topi. Studi dimostrano che nei topi malati risulta compromessa quella porzione del cervello che controlla la paura,  ovvero l’amigdala. Di conseguenza, i roditori sono meno spaventati dall’odore dei gatti, che ovviamente li riescono a cacciare e catturare molto più facilmente.

Proprio dai gatti con cui stiamo a contatto, e che lasciano in giro uova di Toxoplasma gondii, possiamo prendere noi la toxoplasmosi e diventare ospiti di un parassita che può vivere per decenni all’interno del nostro organismo.

Sembrerebbe che persone infette dal protozoo siano effettivamente più spericolate o comunque molto meno propense ad essere spaventate di fronte ai rischi. Su questo aspetto a oggi non esiste un parere unanime da parte della comunità scientifica, ma diversi studi sono tutt’ora in corso.  Altri studi mettono in evidenza che malattie mentali (come la schizofrenia) o le tendenze suicide possano essere legate alla presenza di toxoplasma…il motivo? Pare che il parassita produca quantità di enzima tirosina idrossilasi nelle cellule neuronali e questo enzima comporta cambiamenti dei livelli del neurotrasmettitore dopamina (che sappiamo svolge importanti funzioni nel controllo dei movimenti, ricompensa per stimoli, piacere, dipendenza, motivazione e cognizione e paura specifica per specie e stimoli).

Un minuscolo protozoo che sembra influenzare le nostre reazioni… ma quanto è strana la natura?

Fonti:

https://www.cdc.gov/dpdx/dicrocoeliasis/index.html
https://penntoday.upenn.edu/news/penn…
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti…
https://journals.plos.org/plosone/art…
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0023277
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0023866
https://academic.oup.com/icb/article/…
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https://academic.oup.com/beheco/artic…
https://qbi.uq.edu.au/brain/brain-ana…
https://www.youtube.com/watch?v=fOIapTHwMDU

Emanuele Falorio

Laureato in biotecnologie, lavoro da anni nel settore dell'industria alimentare. NERD da molto prima che facesse fico;  appassionato di divulgazione scientifica da quando mi ci sono ritrovato dentro per puro caso. Scrivo per Missione Scienza ad orari improbabili quindi mi scuso per tutti refushi e gli erorri di battitura, è già un miracolo che non mi sia mai addormentato sulla tastieeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee

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