Прионы

D 1957 году в Новой Гвинее для изучения куру приехал вирусолог, изучавший несколько инфекционных заболеваний у отдаленных народов. Карлтон Гайдусек хотел раскрыть причину этой уникальной и всегда смертельной болезни. Он искал источники токсинов в рационе Форе и окружающей среде.
Он провел эпидемиологические исследования и отправил образцы мозговой ткани в США для изучения невропатологом. Поскольку в телах или мозге жертв куру не было признаков воспаления, а также из-за того, что куру, как правило, появлялась в определенных семьях, Гайдусек сначала считал, что куру является наследственным генетическим заболеванием.
В 1976 году Карлтон Гайдусек стал со-лауреатом Нобелевской премии по медицине за «открытия, касающиеся новых механизмов возникновения и распространения инфекционных заболеваний».

Когда вы смотрите под микроскопом на тонкие срезы ткани мозга куру, классического CJD и скрепи, легко увидеть, что они полны отверстий. Отверстия образуются после того, как неправильно свернутые прионные белки убивают нейроны в мозге. (Фото предоставлено: по часовой стрелке: Кунихико Кобаяши; Университет Айовы; Медицинская школа Дьюка; Калифорнийский университет в Дэвисе)
В 1959 году работа Гайдусека привлекла внимание Уильяма Хэдлоу, ветеринара-исследователя, изучавшего удивительно похожее заболевание, называемое скрепи, у овец. Как и куру, скрепи была смертельной болезнью, которая постепенно разрушала мозг овец, оставляя мозг дырявым и не вызывая иммунного ответа. И что очень важно, ученые знали, что скрепи заразен.
Сходство между куру и скрепи побудило Гайдусека начать эксперименты, чтобы показать, что куру может передаваться шимпанзе. Затем он показал, что классическая болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ), другое губчатое заболевание у людей, также может передаваться.

В конечном итоге быстрое распространение куру было связано с похоронными ритуалами форе: форе готовили и ели своих умерших родственников. Эту практику выполняли только женщины и дети форе, жившие отдельно от мужчин. Это объясняет, почему мужчины редко заражаются и почему случаи возникают в семьях. Форе быстро перестали есть своих мертвецов, и распространение болезни прекратилось. К сожалению, из-за длительного инкубационного периода куру среди форе каждый год все еще происходит несколько случаев заболевания куру. Люди, заболевшие куру сегодня, находятся в возрасте от 50 до 60 лет, а это означает, что они стали носителями болезни с тех пор, как в детстве ели инфицированные ткани.

1730-е годы
Самое раннее письменное упоминание о скрепи у английских овец; уже распространены в Центральной Европе.

1950-е годы
Высокие уровни куру появляются среди индейцев форе Новой Гвинеи.

1960-е
Ученые экспериментально передают Куру и CJD шимпанзе, демонстрируя трансмиссивную природу этих заболеваний.

1980-е
60 человек умирают от CJD после заражения зараженными хирургическими инструментами. 85 человек умирают после инъекций гормона роста, инфицированных прионами.

1982 г.
Доктор Стэнли Прусинер вводит термин «прион» (PROteinaceous INfectious частица). Показано, что высокоочищенный PrP-res заразен. В 1997 году он получает Нобелевскую премию по медицине.

1985 г.
Ученые идентифицируют ген PrP и обнаруживают, что у неинфицированных людей вырабатывается нормальная форма белка PrP.

1986 г.
К 2000 году будет заражено около 180 000 голов крупного рогатого скота. Чтобы остановить распространение, убивают тысячи голов крупного рогатого скота.

1996 г.
Новый вариант CJD связан с воздействием BSE от британской говядины. К апрелю 2005 года умерло 155 жителей Великобритании. Из-за длительного инкубационного периода случаи CJD из-за этого инцидента, вероятно, проявятся в будущем. История с коровьим бешенством еще не закончилась.

Заболевания, вызванные прионами, известны как губчатые заболевания, потому что мозговая ткань инфицированных людей заполнена отверстиями, что придает ей вид губки. Хотя прионы обнаруживаются по всему мозгу, симптомы губчатых заболеваний различаются в зависимости от областей, в которых они наиболее сконцентрированы. В настоящее время не существует эффективных методов лечения губчатых заболеваний, и все они приводят к летальному исходу.

Классический CJD или болезнь Крейтцфельдта-Якоба (человек)

Самое распространенное из губчатых заболеваний
Возникает спонтанно у 1 из миллиона человек
10% случаев — это наследственные мутации в гене PRPN.
Обычно поражает людей в возрасте от 50 до 75 лет.
Симптомы: слабоумие, подергивание мышц, проблемы со зрением.

Фатальная семейная бессонница (человек)

Все случаи связаны с наследственными мутациями в гене PrP.
Обычно поражает людей в возрасте от 36 до 61 года.
Нарушение цикла сна/бодрствования приводит к коме, а затем к смерти

Скрепи (козы, овцы)

Возникает как инфекция у генетически предрасположенных овец.
Нет никаких доказательств распространения среди людей

ГЭКРС или губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (крупный рогатый скот)

Также известна как «коровье бешенство», потому что зараженные животные ведут себя странно и могут быть агрессивными.
Быстро распространился по Британии, предоставив

Хроническая истощающая болезнь (олень, лось)

Инфекционное заболевание диких оленей и лосей преимущественно на западе США.
Слюнотечение, затрудненное глотание, потеря веса

Куру (человек)

Ударил членов племени форе в 1950-х и 1960-х годах.
Мышечная слабость, потеря координации, тремор, неуместные эпизоды смеха или плача
Передается при ритуальном каннибализме в рамках похоронных церемоний.

Идея о том, что один только белок может передавать болезнь, существует с 1960-х годов. С тех пор накапливаются новые доказательства, подтверждающие эту идею.
С тех пор, как Стэнли Прусинер ввел термин «прион» в 1982 году и показал, что очищенные прионы могут передавать губкообразную болезнь, скептики пытались доказать, что он ошибался. Идея о том, что белок может воспроизводить себя, минуя промежуточную нуклеиновую кислоту, противоречит всему, что мы знаем о трансмиссивных болезнях. Даже самые простые вирусы содержат генетический материал, ДНК или РНК, который кодирует белки, необходимые для функционирования и передачи. Поскольку прионы представляют собой инфекционные белки, способные к самовоспроизведению, центральная догма молекулярной биологии (от ДНК к РНК к белку) кажется здесь неприменимой. Так что, возможно, эти ученые правы в своем скептицизме. Ниже приведены некоторые из оговорок скептиков по поводу гипотезы только о белке.
Феномен деформации
Почесуха и другие губкообразные заболевания бывают разных штаммов, которые различаются по инкубационному периоду, симптомам и воздействию на разные области мозга. Скептики утверждают, что эти различия связаны с мутациями в нуклеиновой кислоте и являются доказательством того, что прионы действительно имеют генетический материал.
Информация о других амилоидных заболеваниях
Болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона также характеризуются образованием неправильно свернутого белка в амилоидные волокна, что приводит к нейродегенерации. Но эти болезни не заразны, что приводит к аргументу, что одного неправильно свернутого белка недостаточно для передачи болезни.
Ответ скептикам
Окончательной проверкой гипотезы только о белке будет получение PrP-res в пробирке, введение его в нормальный здоровый мозг и демонстрация результатов губчатого заболевания. В апреле 2005 года ученые Техасского университета успешно провели этот эксперимент, показав, что PrP-res действительно заразен. До сих пор остаются вопросы о том, что именно запускает свертывание PrP-sen в PrP-res.

Прионы нельзя разрушить кипячением, спиртом, кислотой, стандартными методами автоклавирования или облучением. На самом деле инфицированный мозг, десятилетиями находившийся в формальдегиде, все еще может передавать губчатое заболевание. Приготовление бургера до готовности не уничтожит прионы!