Priony

Występowanie chorób prionowych na terenie Europy znane jest od setek lat. Przez większość tego czasu, nie zdawano sobie sprawy z dokładnej przyczyny śmierci wielu ludzi oraz setek sztuk zwierząt. Dopiero w latach 80-tych, amerykański biochemik i neurobiolog, Stanley Ben Prusiner opracował hipotezę prionu – białkowego czynnika infekcyjnego, w budowie prostszego niż budowa wirusa, odpornego na działanie większości czynników dezaktywujących. Za opracowanie teorii prionowej Stanley Prusiner otrzymał w 1997 roku Nagrodę Nobla.

W trakcie badań prowadzących do poznania struktury oraz właściwości prionów, światem naukowym wstrząsnęło kilkukrotnie. Już w 1985 roku okazało się, że gen, którego produktem jest białko prionowe, jest genem komórkowym i posiadają go wszystkie organizmy – od muszki owocowej do człowieka, a samo białko prionowe pełni nie do końca poznane funkcje w układzie nerwowym. W późniejszych latach, po zbadaniu struktury białka prionowego, okazało się, że funkcje patogenne wynikają z jego odmiennej struktury II-go rzędowej. Strukturę II-go rzędową białka fizjologicznego (PrPc), tworzą w większości α-helisy. Prionowe białko infekcyjne (PrPsc), w swej strukturze zawiera ponad 40% β-kartek. Zmiany w budowie prionu prawdopodobnie przyczyniają się, do częściowej oporności białka patologicznego na działanie enzymów. Wynikiem tego, jest pozostawiony w komórkach mózgu rdzeń o masie 27 -30 kDa.

Twórca teorii prionowej – Stanley B. Prusiner – stwierdził także, że prionowe białko infekcyjne, po wniknięciu do organizmu (np. wskutek spożycia zakażonego mięsa), zdolne jest do zmiany konformacji białka fizjologicznego. Na drodze reakcji łańcuchowej, w organizmie raz zainfekowanym, zachodzą daleko idące zmiany strukturalne w tkance mózgu. Badając strukturę genu białka prionowego (Prnp), dowiedziono, że w sekwencji aminokwasowej tego genu, może dojść do spontanicznych mutacji, polegających na zamianie jednego aminokwasu na inny. Przyczynia się to, do powstania prionowego białka infekcyjnego. Tak, raz już powstały prion zakaźny, w podobny sposób jak to opisano powyżej, wpływa na zmianę prionowych białek fizjologicznych.

Do grupy szczególnego ryzyka, związanego z możliwością zakażenia prionami należą m.in. pracownicy uboju bydła i przetwórstwa mięsnego, zootechnicy, pracownicy ZOO, przemysłu farmaceutycznego oraz laboranci, którzy na co dzień mają kontakt ze zwierzętami laboratoryjnymi. Jednostek chorobowych, wywołanych prionami opisano wiele. Wspólnymi cechami tych chorób są: przynależność do tzw. pasażowalnych encefalopatii gąbczastych, długi czas inkubacji oraz przełamanie bariery gatunkowej przez czynniki infekcyjne.

Do najbardziej znanych, odzwierzęcych, chorób prionowych zalicza się najwcześniej odkrytą Scrapie, atakującą owce oraz chorobę szalonych krów (BSE), której epidemia w latach 90-tych, zmusiła ludzi do wybicia setek tysięcy sztuk bydła. Jedną z pierwszych chorób prionowych stwierdzonych u człowieka jest tzw. choroba Kuru. Została zdiagnozowana u członków plemienia Fore osiadłego w Nowej Gwinei. Choroba szerzyła się, w tym przypadku, na skutek rytualnego kanibalizmu. Innymi chorobami, wywołanymi przez białka prionowe są: klasyczna forma choroby Creutzfeldta – Jacoba występująca u osób starszych, tzw. nowy wariant choroby Creutzfeldta – Jacoba (nvCJD), pojawiający się u nastolatków oraz jatrogenna choroba Creutzfeldta – Jacoba (jCJD), do której dochodzi wskutek zakażenia klasyczną formą CJD, podczas procedury medycznej.

Wkrótce po wybuchu epidemii BSE w latach 90-tych, rozpoczęto poszukiwania leku, który zapewniłby bezpieczeństwo człowiekowi w przypadku kolejnych epidemii. Początkowo uważano, że wynalezienie szczepionki nie jest możliwe, jednak w dobie gwałtownego rozwoju biologii molekularnej i biotechnologii, ze świata nauki docierają do nas coraz to nowsze informacje o tym, że wynalezienie takiej szczepionki będzie możliwe.

Marcin Martyniak
Student biotechnologii

Literatura:
1. Priony – zagrożenia biologiczne spuścizną byłego tysiąclecia. M.A. Zużewicz, AM w Warszawie, 2001.
2. Wciąż fascynujące priony, P. P. Liberski, Alergia, Astma, Immunologia, 1998, 3(2), 85-91.
3. Choroby prionowe, Z. Hałat, Alergia, 2002, 4(15).
4. Priony i choroby przez nie wywoływane.
5. Prions, D.W. Colby & S.B. Prusiner, Biology, 2011,3.