Прионске хронике: Како су луде краве освојиле Нобела

Још почетком 18. века овчари су описали заразну болест међу мерино овцама која узрокује промену понашања, неконтролисано лизање крзна и ударање главом о ограду са крајњим фаталним исходом у периоду до 2 године. Болест је добила име скрепи од енглеске речи ''to scrap'' (чешати се) и била је прва откривена трансмисивна (преносива) спонгиформна енцефалопатија (ТСЕ). Термин спонгиформна енцефалопатија означава карактеристичне промене у мозгу сунђерастог изгледа са пратећим губитком неурона.

Скоро 200 година касније, 1920. године, неуролози Кројцфелд и Јакоб су описали први случај сличног обољења непознате етиологије код људи. Болест је названа Кројцфелд-Јакобова болест (KЈБ; енгл. Creutzfeld-Jacob disease), а на основу патохистолошких промена сврстана је у групу ТСЕ заједно са скрепи. Касније је описано и обољење крава са сличним симптомима названо говеђа спонгиформна енцефалопатија познатија и као болест лудих крава (енгл. Mad cow disease) и такође сврстано у групу ТСЕ.

Знајући да бактерије и вируси као изазивачи инфективних болести садрже нуклеинске киселине, научници су дуго пратили погрешан траг покушавајући да открију нуклеинске киселине потенцијалног узрочника ТСЕ у узорцима оболелих људи и животиња. У недостатку других одговора и због дугачког периода инкубације болести из групе ТСЕ су сврстане у групу спорих вирусних инфекција. Тек 1944. године шкотски ветеринар W.S. Gordon је тестирао ову теорију и издвојио материјал из мозга и слезине инфицираних животиња и третирао га формалином како би инактивисао нуклеинске киселине потенцијалног узрочника. Затим је третиране узорке користио за инокулацију здравих животиња, које су две године касније оболеле и угинуле од скрепија. Гордоново истраживање подстакло је остале савременике из области да истражују стабилност узрочника скрепија. Они су заражене материјале третирали високим температурама и притисцима, јонизујућим и УВ зрачењем и свим другим до тада познатим методама за инактивацију вируса и бактерија. Међутим, сваки покушај је био безуспешан и резултирао обољевањем инокулираних животиња.

Научник Griffith је 1967. године предложио протеинску природу узрочника скрепија и теоријy  како патогени протеин може да се умножава без генетског материјала. Његова тврдња је била потпуна супротност Криковој централној догми молекуларне биологије (ДНК→РНК→протеин) формираној само пар година пре, због чега није прихваћена у широј научној јавности.

Међутим, амерички неуролог и биохемичар Стенли Пруснијер прихватио је и тестирао Грифитову теорију примењујући методе за инактивацију протеина у инфицираном материјалу, у чему је и успео 1982. Патогени протеин је назвао ПРИОН, изведено од синтагме ''протеинска инфективна честица'' (енгл. proteinaceous infectious particle). Пруснијер је због свог открића приона као главног узрочника ТСЕ и додавања потпуно нове класе инфективних агенаса међу бактерије, вирусе, гљивице и паразите, 1997. године освојио и Нобелову награду за физиологију или медицину.

                Данас знамо да су прионске болести ретка, преносива и нажалост фатална неуродегенеративна обољења, која се код људи манифестују деменцијом (инфективне деменције) као доминантним симптомом. Патогенеза подразумева мутацију гена за нормално присутан целуларни прионски протеин (PrPc) што доводи до стварања абнормалног протеина идентичне примарне али различите секундарне структуре, означеног као PrPsc. Главна промена је на нивоу посттранслационе модификације, када PrPsc садржи већи број β набраних плоча од обичног PrPc. Оваква изоформа има способност да се веже за нормални PrPc присутан у ћелији и у њему изазове идентичне конформационе промене тј. да га преведе у PrPsc. Ови измењени протеини се међусобно групишу у амилоидне нерастворљиве агрегате који су отпорни на дејство протеаза. Унутарћелијско нагомилавање ових агрегата узрокује дегенерацију и смрт неурона.

 

Аутор: Милица Младеновић, ЦСНИРС

 

Литература:

1. Ceciliani F, Pergami P. Infective proteins: the prion puzzle. Curr Protein Pept Sci. 2001;2(3):191–204.

2. Марковић Д, Марковић М. Приони и прионске болести. Glas. pul. boln. 2004.

3. Zabel MD, Reid C. A brief history of prions. Pathog Dis. 2015; 73(9):ftv087.

4. Prion Diseases | CDC : https://www.cdc.gov/prions/index.html. Приступљено: 23.2.2014.

5. Sitammagari KK, Masood W. Creutzfeldt Jakob Disease. У: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024.

6. Cobb M. 60 years ago, Francis Crick changed the logic of biology. PLoS Biol. 2017. 18; 15(9):e2003243.