Czym są priony?

Zainteresowanie prionami trwa już kilkaset lat, jednak dopiero w latach 80. ubiegłego wieku zostały one zdefiniowane jako zakaźne białko wywołujące choroby neurodegradacyjne. Śmiertelne choroby zwierząt i ludzi wywołane przez priony sprawiły, że stały się one przedmiotem licznych dyskusji i badań laboratoryjnych. Mimo intensywnych prac wciąż konieczne jest poszukiwanie skutecznych narzędzi diagnostycznych oraz metod leczenia infekcji wywołanych przez te tajemnicze cząsteczki.  

Priony – budowa 

Termin prionu został wprowadzony w 1982 roku przez amerykańskiego neurologa i biochemika Stanleya Benjamina Prusinera jako określenie dla infekcyjnej cząsteczki białkowej (PrP, ang. proteinaceous infection particle), zwanej też białkiem prionowym. Intensywne badania nad prionami przyniosły Prusinerowi w 1997 roku Nagrodę Nobla i otworzyły możliwości lepszego poznania mechanizmu działania tych zakaźnych białek chorobotwórczych.  

Priony są sialoglikoproteinami, czyli cząsteczkami białkowymi, do których przyłączona jest reszta cukrowa i kwas sialowy. Udowodniono, że wykazują one wrażliwość na substancje degradujące białka (np. trypsynę, NaOH czy niektóre detergenty), natomiast są odporne na czynniki niszczące RNA i DNA. Uznano to za dowód, że priony nie zawierają żadnej informacji genetycznej, stanowiąc jedynie specyficzną cząsteczkę białkową. 

W warunkach fizjologicznych występują prawidłowe priony komórkowe określane jako PrPc. Są to białka odpowiedzialne między innymi za: 

• odpowiedni cykl okołodobowy związany z dobrym snem, 
• przekazywanie sygnałów na powierzchni komórki, 
• odpowiedni poziom miedzi w komórkach nerwowych, 
• komórkowe mechanizmy antyoksydacyjne. 

Prion u człowieka złożony jest z 253 aminokwasów i jest kodowany przez gen PRNP umiejscowiony na 20 chromosomie. W efekcie zmiany konformacji białka prawidłowe priony komórkowe (PrPc) mogą przekształcać się w priony patologiczne (PrPsc), które stanowią czynnik infekcyjny i chorobotwórczy. Należy jednak zaznaczyć, że mechanizm przekształcania się prionu prawidłowego w izoformę patologiczną nie jest w pełni wyjaśniony i stanowi przedmiot wielu dyskusji naukowych. 

Prion prawidłowy i patologiczny – jakie są między nimi różnice? 

Biologiczne właściwości prionu prawidłowego i patologicznego różnią się od siebie. Prion fizjologiczny umiejscowiony jest na powierzchni komórki, z kolei patologiczny znajduje się w lizosomach i endosomach. W przeciwieństwie do prionu patologicznego PrPc nie ma zdolności infekcyjnych ani nie uczestniczy w tworzeniu płytek amyloidu. Jego trwałość w komórce to 3-6 godzin, podczas gdy czas ten dla PrPsc wynosi więcej niż dobę.  

Jak przebiega infekcja prionami? 

Priony patologiczne stanowią śmiertelnie niebezpieczne czynniki chorobotwórcze dla ludzi i zwierząt. Możliwe jest przenoszenie prionów między różnymi gatunkami, co stwarza ryzyko szybkiego rozprzestrzeniania się czynnika zakaźnego i wybuchu epidemii.  

Pojawienie się prionów patologicznych nie powoduje odczynów zapalnych ani nie indukuje odpowiedzi ze strony układu odpornościowego. Efektu nie przynosi też stosowanie leków immunosupresyjnych i immunostymulujących.  

Źródłem zarażenia prionami może być: 

• droga pokarmowa, 
• transplantacja narządów i transfuzja krwi, 
• zabiegi chirurgiczne i inwazyjne zabiegi diagnostyczne, 
• uszkodzona skóra, 
• możliwy jest też rozwój wrodzonych chorób prionowych. 

Na zarażenie prionami szczególnie narażone są poniższe grupy: 

• osoby pracujące przy uboju bydła, 
• pracownicy zakładów przetwórstwa mięsnego, 
• pracownicy przemysłu farmaceutycznego, 
• personel medyczny, 
• osoby pracujące ze zwierzętami laboratoryjnymi,  
• pracownicy ogrodów zoologicznych, 
• weterynarze i zootechnicy. 

Jakie choroby wywołują priony? 

Choroby wywoływane przez priony związane są ze zmianami zwyrodnieniowymi w układzie nerwowym. Są one wspólnie określane jako pasażowalne encefalopatie gąbczaste (TSE, ang. transmissible spongiform encephalopathies). Ich cechą charakterystyczną jest długi okres inkubacji, trwający nawet kilkadziesiąt lat.  

Do TSE zwierząt należą między innymi: 

• zakaźna encefalopatia norek, 
• scrapie (u owiec i kóz), 
• chroniczna wyniszczająca choroba zwierzyny płowej, 
• encefalopatia egzotycznych zwierząt kopytnych, 
• gąbczasta encefalopatia kotów, 
• gąbczasta encefalopatia bydła (BSE). 

Ludzkie TSE obejmują: 

• chorobę Kuru, 
• chorobę Creutzfelda-Jakoba, 
• chorobę Gerstmanna-Sträusslera-Scheinkera (GSS), 
• śmiertelną rodzinną bezsenność (FFI). 

U pacjentów zainfekowanych prionami obserwowane są zmiany neurologiczne.  

Chory może skarżyć się na podwójne widzenie, utratę wzroku i zaburzenia równowagi. Następuje demencja, otępienie, osłabienie organizmu oraz zaburzenia snu. Pojawiają się ośrodkowe zaburzenia słuchowe, smakowe, węchowe. Mogą występować drgawki, nadmierne pocenie, nadciśnienie, utrata apetytu oraz inne niepokojące objawy, które powinny być przesłanką do szczegółowej diagnostyki, obejmującej między innymi: 

• tomografię komputerową (TK),  
• rezonans magnetyczny (MRI), 
• elektroencefalografię (EEG), 
• pozytonową tomografię emisyjną (PET), 
• badanie białek 14-3-3, MAP-τ oraz S-100 w płynie mózgowo-rdzeniowym, 
• metodę RT-QuIC (Real Time Quaking Induced Conversion) polegająca na cyklicznej amplifikacji białka PrPsc. 

Niestety wszystkie choroby wywołane przez priony są śmiertelne, a leczenie ma charakter objawowy. Jedynym sposobem uniknięcia pasażowalnych encefalopatii gąbczastych jest odpowiednia profilaktyka i szerzenie wiedzy w celu zwiększenia świadomości społecznej w aspekcie chorobotwórczych prionów. 

Przeczytaj również:
Czym są choroby prionowe?

Źródła: 

• Ciepierski W. M., Adamczyk-Sowa, M., Kronenberg, T. M., & Wierzbicki, K. (2019). Diagnostyka postaci sporadycznej choroby Creutzfeldta-Jakoba – przegląd piśmiennictwa. Wiad Lek, 72(10), 1995-2004. 
• Deptuła W., & Pawlikowska, M. (1999). Priony i ich znaczenie u zwierząt i ludzi. Medycyna Wet, 55, 711-717. 
• Kazula A., & Kazula, E. (2009). Choroby prionowe – charakterystyka, diagnostyka i terapia chorób prionowych. Farm Pol, 65(8), 594-604. 
• Zużewicz M. A. (2001). Priony – zagrożenia biologiczne spuścizną byłego tysiąclecia. Bezpieczeństwo Pracy: nauka i praktyka, 11-13.