Prioni
| Prionsko oboljenje | |
|---|---|
 | |
| Specijalnosti | Infektivne bolesti |
Prioni (engl. proteinaceous infectious particle) su posebni proteini koji izazivaju nekoliko fatalnih neurodegenerativnih bolesti kod ljudi i životinja. Nastaju mutacijom gena koji kodira jedan protein ljudskog tela, prionski protein.[1] Pretpostavlja se da abnormalna trodimenzionalna struktura daje infektivna svojstva. Reč prion potiče od „proteinske infektivne čestice”.[2][3][4] Pretpostavlja se da prioni koji se sastoje od prionskog proteina (PrP) uzrokuju prenosive spongiformne encefalopatije (TSE).[5] Ovakvi izmenjeni proteini mogu se preneti na druge osobe (infektivni su), nakon čega izazivaju promenu konformacije prionskih proteina kod obolelih i na taj način izazvaju oboljenja ljudi i životinja. Kod ljudi izazivaju: spongiformnu encefalopatiju čoveka ili Krojcfeld-Jakobovu bolest, kuru - bolest koja se prenosi kanibalizmom, Gerstman-Štrojsler-Šajnker sindrom, fatalnu familijarnu insomniju.[2] Kod životinja izazivaju bolest ludih krava (lat. bovine spongoforme encefalopati), spongiformnu encefalopatiju kod mačaka, skrejpi (kod ovce), prenosivu encefalopatiju nerca (engl. transmissible mink encephalopathy - TME), bolest propadanja (engl. wasting disease) kod jelena, itd. Prioni se javljaju i kod biljaka i gljiva.
Prionska bolest je proteopatija. Sve poznate prionske bolesti kod sisara utiču na strukturu mozga ili drugog neuronskog tkiva; sve su progresivne, za njih nema efektivnog tretmana i uvek su fatalne.[6] Postoji evidencija koja ukazuje da prioni mogu da učestvuju u procesu razvoja Alchajmerove i Parkinsonove bolesti, i one se stoga nazivaju bolestima sličnim prionskim.[7][8][9] Takođe je identifikovano nekoliko proteina kvasca koji imaju prionogenska svojstva.[10][11] Pretpostavljena uloga proteina kao infektivnog agensa stoji u kontrastu sa svim drugim poznatim infektivnim agensima kao što su virusi, bakterije, gljivice i paraziti, svi od kojih sadrže nukleinske kiseline (DNK, RNK ili obe). Sintetički prioni, stvoreni u laboratoriji nezavisno od bilo kojeg biološkog izvora, imaju malu ili nikakvu sposobnost da izazovu infekciju. Međutim, kada se sintetički prioni primenjuju u kombinaciji sa kofaktorima, kao što su fosfatidiletanolamin i RNK molekuli, onda oni mogu da prenese TSE.[12]
Nekoliko naučnih zapažanja ostaje neobjašnjeno hipotezom priona. Poznato je da miševi sa teškom kombinovanom imunodeficijencijom ne razvijaju skrejpi nakon inokulacije moždanim tkivom od inficiranih životinja, što ukazuje da ili uloga imuniteta u prionskoj patogenezi nije potpuno razjašnjena ili da postoji neka druga greška u sadašnjem razumevanju prionske patofiziologije.[13] Nedavno je pokazano da su za prenos skrejpa i Krojcfeld-Jakobova bolesti neophodne nukleinske kiseline specifične za date agense.[14] Iz tih razloga, prionske hipoteze nopotpuno opisuju uočene činjenice.[15][16] Prionski agregati su stabilni, akumuliraju se u infektiranom tkivu i povezani su sa oštećenjem tkiva i umiranjem ćelija.[17] Ova strukturana stabilnost ukazuje na to da su prioni otporni na denaturaciju pomoću hemijskih i fizičkih agenasa, što otežava uklanjanje i ograničavanje tih čestica. Struktura priona donekle varira među vrstama. Prionska replikacija je podložna epimutaciji i prirodnoj selekciji kao i drugi oblici replikacije.[18]
Građa i poreklo[uredi | uredi izvor]
Prioni su izmenjeni oblici prion proteina. Prion protein engl. Prion Protein cellular (PrPC) je fiziološki protein i nalazi se na površini nervnih ćelija. Prema nekim istraživanjima ima ulogu u zaštiti ovih ćelija od slobodnih radikala kiseonika (npr. vodonik peroksida, superoksidnog anjona itd). Prion protein ima molekulsku masu od oko 35 kDa. Patološki prion protein, koji je prvo otkriven kod bolesti ovce skrapije ima molekulsku masu od oko 27-30 kDa i označava se kao engl. PrPSC. Ovaj prion je otporan na dejstvo proteaza i nagomilava se u unutrašnjosti nervnih ćelija ćelija, što dovodi do njihove degeneracije i izumiranja. Ukoliko normalni prion protein dođe u kontakt sa patološkim engl. PrPSC, dolazi do promene njegove konformacije i on postaje patološki.
Patologija[uredi | uredi izvor]
Sve bolesti izazvane prionina mogu se označiti kao spongiformne encefalopatije. One počinju lagano, teku progresivno i nakon godina dovode do demencije, kasnije i smrti. Prioni se nagomilavaju u nervnim ćelijama u vidu vakuola, pa ove ćelije dobijaju oblik sunđera što dovodi do njihovog izumiranja. Ne dolazi do odbrambene reakcije organizma i nastanka zapaljenja.
- Spongiformna encefalopatija se može javiti sporadično usled nove mutacije gena za prion protein. Na taj način nastaje klasičan oblik Krojcfeld-Jakobove bolesti. Bolest je vrlo retka, oko 1 oboleli na 1.000.000 stanovnika godišnje.
- Spongformna encefalopatija se može preneti i genetički. Na taj način nastaje nasledna forma Krojcfeld-Jakobove bolesti, Gerstman-Štrojsler-Šajnker sindrom i fatalna familijarna insomnija (videti insomnija) (kod ljudi).
- Prioni su infektivne supstance, pa se čovek ili životinja može jednostavno zaraziti i dobiti zaraznu formu spongiformne encefalopatije. Pošto se prioni nagomilavaju u nervnim ćelijama, koje su najviše zastupljene u mozgu, unošenjem ovih zaraženih tkiva npr. putem hrane može izazvati ovu bolest. Tako može nastati jatrogeni oblik Krojcfeld-Jakobove bolesti. (U toku raznih hirurških intervencija se kontaminirani meterijal od obolelog pacijenta može preneti na drugog, jer su prioni vrlo otporni na proces dezinfekcije, međutim to je krajnje redak slučaj). Bolest kuru koja je slična Krojcfeld-Jakobovoj bolesti javlja se na prostoru Nove Gvineje, gde se nekim ritualima praktikovalo konzmuranje ljudskog mozga od strane domorodaca i na taj način može se uneti tkivo bogato prionima.
Simptomi bolesti izazvane prionima[uredi | uredi izvor]
Pošto je pogođen nervni sistem u najvećoj meri javljaju se neurološki simptomi. Česti su poremećaji motorike npr. u vidu ataksije. Javljaju se i kognitivni problemi, demencija itd. Na kraju dolazi do smrti.
Vidi još[uredi | uredi izvor]
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ „Prion diseases”. Diseases and conditions. National Institute of Health.
- ^ a b „Prion diseases”. United States Centers for Disease Control and Prevention.
- ^ „What Is a Prion?”. Scientific American. Pristupljeno 15. 5. 2018.
- ^ „Prion infectious agent”. Encyclopaedia Britannica. Pristupljeno 15. 5. 2018.
- ^ Prusiner SB (jun 1991). „Molecular biology of prion diseases”. Science. 252 (5012): 1515—22. Bibcode:1991Sci...252.1515P. PMID 1675487. doi:10.1126/science.1675487.
- ^ Prusiner SB (novembar 1998). „Prions”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (23): 13363—83. Bibcode:1998PNAS...9513363P. PMC 33918
. PMID 9811807. doi:10.1073/pnas.95.23.13363.
- ^ Laurén J, Gimbel DA, Nygaard HB, Gilbert JW, Strittmatter SM (februar 2009). „Cellular prion protein mediates impairment of synaptic plasticity by amyloid-beta oligomers”. Nature. 457 (7233): 1128—32. PMC 2748841 . PMID 19242475. doi:10.1038/nature07761.
- ^ Olanow, CW; Brundin, P (januar 2013). „Parkinson's disease and alpha synuclein: is Parkinson's disease a prion-like disorder?”. Movement disorders : official journal of the Movement Disorder Society. 28 (1): 31—40. PMID 23390095. doi:10.1002/mds.25373.
- ^ Goedert, M (7. 8. 2015). „NEURODEGENERATION. Alzheimer's and Parkinson's diseases: The prion concept in relation to assembled Aβ, tau, and α-synuclein.”. Science. 349 (6248): 1255555. PMID 26250687. doi:10.1126/science.1255555.
- ^ Alberti S, Halfmann R, King O, Kapila A, Lindquist S (2009). „A systematic survey identifies prions and illuminates sequence features of prionogenic proteins”. Cell. 137 (1): 146—58. PMC 2683788 . PMID 19345193. doi:10.1016/j.cell.2009.02.044.
- ^ Aguzzi A (januar 2008). „Unraveling prion strains with cell biology and organic chemistry”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (1): 11—2. Bibcode:2008PNAS..105...11A. PMC 2224168 . PMID 18172195. doi:10.1073/pnas.0710824105.
- ^ Supattapone, Surachai. "Synthesis of high titer infectious prions with cofactor molecules." Journal of Biological Chemistry 289, no. 29 (2014): 19850–54.
- ^ Mabbott, Neil A, James D Alibhai, and Jean Manson. "The role of the immune system in prion infection." Handbook of Clinical Neurology 153 (2018): 85–107.
- ^ Botsios, Sotirios, and Laura Manuelidis. "CJD and Scrapie Require Agent‐Associated Nucleic Acids for Infection." Journal of Cellular Biochemistry 117, no. 8 (2016): 1947–58.
- ^ Miyazawa K, Kipkorir T, Tittman S, Manuelidis L (2012). „Continuous production of prions after infectious particles are eliminated: implications for Alzheimer's disease”. PLOS One. 7 (4): e35471. Bibcode:2012PLoSO...735471M. PMC 3324552 . PMID 22509412. doi:10.1371/journal.pone.0035471.
- ^ Manuelidis L (jul 2013). „Infectious particles, stress, and induced prion amyloids: a unifying perspective”. Virulence. 4 (5): 373—83. PMC 3714129 . PMID 23633671. doi:10.4161/viru.24838.
- ^ Dobson CM (februar 2001). „The structural basis of protein folding and its links with human disease”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 356 (1406): 133—45. PMC 1088418 . PMID 11260793. doi:10.1098/rstb.2000.0758.
- ^ Li J, Browning S, Mahal SP, Oelschlegel AM, Weissmann C (februar 2010). „Darwinian evolution of prions in cell culture”. Science. 327 (5967): 869—72. Bibcode:2010Sci...327..869L. PMC 2848070 . PMID 20044542. doi:10.1126/science.1183218. Generalni sažetak – BBC News (1. 1. 2010).
Literatura[uredi | uredi izvor]
- Fritz H. Keyser, Kurt A. Bienz Medizinische Mikrobiologie Thieme. ISBN 978-3-13-444810-8.
- Deadly Feasts: The "Prion" Controversy and the Public's Health, Richard Rhodes, Touchstone. 1998. ISBN 978-0-684-84425-1.
- The Pathological Protein: Mad Cow, Chronic Wasting, and Other Deadly Prion Diseases, Phillip Yam, Springer. 2003. ISBN 978-0-387-95508-7.
- The Family That Couldn't Sleep by D.T. Max. ISBN 978-0812972528.. provides a history of prion diseases.
- The Prion Protein a special issue of the open-access journal Current Issues in Molecular Biology
- Aguzzi A, Baumann F, Bremer J (2008). „The prion's elusive reason for being”. Annual Review of Neuroscience. 31: 439—77. PMID 18558863. doi:10.1146/annurev.neuro.31.060407.125620. [Pretplata neophodna (pomoć)].
- Brown P, Cervenakova L (2005). „A prion lexicon (out of control)”. The Lancet. 365 (9454): 122. doi:10.1016/S0140-6736(05)17700-9.
- Kraus A, Groveman BR, Caughey B (2013). „Prions and the potential transmissibility of protein misfolding diseases”. Annual Review of Microbiology. 67: 543—64. PMC 4784231 . PMID 23808331. doi:10.1146/annurev-micro-092412-155735.
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
| Klasifikacija |
|---|
- Mad Cow Disease Arhivirano na sajtu Wayback Machine (27. oktobar 2020) Centar za globalna pitanja hrane. (jezik: engleski)
- Prion Diseases
- Prion Diseases and the BSE Crisis (1997)
- Britannica Nobel: prion, 1997
- Prioni na sajtu Curlie
- CDC – USA Centers for Disease Control and Prevention – information on prion diseases
- World Health Organisation Архивирано на сајту Wayback Machine (18. април 2009) – WHO information on prion diseases
- The UK BSE Inquiry – Report of the UK public inquiry into BSE and variant CJD
- UK Spongiform Encephalopathy Advisory Committee (SEAC)
Genetika[uredi | uredi izvor]
- Mammalian prion classification International Committee on Taxonomy of Viruses – ICTVdb
- Online Mendelian Inheritance in Man: Prion protein – PrP, inherited prion disease and transgenic animal models.
- The Surprising World of Prion Biology – A New Mechanism of Inheritance on-line lecture by Susan Lindquist
Istraživanja[uredi | uredi izvor]
- Institute for Neurodegenerative Diseases – labs studying prion diseases, run by Stanley B. Prusiner, MD
- Prion Disease Database (PDDB) – Comprehensive transcriptome resource for systems biology research in prion diseases.
- Susan Lindquist's Seminar: "The Surprising World of Prion Biology"
- MRC Prion Unit run by Professor John Collinge. Study of all forms of prion disease and development of therapies.
Drugo[uredi | uredi izvor]
- UCSF Memory and Aging Center – medical center for diagnosis and care of people with prion disease and research into origin and treatment of prion diseases. (YouTube channel)
- 3D electron microscopy structures of Prions from the EM Data Bank(EMDB)
 | Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja). |
