Пріони історичні відомості



Скачати 25,08 Kb.
Дата конвертації29.01.2017
Розмір25,08 Kb.

Пріони

історичні відомості

  • Пріонові інфекційні захворювання тварин відомі людству понад 300 років. У другій половині XX століття лікарі зіткнулися із незвичайним захворюванням людини – поступово прогресуючим руйнуванням головного мозку, що відбувається у результаті загибелі нервових клітин. Це захворювання отримало назву губчастої енцефалопатії. Схожі симптоми були відомі давно, але вони спостерігалися у тварин (скрейпі овець), і довгий час між ними не знаходили достатнього обгрунтованого зв'язку.
  • Відкриття повільних інфекцій у людини пов’язане з ім’ям Даніеля Карлтона Гайдушека, який у 60-х роках досліджував хворобу «Куру» (в перекладі з місцевого діалекту – «смерть, що сміється») у Новій Гвінеї, у племені Форе.
  • Ця хвороба має дуже тривалий латентний період – від кількох місяців до десятків років (інкубаційний період може тривати понад 30 років!).
  • Симптоми – прогресуюче порушення координації рухів, супроводжуване приступами безпричинного сміху, яке завжди закінчувалося летальним результатом (ткани головного мозку перетворювалися на губку).
  • Хворобу визнали інфекційною, а причиною її поширення виявився ритуальний канібалізм (поїдання мозку загиблої людини) у племені Форе.

Даниель Карлтон Гайдучек американський вірусолог, лауреат Нобелевської премії 1976 р., «за відкриття інфекційного характеру хвороби Куру»

історичні відомості

  • У 1920 р. Була вперше описана так звана спорадична хвороба Крейтцфельдта-Якоба, незалежно один від одного Гансом Герхардом Крейтцфельдтом і Альфонсом Марією Якобом.
  • У 1982 році американський біохімік Стенлі Прузінер опублікував роботу, в якій вперше припустив, що коров’ячий сказ і інші види губчастої енцефалопатії викликає білкова молекула, що згорнулася незвичайним чином. Він назвав її “прион”.
  • Важливою подією було поширення «коров'ячого сказу» у Великобританії, епідемія якого була в 1992-1993 рр., а потім і в 2001 р., та охопила кілька європейських держав.
  • Новий інтерес до вивчення пріонів виник в 1996 р., коли у Великобританії з'явилася нова форма хвороби Кройтцфельдта-Якоба, яка вражала молодих людей до 30 років.
  • У 1997 р. американському лікареві Стенлі Прузінеру була присуджена Нобелівська премія з фізіології та медицини за вивчення пріонів.

Хвороба Крейтцфельдта-Якоба вражає ≈ 1-го з мільйона людей похилого віку. Спочатку у хворого порушується координація рухів, потім наступає повна втрата пам’яті. У результаті хворий вмирає від повного руйнування мозку.

факти

Стенлі Прузінер

пріони

  • Пріони (від англ. proteinaceous infectious particles — інфекційні білкові частинки) — особливий клас інфекційних агентів, чисто білкових (тобто таких, що не містять нуклеїнових кислот), що викликають важкі захворювання центральної нервової системи у людей і ряду вищих тварин (так звані «повільні інфекції»).
  • Пріонові інфекції характеризуються повільним, але неухильним розвитком симптомів та завершуються загибеллю хазяїна.
  • Пріоний білок має аномальну тривимірну структуру і здатний прямо каталізувати структурне перетворення гомологічного йому нормального клітинного білка в собі подібний (пріонний).
  • Пріон приєднується до білка-мішені й змінює його конфірмацію.

Тривимірна модель пріону

Пріон під мікроскопом


Пріони

  • Пріонні білки існують у двох конфірмаціях: нормальній і патогенній, пріоновій. Нормальні білки (природні компоненти клітини), стикаючись із пріонами, можуть перетворюватися на пріони. Діяльність клітини з такими білками порушується, вона гине. Вивільнений пріон може проникати в сусідні клітини, також спричиняючи їх загибель.
  • Життєвий цикл пріонів має свої особливості. За нормальних умов пріони — це нешкідливі клітинні білки, проте вони мають природну здатність перетворюватися на стійкі структури, які спричиняють смертельні захворювання головного мозку в людей і тварин.

Два варіанти просторової конфігурації пріонового білку: a – нормальна конфігурація (переважають альфа-спіралі); b – “патологічна” конфігурація (переважає бета-складчастий шар).

Зображення із сайту www. cogs. susx. ac. uk/users/ctf20

α-спіраль

β-складчастий шар



До кінця механізм спонтанного виникнення пріонних інфекцій не з'ясований. Вважається (але ще не повністю доведено), що пріони утворюються в результаті помилок у біосинтезі білків. Мутації генів, що кодують пріонний білок, помилки трансляції — вважаються головними кандидатами на механізм виникнення пріонів.

Пріоновий білок

  • При потраплянні в клітину пріон перетворює нормальний подібний до себе білок на інфекційну форму. При цьому амінокислотна послідовність клітинного білка залишається попередньою, а змінюється лише його третинна структура. Пріонна форма білка може накопичуватися в клітині у вигляді кристалів та ниток – фібрил, які спричиняють патологічні зміни.
  • “Неправильні” розпрямлені молекули прионів легко склеюються одна з іншою, на нервовій клітині утворюються білкові бляшки, що призводить до виражених неврологічних симптомів (зниження тонусу м'язів, недоумство, втрата пам'яті і безсоння…), клітина гине. На місці загиблої нервової клітини утворюється порожнина заповнена рідиною. Поступово весь мозок перетворюється на дірчасту субстанцію, схожу на губку, і людина (тварина) гине. Насамперед це відбувається у нейронах головного мозку – так розвивається губчаста енцефалопатія.

Мал. Перетворення нормального клітинного білка (світлий колір) на пріоновий білок (темний колір) з утворенням особливих ниток (фібрил). 2. Фібрили

1

2

Цикл пріонів здійснюється за допомогою трансформації

нормального клітинного білка у пріон при зіткненні з пріоном.

Згідно з інформацією Всесвітньої організації охорони здоров'я, керівних органів Європейського союзу, Міжнародного епізоотичного бюро, за останні роки у європейських країнах значно підвищилась захворюваність спонгіоформною енцефалопатією великої рогатої худоби. Так, тільки у Великобританії було зареєстровано більше 18 тисяч випадків пріонних інфекцій, більше як 1300 — у Ірландії, більше як 800 — у Франції, Португалії.

  • Згідно з інформацією Всесвітньої організації охорони здоров'я, керівних органів Європейського союзу, Міжнародного епізоотичного бюро, за останні роки у європейських країнах значно підвищилась захворюваність спонгіоформною енцефалопатією великої рогатої худоби. Так, тільки у Великобританії було зареєстровано більше 18 тисяч випадків пріонних інфекцій, більше як 1300 — у Ірландії, більше як 800 — у Франції, Португалії.

Хвороби тварин, спричинені Пріонами

скрейпі овець і кіз

Сказ корів

(губкоподібна енцефалопатія)

захворювання

головного мозку

курей, кішок, оленів та ін.

Інкубаційний період

коров’ячого сказу у корів

складає від 3 до 8 років.



Інформація для

міркувань

Тварина гине від

повного руйнування

мозку

Хвороби людини, спричинені Пріонами


Хвороба Крейтцфельдта-Якоба

Фатальне сімейне безсоння

хвороба Куру

Синдром Герстмана - Штройслера - Шейнкера

Губчасті енцефалопатії



ШЛЯХИ ЗАРАЖЕННЯ:
  • вживання в їжу яловичини, що містить нервову тканину із голів хворої худоби;
  • спонтанна трансформація пріонного протеїну у пріон;
  • пріонні спадкові захворювання, спричинені мутацією гена пріонного білка;
  • тимчасовий контакт тканини з матеріалом, що містить пріони (використані хірургічні інструменти, заражені пріонами, трансплантація органів тощо).

НАСЛІДКИ: спричиняють ураження сірої речовини головного мозку і призводять до рухових порушень, психічних розладів, недоумства, смерті.

Гістологічний препарат, ураженої пріонами тканини із утворенням характерної губчастої структури.



!

Хвороба крейтцфельдта-якоба


1. З їжею до корови

2. Від тварини до тварини при поїданні екскрементів

3. З їжею до людини

4. Ураження півкуль головного мозку

Мал. Один з ланцюжків передачі збудника хвороби

Хворобою Крейтцфельдта-Якоба в світі захворіло 153 людини (143 у Великобританії, 6 у Франції).

Дослідження пріонів дріжджів

  • Пріони-подібні білки знайдені в природних популяціях дріжджів та інших мікроміцетів.
  • Дослідження пріонів дріжджів підтвердили гіпотезу про те, що перетворення білків у пріонний стан залежить тільки від білків. Було показано, що пріони, екстраговані з клітин, можуть служити «зерном» утворення пріонів у пробірці.
  • Один із найдобріше вивчених білків, схильних до утворення пріонів у дріжджів – фактор термінації трансляції, який утворює так названі PSI-клітини. Такі клітини мають змінений фізіологічний стан і змінений рівень експресії деяких генів, що дозволило висунути гіпотезу про те, що у дріжджів утворення пріонів може грати адаптативну роль.

Клітини дріжджів

S. cerevisiae

під оптичним мікроскопом

Чому Пріони небезпечні?

пріонні білки «не бояться» термічної обробки

(вкрай стійкі до дії підвищених температур!)

навіть при автоклавуванні при 134°C протягом 18 хвилин неможливо досягти повного руйнування пріонів, і пріони «виживають» у формі, здатній викликати зараження. Стійкість до високих температур ще більше зростає, якщо пріони засохнуть на поверхні металу або скла, або якщо зразки перед автоклавуванням були піддані дії формальдегіду.

ніякі сучасні прийоми технологічної обробки і приготування їжі (пастеризація, стерилізація, соління, квашення, заморожування) неефективні стосовно інфекційного пріона у харчових продуктах

приклади

кип'ятіння білка за температури 100°С протягом 7 годин не знешкоджує пріони — збудників коров'ячого сказу.



приклади

Чи існує вакцина від

пріонних інфекцій?

Ні. До нового інфекційного білка не тільки вакцину не підбереш, він ще й на диво стійкий до будь-якого роду дій, та і механізм передачі інфекції поки що не зовсім зрозумілий.

Чому Пріони небезпечні?

Вихід є?
  • Надійно пріони ліквідовують дезінфікуючі реактиви – сильні окисники, що мають руйнівну дію на протеїни.
  • У майбутньому: створення нових інструментів, із урахуванням підвищених вимог до очищення та знезараження.
  • Сьогодні – одноразове використання медичних інструментів згідно з принципами ВООЗ потрібно в разі обслуговування пацієнтів з діагностованим пріонним захворюванням або у випадку підозри на нього.
  • Проведення аналізу туш тварин на м’ясокомбінатах.

дуже стійкі до звичайних методів дезінфекції

Іонізуюче, ультрафіолетове або мікрохвильове випромінювання на них практично не діє.

Дезінфекційні засоби, що зазвичай використовуються в медичній практиці, діють на них лише в дуже обмеженій формі.

приклади

вивчати аномальні приони вельми складно

нерозчинні,

стійкі до дії ферментів, температури та інш.

Цікава інформація

  • Після того, як було показано, що губкоподібна енцефалопатія викликається пріонами, для встановлення діагнозу стало можливим визначати сам збудник захворювання. Біохімічними методами виділяють прионні білки і вивчають їх під електронним мікроскопом – якщо молекули їх склеєні між собою, утворюють нитки, то наявність патогенних прионів в мозку сумніву не підлягає.
  • Поки немає можливості проводити дослідження на живих тваринах. Найбільша складність діагностування полягає в тому, що аналіз проводиться виключно на мозку забитих корів.
  • Останніми роками був розроблений метод діагностики хвороби Кейтцфельдта-Якоба у людей. Використовують антитіла до аномальних прионів. Реакцію проводять, відбираючи проби спинномозкової рідини або роблячи зріз тканини з миґдалин.
  • На крупних м’ясокомбінатах в Європі імунологічний аналіз проводять за 10 годин, поки туша готується до переробки. Якщо патогенні пріони виявлені, тушу спалюють при високій температурі.

За останніми даними, для повного знищення збудника коров’ячого сказу потрібна температура не менша 1000 градусів! Тим часом будь-яка бактерія легко знищується простим “кип’ятінням” в автоклаві протягом 5 хвилин при 120 градусах.

Є дані, що дають підставу вважати, що пріони є не тільки інфекційними агентами, але й мають функції в нормальних біопроцесах. Існує гіпотеза, що через пріони здійснюється механізм генетично обумовленого стохастичного старіння.



Роль пріонів у природі

і житті людини

Функції пріонів недостатньо вивчені

за
    • виконують певні функції у нормальних біохімічних і фізіологічних процесах (гіпотеза, що через пріони здійснюється механізм генетично зумовленого старіння);

припу-

щенням
    • беруть участь у міжклітинному розпізнаванні і клітинній активації;
    • пріони відповідають за зв'язок між нейронами;

вчених
    • клітинний пріонний білок підтримує навколодобові ритми активності і спокою у клітинах, тканинах, органах і в організмі в цілому.


База даних захищена авторським правом ©vaglivo.org 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка