Maleńkie a śmiercionośne priony
Priony
Maleńkie a śmiercionośne priony

Choroby prionowe pod lat budzą kontrowersje. Naukowcy mnożą badania, które mogłyby doprowadzić do odnalezienia sposobów na wyleczenie chorób spowodowanych tymi czynnikami. Jednak jak dotąd nie znaleziono skutecznej terapii, która pozwoliłaby przeżyć zarażonym pacjentom. Dlaczego tak się dzieje i czemu te małe cząsteczki są tak niebezpieczne dla człowieka?

IK
Autor: Iza Kołodziejczyk 27 kwi 2021 / / Edycja: -
Kategoria: zdrowie
Tagi:
priony
choroby prionowe
prp

Co robią priony w naszym organizmie?

Dolegliwości wywołane prionami należą do zakaźnych chorób neurodegeneracyjnych. Priony stanowią glikoproteiny, kodowane przez geny samego gospodarza. Proteiny te występują powszechnie w komórkach organizmu, a zwłaszcza w tkance nerwowej. Odróżnia je od pozostałych białek niepoprawna struktura przestrzenna. Niemniej jednak odgrywają one wielorakie role w organizmie, np. stanowią glikoproteiny błonowe.

Odkrycie prionów

Zakaźne encefalopatie gąbczaste, czyli choroby prionowe, to choroby układu nerwowego zwierząt (m.in. scrapie u owiec i bydła) i ludzi (m.in. chorobę Creutzfeldta-Jakoba i kuru). Są one wywołane nagromadzeniem białek prionowych. Termin "prion" został użyty po raz pierwszy przez Stanleya Prusinera, w publikacji która pojawiła się w Science w 1982 roku. Odkryto wówczas białko prionowe (PrP) i stwierdzono jego korelację ilościową ze stopniem infekcyjności materiału zakaźnego. W 1996 roku dość głośną była sprawa choroby Creutzfeldta-Jacoba, kiedy zasugerowano, że człowiek może zarazić się nią poprzez zjedzenie mięsa zwierząt chorujących na gąbczastą encefalopatię bydła (BSE, ang. Bovine Spongiform Encephalopathy, tzw. „choroba szalonych krów”). Okazało się to priony są czynnikami powodującymi tę chorobę. W 1997 roku za sformułowanie teorii głoszącej, że to białka mają charakter infekcyjny oraz za badania nad prionami, Stanley Prusiner otrzymał Nagrodę Nobla z dziedziny medycyny. 

Dopiero później zidentyfikowano gen kodujący PrP (u człowieka zwane PRNP), a następnie ustalono sekwencję samego białka PrP. 

Zakaźne białko

Teoria, głosząca że priony to czynniki etiologiczne, zbudowane tylko z białka, wymagała dociekania w jaki sposób zachodzi ich powielanie. Niemożliwa jest bowiem translacja bez matrycy. Opisanie genu PRNP u człowieka i genów analogicznych (Prn-p), występujących u reszty zwierząt wyższych, pozwoliło na wyciągnięcie wniosku nt. powszechności genu. Nawet domniemano, że gen ten jest niezbędny do funkcjonowania nieznanych dotąd procesów. Kolejne analizy wykazały, że białka PrP w tkankach zdrowych i w patologicznych mają taką samą strukturę pierwszorzędową, ale różną drugorzędową. To powoduje inne właściwości fizykochemiczne badanych cząsteczek. Białko PrP niepatologiczne (oznaczane PrPC, przy czym C pochodzi od ang. cellular) zwiera trzy α-helisy i dwie tzw. β-nici. Proteina PrP patogenna (oznaczane PrPSc, od ang. scrapie, choroby kłusowej, trzęsawki owiec) posiada przewagę struktury β-harmonijki. Odmienne właściwości obu białek dotyczą również ich rozpuszczalności. Białko PrPC jest rozpuszczalne, a PrPSc jest nierozpuszczalne w wodzie.  

Teoria prionu stworzona przez Prusinera, zakłada istotną tezę. Jego zdaniem białko PrPSc wpływa na cząsteczki białka PrPC, poprzez narzucenie zmiany konformacji w niepoprawną. Jednocześnie zaburzone zostają nieopisane dotąd procesy zachodzące w komórkach, zależne od tych konkretnych białek. Białko PrPSc zostało opisane jako stosunkowo trwałe i o silnych właściwościach katalizujących transformację PrPC w odmianę prionową. 

Kontrowersyjne priony

Teoria prionu nie została jednak przyjęta w świecie nauki z entuzjazmem. Negowała ona bowiem poniekąd centralny dogmat biologii molekularnej. Mówi on o nieodwracalności przepływu informacji genetycznej z DNA do białek. Było to powodem przeprowadzenia bardzo dużej liczby kolejnych eksperymentów, które miały wykazać błędne oznaczenie cząsteczki wywołującej badane choroby zakaźne. Konsekwencją tego było pojawienie się na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences w 2007 roku publikacji na ten temat. Grupa naukowców wykazała obecność  wirusopodobnych cząstek o średnicy 25 nm  w zakaźnym materiale pozbawionym białek PrP. Praca wskazywała na teorię o wirusowym charakterze scrapie. 

Inni autorzy sugerowali, że część współczesnych osób jest nosicielami genu, który ma zapewnić niezapadalność na choroby prionowe. Dzięki temu mielibyśmy być wyposażeni przez ewolucję w zabezpieczenie przeciwko chorobom, którymi można zarazić się podczas spożywania tkanki nerwowej, również ludzkiej. Jednakże informacja nt. tego, że nasi przodkowie spożywali takie specjały, została sceptycznie przyjęta przez środowisko naukowe. Niemniej jednak kolejne odkrycia ujawniły jednoznaczne dowody, na to że kanibalizm nie był incydentalnym w historii człowieka.  

Naukowcy z całego świata  zaczęli bardziej szczegółowo interesować się tym tematem. W konsekwencji w Science opublikowano pracę, debatującą o powszechności kanibalizmu wśród przodków człowieka.