Znajdź zawartość

Białko odpowiedzialne za rozwój choroby Creutzfelda-Jakoba bierze naturalnie udział w interpretacji bodźców węchowych - twierdzą badacze z Columbia University. Ich zdaniem, odkrycie pozwala na lepsze zrozumienie rozwoju opisywanego schorzenia oraz podjęcie prób leczenia niektórych jego objawów. Proteina, o której mowa, zwana jest komórkową formą białka prionowego (ang. prion protein, cellular form - PRPc). Przez wiele lat jej rola pozostawała dla badaczy tajemnicą, zaś sławna stała się dopiero wtedy, gdy udowodniono jej udział w rozwoju choroby Creutzfelda-Jakoba (ang. Creutzfeld-Jakob Disease - CJD). Od pewnego czasu wiadomo było, że cząsteczka ta działa w mózgu prawidłowo, dopóki nie wejdzie w kontakt z prionem - molekułą tego samego białka wykazującą nieprawidłową strukturę przestrzenną, opisywaną jako PRPsc (skrót "sc" pochodzi od "scrappie" - nazwy bardzo choroby prionowej występującej u owiec). Pod wpływem interakcji "zdrowa" forma białka przybiera wadliwy kształt i sama staje się przyczyną upośledzenia funkcji kolejnych cząsteczek PRPc. Mimo to, choć prowadzono liczne badania, funkcja prawidłowych cząsteczek tej proteiny nie była do końca jasna. Na podstawie testów z udziałem myszy ustalono, że osobniki niezdolne do wytwarzania PRPc nie są w stanie wyszukać ukrytego przed nimi jedzenia ani odróżnić od siebie różnych zapachów, zaś przywrócenie normalnego poziomu białka pozwalało na odzyskanie tej umiejętności. W oczywisty sposób sugerowało to funkcję komórkowej formy białka prionowego, lecz wciąż nie było wiadomo, czy bierze ona udział w samej detekcji sygnałów zapachowych, czy też w ich przetwarzaniu przez mózg. Dalsze badania wykazały, że u myszy pozbawionych PRPc narząd węchu był w stanie wykryć substancje zapachowe, lecz upośledzona została zdolność do przetwarzania odpowiednich impulsów. U zdrowego gryzonia proces ten zachodzi w opuszce węchowej - wyspecjalizowanym rejonie kresomózgowia. Dotychczas uważano, że główną przyczyną zmian chorobowych w CJD było odkładanie się nadmiernej ilości PRPsc w tkance nerwowej. Teraz, gdy wykazano dodatkowe źródło zaburzeń, możliwe będzie podjęcie prób leczenia niektórych niekorzystnych objawów tego śmiertelnego schorzenia. Szczegółowe informacje na temat odkrycia zamieszczono na łamach czasopisma Nature Neuroscience.

Badacze z Uniwersytetu Teksańskiego wytworzyli, używając bardzo prostych technik, nowe szczepy prionów. Jak twierdzą, wytworzone przez nich patogeny wywołują u zwierząt laboratoryjnych objawy całkowicie inne od tych powodowanych przez jakikolwiek znany szczep tych chorobotwórczych cząsteczek. Priony to niezwykła grupa czynników chorobotwórczych. Są zbudowane w stu procentach z białka, co czyni je jedynymi cząsteczkami chorobotwórczymi niezawierającymi kwasu nukleinowego (RNA lub DNA). Co więcej, powstają z własnych protein organizmu - od swojego prawidłowego wariantu różnią się jedynie ułożeniem przestrzennym atomów wchodzących w ich skład, czyli konformacją przestrzenną. Po transformacji do formy szkodliwej atakują centralny układ nerwowy, powodując choroby zwane zakaźnymi gąbczastymi zwyrodnieniami mózgu (ang. transmissible spongiform encephalopathies - TSEs). Dotychczas uważano, że zaburzenia spowodowane przez określony szczep prionów mogą powstawać niemal wyłącznie u przedstawicieli określonego gatunku, a przypadki ich przeniesienia pomiędzy gatunkami są ogromną rzadkością. Badacze z Uniwersytetu Teksańskiego postanowili sprawdzić, czy wymuszenie ominięcia tej bariery jest możliwe w warunkach laboratoryjnych. Zmieszali w tym celu białka pobrane ze zdrowych komórek chomika i wymieszali je z proteinami chorej myszy. Celem eksperymentu było sprawdzenie, czy cząsteczki powstające w wyniku opisanej reakcji będą w stanie spowodować rozwój choroby u chomika. Innymi słowy, badacze chcieli sprawdzić, czy możliwa jest międzygatunkowa infekcja prionowa. Wymuszamy tutaj pewiem układ, mieszając to wszystko ze sobą, ale to [badanie] sugeruje, że różnorodność możliwych prionów jest naprawdę bardzo duża - tłumaczy najważniejszy wniosek z eksperymentu prof. Claudio Soto, jeden z naukowców biorących udział w eksperymencie. Dodaje: nie powinniśmy być zaskoczeni, jeśli nowe granice zostaną przekroczone i powstaną nowe priony. Istnieje potencjał do rozwoju ogromnej różnorodności nowych prionów zakaźnych, spośród których część może powodować dramatyczne skutki. Ten sam zespół naukowców udowodnił wcześniej, że możliwe jest przeprowadzenie replikacji białek zakaźnych in vitro, a więc poza organizmem. W tym celu wykorzystano technikę zwaną cykliczną amplifikacją wadliwego składania białek (ang. protein misfolding cyclic amplification - PMCA), polegającą na symulowaniu w przyśpieszonym tempie następujących po sobie etapów potrzebnych do wytworzenia prionów. Dzięki badaniu udowodniono postanowioną wcześniej hipotezę, że priony powstają w wyniku wymuszenia zmiany struktury prawidłowego białka przez jego wadliwy odpowiednik. Tym razem wykazano, że proces ten jest możliwy nawet wtedy, kiedy białka pochodzą z różnych organizmów. Zdaniem prof. Soto, dokonane odkrycie może mieć istotne zastosowanie w medycynie. Jego zdaniem przeprowadzony eksperyment dowodzi, jak poważnym zagrożeniem są priony: jednym z najbardziej przerażających problemów medycyny w ostatnich dziesięcioleciach było wyłonienie się nowej, śmiertelnej choroby prionowej człowieka - wariantu choroby Creutzfelda-Jakoba [vCJD - przyp. red.], która powstała w wyniku międzygatunkowego przeniesienia gąbczastego zwyrodnienia mózgu [bSE - przyp. red.] od bydła. Nasze odkrycie sugeruje, że liczba możliwych rodzajów prionów nie jest ograniczona do tych obecnie znanych, lecz jest prawdopodobne, że może powstać wiele unikalnych sposobów składania białek powodujących choroby zakaźne. Możliwe, że niektóre z nich mogą powstawać w wyniku transmisji międzygatunkowej. Wyniki badań zespołu z Teksasu opublikowano w czasopiśme Cell, od lat uznawanym za jedno z najbardziej prestiżowych w świecie nauk biologicznych.

Odkryte w 1982 priony, patologicznie uformowane ("złożone") białka zdolne do infekowania żywych organizmów (są jedynymi znanymi czynnikami zakaźnymi niezawierającymi DNA ani RNA), po przedostaniu się do organizmu powodują w nim istne spustoszenie. Wiążąc się ze swoim prawidłowym odpowiednikiem, zmuszają go do zmiany własnej struktury, powodując tym samym upośledzenie jego funkcji i jednocześnie nadają mu własności infekcyjne, czyli zdolność do zaburzania kolejnych cząsteczek tej samej proteiny. Okazuje się jednak, że białko, którego patologiczna forma jest właśnie prionem, w swojej prawidłowej postaci jest niezwykle ważnym czynnikiem chroniącym mózg przed uszkodzeniem z przemęczenia. O odkryciu donoszą naukowcy z amerykańskiego Uniwersytetu Rockefellera. Mechanizm działania prionów był znany od stosunkowo dawna, lecz brakowało danych na temat fizjologicznej funkcji białka, z którego powstają. Z dokonanych przez Amerykanów badań wynika, że proteina ta, zwana PRPc (od ang. Cellular Prion-Related Protein- komórkowa forma białka związanego z prionami), chroni neurony przed przepracowaniem. W eksperymencie wykorzystano myszy, u których celowo wyłączono gen kodujący PRPc, co spowodowało utratę zdolności do jego produkcji. Badacze wykazali, że komórki mózgu takich myszy reagują na bodźce (w tym wypadku była to sztuczna stymulacja lekami) zbyt długo i intensywnie, przez co szybciej się "zużywają" i obumierają. Prowadzi to do oczywistego wniosku, że wspomniane białko odpowiada za regulację intensywności odpowiedzi neuronu na stymulację. Tłumaczy to rozwój demencji i zanik tkanki nerwowej spowodowany zamianą fizjologicznej formy PRPc w postać patologiczną, zwaną PRPsc (od ang. Prion-Related Protein - Scrappie form - PRP związane z chorobą scrappie, czyli gąbczastym zwyrodnieniem mózgu u owiec). Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Rockefellera rodzi nadzieję na powstrzymanie lub chociaż opóźnienie rozwoju objawów chorób prionowych, takich jak BSE, choroba Creutzfelda-Jakoba czy kuru. Do tej pory bowiem schorzenia te były uznawane za śmiertelne w stu procentach przypadków. Być może próba farmakologicznego "uspokojenia" czynności mózgu pozwoli na zwalczenie objawów (lecz, niestety, nie przyczyny) tego typu zaburzeń