Znajdź zawartość

Francuscy badacze dowodzą, że priony mogą przemieszczać się pomiędzy gatunkami znacznie łatwiej niż dotąd przypuszczano. W opublikowanym w Science artykule informują, iż priony po wprowadzeniu do mózgu myszy, pojawiły się w innych organach, co wskazuje, że same autopsje mózgu są niewystarczające. Dotychczas sądzono, że istnieją bariery znacznie utrudniające migrację prionów pomiędzy gatunkami. Przypuszczenia te bazowały jednak na badaniach mózgu. Tymczasem Francuzi pobrali priony od od łosi, chomików i bydła domowego i wszczepili je do mózgów myszy, które zmodyfikowano genetycznie tak, by posiadały ludzką lub owczą wersję proteiny PrP (priony to nieprawidłowe wersje tych protein). Gdy następnie przeprowadzono autopsję myszy okazało się, zgodnie z oczekiwaniami, że tylko w nielicznych przypadkach (3 na 43) priony znaleziono w mózgu. Jednak autopsja innych organów - przede wszystkim migdałków i śledziony - wykazały, że aż w 26 na 41 przypadków priony były jednak obecne w ciałach zwierząt. Zauważono też, że u tych zwierząt, u których priony znaleziono w innych organach niż w mózgu, nie występowały żadne objawy chorobowe. To z kolei może oznaczać, że znacznie więcej zwierząt i ludzi jest nosicielami prionów. Odkrycie francuskich badaczy budzi obawy, że ludzie mogą zarażać się nawzajem prionami w czasie transfuzji krwi, przekazywanie organów czy nawet za pośrednictwem narzędzi chirurgicznych, gdyż priony są odporne na standardowe procesy odkażania.

Zespół kierowany przez naukowców z University of Toronto opublikował na łamach czasopisma PLoS ONE pracę wyjaśniającą prawdopodobne pochodzenie tzw. białka prionowego. Dokonane odkrycie ułatwi pracę badaczom poszukującym terapii przeciwko chorobom powodowanym przez ten niezwykły czynnik zakaźny. Priony to bez wątpienia twory niezwykłe. Są jedyną znaną grupą czynników zakaźnych, które do replikacji nie potrzebują kwasów nukleinowych (DNA lub RNA); jedynym nośnikiem potrzebnym do ich namnażania jest jedyny element prionu, czyli nieprawidłowo uformowana (lub, jak mawiają specjaliści, złożona) cząsteczka białka o nazwie PrP. Co jest jeszcze ciekawsze, prawidłowy wariant tej samej proteiny jest elementem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania mózgu, lecz jego kontakt z prionem kończy się zaburzeniem kształtu cząsteczki i przyjęciem przez nią właściwości patogennych i zakaźnych. Choć od odkrycia prionów minęło ponad 20 lat, dotychczas nie było wiadomo, jakie jest ewolucyjne pochodzenie białka PrP. Dane na ten temat udało się zebrać badaczom kierowanym przez dr. Gerolda Schmitta-Ulmsa z University of Toronto. Dzięki analizie sekwencji DNA kodującej to białko udało się ustalić, że wywodzi się ono od rodziny białek ZIP, pełniących rolę transporterów jonów metali. Proteiny te są wytwarzane przez wiele tkanek, lecz miejscem ich wyjątkowo intensywnej syntezy jest, podobnie jak w przypadku PrP, mózg. Do rozdzielenia szlaków ewolucji białek ZIP oraz PrP doszło najprawdopodobniej jeszcze przed wyodrębnieniem się linii rozwojowej kręgowców, o czym ma świadczyć odmienny charakter tych protein nawet u wielu prostych przedstawicieli kręgowców. Autorzy odkrycia liczą, że wiedza zdobyta dzięki ich badaniom pozwoli na lepsze zrozumienie podłoża chorób prionowych, do których zaliczamy m.in. chorobę Creutzfeldta-Jakoba u ludzi, scrappie u owiec oraz gąbczaste zwyrodnienie mózgu (BSE) u bydła. Obecnie schorzenia te uznawane są za nieuleczalne i są śmiertelne w 100% przypadków.

Priony, białka uznawane za jedyny czynnik zakaźny pozbawiony materiału genetycznego, wciąż pozostają wielką zagadką dla nauki. Choć powstało kilka hipotez na temat możliwego pochodzenia tych patogenów, dotychczas brakowało dowodów na prawdziwość którejkolwiek z nich. Najnowsze badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Neuron, rzucają nowe światło na proces powstawania prionów. O prionach wciąż wiadomo niewiele. Z dotychczasowych badań wynika, że są one wadliwie ukształtowaną przestrzennie formą białek występujących normalnie w ustroju, zaś kontakt cząsteczki prionu z białkiem prawidłowym powoduje zmianę konformacji (kształtu cząsteczki) tego ostatniego. Udało się w ten sposób wyjaśnić mechanizm powielania prionów, lecz nie wciąż tłumaczyło, skąd wzięły się pierwsze wadliwe molekuły. Jedna z najpopularniejszych hipotez dotyczących tego zagadnienia głosi, że pierwsze priony powstały w wyniku mutacji w genie kodującym prawidłową wersję białka prionowego. Mutacja ta miałą powodować zmianę konformacji cząsteczek tej proteiny do postaci łudząco podobnej do prionu i nadawać jej zdolność do zaburzania struktury prawidłowych molekuł. Oznaczało to, że gdyby białko zwierzęcia obarczonego mutacją trafiło do ustroju zwierzęcia zdrowego, także ono zaczęłoby wytwarzać priony, nawet pomimo prawidłowego DNA. Aby ocenić prawdziwość opisywanej hipotezy, zespół dr. Walkera Jacksona, pracownika Whitehead Institute for Biomedical Research, wykorzystał zmodyfikowane genetycznie myszy. Zwierzęta pozbawiono prawidłowej wersji genu zwanego PrP i zastąpiono go jego zmutowaną wersją, występującą u dzieci chorych na chorobię prionową zwaną śmiertelną bezsennością rodzinną (ang. fatal familial insomnia - FFI). Celem eksperymentu było sprawdzenie, czy priony powstające w wyniku FFI mają właściwości zakaźne i czy mogą powodować rozwój choroby u zwierząt zdrowych, tzn. pozbawionych mutacji w genie kodującym PrP. Po osiągnięciu dojrzałości myszy posiadające wadliwą wersję genu kodującego PrP zaczęły prezentować wiele objawów charakterystycznych dla FFI. Także w ich mózgach doszło do zmian charakterystycznych dla obecności prionów. Co jest jednak najważniejsze, przeszczep fragmentów mózgów myszy obarczonych mutacją wywoływał identyczną chorobę także u myszy zdrowych. Odkrycie dokonane przez zespół dr. Jacksona rozwiązuje jedną z najważniejszych zagadek dotyczących prionów. Badacze z Whitehead Institute potwierdzają w ten sposób, że choć mutacje nie są u ssaków zakaźne same w sobie, ich efekty mogą w skrajnych przypadkach być przekazywane pomiędzy poszczególnymi osobnikami.