Przenoszenie chorób prionowych bardziej zrozumiałe

Co dokładnie wiemy o sposobach, w jaki się przenoszą choroby prionowe ? Najnowsze badania pozwoliły lepiej zrozumieć mechanizm przenoszenia się tych chorób między gatunkami. Źródło pochodzenia chorób prionowych jest jeszcze bardzo słabo znane, ale wiemy, że oprócz przyczyn genetycznych, większość zaostrzonych przypadków pochodzi od formy nabytej choroby, czyli od zakażenia, na przykład drogą ustną, poprzez skażone mięso bądź też przez kontakt ze skażonym produktem medycznym.

Choroby prionowe są to pasażowalne (czyli zakaźne) encefalopatie gąbczaste (ang. Transmissible spongiform encephalopathies, TSE). Mimo względnej rzadkości występowania tych chorób, bo jedynie 1,5 przypadka na milion mieszkańców, w ciągu jednego roku, jeśli chodzi o samą chorobę Creutzfeldta-Jakoba (czyli CJD, ang. Creutzfeldt-Jakob disease), nieuleczalność czyni te choroby bardzo niepokojącymi i groźnymi dla zdrowia publicznego. Należy więc koniecznie poznać i zrozumieć sposób, w jaki te choroby mogą się przenosić z gatunku na gatunek, aby uniknąć całkiem nowej katastrofy sanitarnej.

Nie ma potrzeby przypominać, że choroba Creutzfeldta-Jakoba wywołała wielką panikę wśród konsumentów mięsa, pod koniec lat 90 ubiegłego wieku. Choroba Creutzfeldta-Jakoba charakteryzuje się degeneracją centralnego systemu nerwowego, wywołaną przez akumulację prionów w neuronach. Priony są czynnikami patogennymi atypowymi, ponieważ mają naturę czysto białkową, odwrotnie do innych czynników patogennych, takich jak bakterie, wirusy czy też pasożyty, które posiadają, poza własnymi proteinami, także genom zbudowany z kwasu nukleinowego.

Priony są w efekcie uszkodzoną formą białek naturalnie syntezowanych przez organizm. Generalnie, mówi się o normalnej formie białka, czyli PrPC oraz o PrPSc, czyli o formie uszkodzonej. Jeśli sekwencja białek jest taka sama, to właśnie fałdowanie białek się zmienia. Forma uszkodzona białka PrPSc jest zdolna do wywołania zmian w fałdowaniu białek z PrPC w PrPSc, co sprzyja akumulacji uszkodzonych form białek w neuronach, a w efekcie wywołuje śmierć komórki.

Ale jak prion, pochodzący od bydła, może właściwie przeprowadzić modyfikację białka PrPC w ciele ludzkim? Zespół badawczy ze szpitala uniwersyteckiego w Zurichu, w Szwajcarii, zainteresował się sposobem przenoszenia między gatunkami pasażowalnych encefalopatii gąbczastych. W tym celu użyli doświadczalnych zwierząt laboratoryjnych, w tym wypadku myszy, aby przetestować skuteczność przenoszenia chorób TSE przez inne ssaki.

Ponieważ sekwencja proteiny PrPC jest bardzo podobna u wszystkich ssaków, poza jedną szczególną pętlą nazywaną β2-α2, badacze wysunęli przypuszczenie, że to być może tam, właśnie w tej szczególnej pętli, leży klucz do bariery oddzielającej gatunki.

Naukowcy użyli więc dwóch rodzajów gryzoni : myszy charakteryzujące się nadekspresją proteiny PrPC, mającej jedną pętlę β2-α2 zmodyfikowaną lub jedną pętlę β2-α2 normalną. Te dwie grupy gryzoni otrzymały zastrzyk domózgowy z cząsteczkami zarażonego mózgu innych zwierząt: chomika, jelenia, krowy czy też nawet barana, a później myszy te były poddane obserwacji przez ponad rok, w celu wyśledzenia jakichkolwiek oznak pasażowalnych encefalopatii gąbczastych.

Podczas gdy modyfikacja pętli β2-α2 przyczynia się do niepowodzenia zakażenia u myszy przez priony pochodzące od krowy i barana, to pozwala ona jednak na zwiększenie skuteczności zakażenia myszy poprzez priony chomika.

Te rezultaty, opublikowane w piśmie Journal of Clinical Investigation, wykazują, że mała część białka PrPC dyktuje skuteczność przenoszenia pasażowalnych encefalopatii gąbczastych między gatunkami. Zrozumienie tego mechanizmu jest więc pierwszym krokiem w kierunku lepszego zajęcia się tym problemem przez sektor zdrowia publicznego.