Прионы переступают через межвидовые барьеры

Исследователи из Техасского Университета (University of Texas Medical Branch in Galveston) считают, что их открытие может быть использовано в качестве удобного теста для определения, может ли данный конкретный тип приона передаваться через межвидовые барьеры. Прионные протеины, как известно, ответственны за развитие таких состояний, как болезнь Кройцфельда-Якоба и губчатый энцефалит крупного рогатого скота.

Они также обнаружили, что при передаче приона от одного вида к другому возникает и новый тип приона. «Это весьма тревожно», говорит Клаудио Сото (Claudio Soto), руководитель исследования, результаты которого опубликованы в журнале Cell [1], «так как мир прионов может оказаться гораздо более богат, чем мы предполагали».

Нормальный прионный белок, так называемый PrP, часто обнаруживается в некоторых тканях организма, преимущественно в нервной. Его функция пока неясна, хотя его связывают с передачей сигнала [2], ионным транспортом [3], а также с продукцией клеток крови [4]. Белок может принимать измененные патологические формы, которые вызывают заболевания. Такие видоизмененные белки, устойчивые к деградации, связывают нормальные протеины и также их видоизменяют. Со временем белки с нарушенной конформацией формируют фибриллы в нервных клетках, приводящие к нейродегенерации и, в конце концов, к смерти пациента.

Обычно прионы видоспецифичны, или в крайнем случае передаются между близкими видами. Но иногда они перешагивают через межвидовые и межродовые барьеры. Так, прионы, первоначально обнаруженные у коров, обладают способностью инфицировать человека. Сейчас ученые пытаются найти причину так называемого синдрома хронической усталости, который передается также от крупных копытных животных человеку. Есть подозрение, что это заболевание в основе своей этиологии имеет прионы. Поскольку все прионные заболевания имеют длительный латентный период, всегда очень сложно предсказать, насколько инфекционен тот или иной тип приона.

«На данный момент мы не можем предсказать, насколько существенны для данного приона межвидовые границы, просто зная аминокислотную последовательность этого белка», говорит Сото. Но в его лаборатории был разработан метод, аналогичный полимеразной цепной реакции для ДНК, для амплификации и изучения структуры прионов [5]. Эта циклическая реакция позволяет амплифицировать прионный белок, начиная с его следовых количеств в экстракте здорового мозга.

В настоящем исследовании, Сото и его коллеги показали, что прионы хомяков могут видоизменять прионные белки мышей, и наоборот. Известно, что in vivo прионные заболевания могут передаваться от хомяков мышам, однако с очень низкой вероятностью, и симптомы проявляются спустя годы после заражения. «In vitro этот барьер был пройден за пару недель», поясняет Сото, «таким образом, наш метод сильно ускоряет процесс, происходящий в реальной жизни».

Прионные белки становятся инфекционными без участия каких-либо мутаций и изменения их аминокислотной последовательности. Каждый новый прион может демонстрировать новые свойства, что и приводит к их межвидовой передаче. У PrP есть только одна правильная конформация и множество неправильных, которые ведут к патологическим процессам. В данном исследовании было показано образование различных форм прионов, поражающих при инъекции животным различные области мозга и имеющих разную устойчивость к протеолитическим ферментам. То есть, фактически, в одном зараженном организме могут возникать различные типы прионного белка.

Сото и его группа планируют выяснить причины, по которым тот или иной прион может передаваться человеку. Только знание о подобных механизмах может позволить найти метод лечения или профилактики прионных болезней.

Литература:

1. Castilla J. et al. Cell 2008; doi 10.1016/j.cell.2008.07.030.
2. Zhang C.C. et al. PNAS 2006; 103: 2184-9.
3. Saborio G.P. et al. Nature 2001; 411: 810-3.
4. Hornshaw M.P. et al. Biochem Biophys Res Comm 1995; 207: 621-9.
5. Sorensen G. et al. BMC Genomics 2008; doi: 10.1186/1471-2164-9-114.

По материалам:
Nature News