ПРИОНИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИЈЕ, БОЛЕСТИ - БИОЛОГИЈА - 2025

У приони су протеини без нуклеинске киселине генома или које дјелују као инфективним агенсима. Израз "прион" означава заразне честице протеина (од енглеског Протеинацеоус Инфевабле Честице), а сковао их је неуролог и добитник Нобелове награде Станлеи Б. Прусинер.

1982. године, Прусинер и његови колеге идентификовали су заразне честице протеина, проучавајући узроке Цреутзфелдт-Јакобове болести (код људи) и спонгиформну енцефалопатију говеда.

Остаци говеђег прионског протеина. Преузето и измењено од: 23-230 Лопез-Гарциа, Ф., Захн, Р., Риек, Р., Вутхрицх, К. и РЦСБ, виа Викимедиа Цоммонс

Ова ретка инфективна средства налазе се у мембрани нормалних ћелија, само као погрешно савијани протеини и / или са ненормалном тродимензионалном структуром. Ови протеини су одговорни за више дегенеративних болести и врло високу смртност која погађа неуронска ткива и структуру мозга.

Називају их и прионским болестима. Међу најзначајнијим који утичу на људе имамо куру, Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер болест, Цреутзфелдт-Јакоб синдром и фаталну породичну несаницу.

Опште карактеристике

Приони су протеинске структуре присутне у ћелијским мембранама. Ови протеини имају измењен облик или конформацију.

С обзиром на његово размножавање, оно се постиже конверзијом облика, као што је случај са стругалицом. У овој болести, приони регрутују ПрП (Ц) (прионски протеини непромењене конформације) да стимулишу конверзију у ПрП (Сц) изоформу.

Ово ствара ланчану реакцију која шири заразни материјал и самим тим омогућава наводњавање болести. Како се овај процес конверзије одвија још увек није познато.

Ови необични протеини способни за размножавање немају нуклеинске киселине. Доказ за то је да су отпорни на Кс-зраке и ултраљубичасто зрачење. Ова средства лако разграђују нуклеинске киселине.

Прионски протеини, од којих су састављени приони (ПрП), налазе се по целом телу, не само код људи, већ и код других здравих кичмењака. Ови протеини су генерално отпорни на протеазе (ензими који катализују протеине).

Врло мало се зна о корисности прП (Ц) прионских протеина, нормалном облику неинфективног протеина у људском телу.

Међутим, неки истраживачи успели су да покажу да код мишева ови протеини активирају обнављање мијелина у ћелијама периферног нервног система. Такођер, показало се да њихово одсуство узрокује демијелинизацију таквих нервних ћелија.

Структуре

Знања о структури приона налазе се углавном у истраживањима која су извршена на бактерији Есцхерицхиа цоли.

Студије су показале да су полипептиди у ланцу ПрП (Ц) (нормални) и ПрП (Сц) (инфективни) идентични у саставу аминокиселина, али се разликују по 3Д конформацији и њиховом савијању.

ПрП (Ц)

Ови неинфективни приони имају 209 аминокиселина код људи. Имају дисулфидну везу. Његова структура је алфа-спирална, што значи да има спиралне аминокиселине (алфа хелике) и неколико равних ланаца аминокиселина (бета листова).

Овај протеин се не може одвојити центрифугирањем, што значи да није седименталан. Лако се пробавља серинском протеазом широког спектра званом протеиназа К.

ПрП (Сц)

То је заразни протеин који трансформише ПрП (Ц) у инфективне ПрП (Сц) изоформе и са ненормалном конфигурацијом или обликом.

О њеној 3Д структури врло мало се зна, међутим познато је да има мало спиралних облика и више равних нити или бета листова. Прелазак на изоформу је оно што је познато као кључни догађај прионских болести.

Карактеристике

Ћелијски прионски протеини налазе се на ћелијској површини широког спектра органа и ткива. О физиолошким функцијама приона у телу врло се мало зна. Упркос томе, експерименти на мишевима указују на могуће функције, као што су:

Са метаботропним рецепторима глутамата

Показано је да ПрП (Ц) делује са рецепторима глутамата (ионотропним и метаботропним). ПрП (Ц) учествује као рецептор за синаптотоксичне олигомере А пептида површинске ћелије.

У ембрионалном развоју

У мишева породице Муринае, пронађено је да се прионски протеини ПрП (Ц) експримирају у року од неколико дана након имплантације у ембрионалном развоју.

Ово указује да они играју улогу током развоја ових малих сисара. Улога која се, према истраживачима, односи на регулацију неуритогенезе (производња аксона и дендрита неурона).

Такође делују на раст аксона. Ови прионски протеини су чак укључени у развој церебеларног кола. Због тога се верује да одсуство ових ПрП (Ц) приона доводи до кашњења у моторичком развоју глодара.

Неуропротективно

У истраживањима о прекомерној експресији ПрП (Ц) према оријентацији гена, установљено је да одсуство ових приона изазива проблеме са снабдевањем крвљу неким местима у мозгу (акутна церебрална исхемија).

То значи да прионски протеини функционишу као неуропротектори. Поред тога, показано је да ПРП (Ц) прекомерна експресија може смањити или побољшати повреде изазване исхемијом.

Периферном нервном систему

Недавно је откривена физиолошка улога Прп (Ц) у одржавању периферног мијелина.

Током лабораторијске студије откривено је да у недостатку прионског протеина, лабораторијски мишеви развијају недостатак у нервима који носе информације из мозга и кичмене мождине, у ономе што се назива периферна неуропатија.

Ћелијска смрт

Постоје неки протеини који су слични прионима, а налазе се на другим деловима тела осим у мозгу.

Функције таквих протеина су да покрећу, регулишу и / или контролишу ћелијску смрт, када организам напада (на пример, вирусима), спречавајући на тај начин ширење патогена.

Ова осебујна функција ових протеина тера истраживаче на могући значај неинфективних приона у борби против патогена.

Дугорочно памћење

Студија спроведена на Институту Стоверс у Миссоурију у САД, показала је да ПрП приони могу играти улогу у одржавању дугорочне меморије.

Студија је открила да се одређени прионски протеини могу контролисати како би одржали физиолошке функције дугорочне меморије.

Обнављање матичних ћелија

Испитивање прионских протеина који су експримирани у матичним ћелијама крвних ткива, показало је да све ове матичне ћелије (хематопоетске) изражавају прионске протеине у својој ћелијској мембрани. Тако се верује да учествују у сложеном и врло важном процесу обнове ћелија.

Болести изазване прионима

Патологије прионског порекла препознате су као прогресивни дегенеративни поремећаји мозга. Они могу напасти стоку, јелене, карибу, овце, па чак и људе.

Ове болести су проузроковане променама у структури протеина ПрП (Ц) и чије су специфичне функције и данас несигурне. Прионске патологије могу настати без познатог узрока. Они могу имати наследно генетско порекло, а могу се пренети и на заразно-заразан начин.

Приони изазивају породичне, спорадичне и заразне болести. Породичне прионске болести су оне које су наследне. Спорадичне патологије су најчешће и јављају се без познатих узрока.

Заразне болести се сматрају ретким, преносе се са особе на особу, са животиње на животињу, са особе на животињу и обрнуто. Узроци су вишеструки и крећу се од конзумирања контаминираног меса, канибализма, трансфузија, па све до руковања контаминираном хируршком опремом.

Најчешћа прионска обољења су:

Цреутзфелдт-Јакобова болест (ЦЈД)

Сматрана најчешћом прионском болешћу код људских бића, то је космополитска болест, односно има широм света распрострањеност. Може бити наследна (породична), спорадична или заразна.

Пацијенти присутни са симптомима као што су деменција, трзаји или изненадни ненамерни покрети и дефицит централног нервног система.

У зависности од лечења и облика болести, смрт може наступити између 4 месеца и 2 године након стицања болести. Дијагноза је тешко поставити, обично се поставља пост мортем током обдукције.

Лагана фотомикрографија можданог ткива која открива присуство типичних амилоидних плакова нађених у варијанти случаја Цреутзфелдт-Јакобове болести. Преузето и уређено од: Добављачи садржаја: ЦДЦ / Тереса Хамметт Фотограф: Шериф Заки; ДОКТОР МЕДИЦИНЕ; Др; Вун-Ју Схиех; ДОКТОР МЕДИЦИНЕ; Др; МПХ, путем Викимедиа Цоммонса

Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер болест

То је болест коју узрокују приони у наслеђеном или аутосомно доминантном инфективном процесу мозга. Болест се манифестује код људи старих 40 до 60 година.

Ови људи имају проблема са артикулацијом речи (дисартрија), трзајима или наглим нехотичним покретима, а агресивност је честа.

Присутни су дегенерацији церебеларне главе праћене нестабилним ходом. Такође је могуће приметити хипорефлексију, глухоћу, парализу погледа, деменцију, између осталих симптома. Очекивано трајање живота је око 5 година или мало дуже.

Прионопатија са променљивом осетљивошћу на протеазе

То је веома ретка болест, до те мере да је њен опсег појаве 2 до 3 случаја на 100 милиона становника. Патологија је слична Герстманн-Страусслер-Сцхеинкер-овој болести.

Клиничке манифестације протеина указују на ниску отпорност на протеазе, неке су више, а друге мање осетљиве на ове ензиме.

Симптоми које пацијенти присутни су: проблеми са оштећењем говора и когнитивних функција, губитак неурона у подручју где мозак контролише покрете и врши координацију мишића.

Болест је уобичајена код старијих пацијената (70 година), а процењени животни век једном заражен је око 20 месеци.

Фатална несаница

То је наследна или породична болест, може се појавити и спорадично. Познато је да се болест јавља због наследне или аутосомно доминантне мутације.

Пацијенти представљају симптоме као што су кумулативни проблеми са спавањем и одржавањем сна, деменција, когнитивно оштећење, чак и проблеми са хипертензијом, тахикардија, хиперхидроза и други.

Старост на коју утиче је прилично широка и креће се између 23 и 73 године, међутим просечна старост је 40 година. Животни век једном заражен је нешто више од 6 година.

Куру

Ова прионска болест откривена је само код становника Папуе Нове Гвинеје. То је болест повезана са канибализмом и културном традицијом обреда оплакивања мртвих, где ти људи једу мозак или људско месо.

Људи који преносе болест обично имају неконтролисане и ненамерне покрете у различитим деловима тела.

Представљају дрхтање, губитак контроле покрета и губитак мишићне координације. Очекивано трајање живота код заражених људи је две године.

Болести код животиња

Међу патологијама које стварају приони у животиња је спонгиформна енцефалопатија говеда. Ова болест изазвала је пустош у Европи, у јавном здравству, животињама и у економији погођених земаља.

Остале болести код животиња укључују огреботину, трансмисивну минкову енцефалопатију, хроничну болест (код јелена) и спонгиформну енцефалопатију мачака.

Овим болестима, попут оних представљених код људи, недостаје ефикасно лечење, па је превенција од суштинског значаја посебно након инфекција код људи које су настале као последица конзумирања меса од заражених крава.

Третмани

До данас није познат лек за прионске болести. Лечење је симптоматско. Пацијентима се саветује да планирају палијативну негу и препоручује се генетско тестирање и саветовање за чланове породице.

Велики број различитих лекова је тестиран на пацијентима са прионским болестима, као што су антивирусни, антитуморски, лекови за болести попут Паркинсонове болести, третмани имуносупресијом, антибиотици, антифунгална средства, чак и антидепресиви.

Међутим, тренутно нема доказа који би указивали на то да неки од њих смањују симптоме или побољшавају преживљавање пацијената.

Превенција

Приони су отпорни на разне физичке и хемијске промене. Међутим, користе се различите технике за избегавање контаминације пацијената контаминираним хируршким инструментима.

Међу најчешће коришћене технике је стерилизација опреме у аутоклаву на 132 ° Ц током једног сата, а затим инструменте уронити у натријум хидроксид најмање још сат времена.

С друге стране, светска здравствена организација (ВХО) развила је мере за спречавање ширења прионских болести. Ова организација успоставља норме за руковање забрањеним или потенцијално ризичним ткивима као што су: очи, мозак, црево, крајници и кичмена мождина.

Референце

1. Прион, заразни агент. Опоравак од британница.цом.
2. Шта је Прион? Опоравак од сциамерицан.цом.
3. ПЦ Каликири, РГ Сацхан. 2003. Приони - Протеинасте заразне честице. Часопис, Индијска академија клиничке медицине.
4. Прион. Опоравак са ен.википедиа.орг
5. КМ Пан, М. Балдвин, Ј. Нгуиен, М. Гассет, А. Сербан, Д. Гротх, И. Мехлхорн, З. Хуанг, РЈ Флеттерицк, ФЕ Цохен (1993). Конверзија алфа-хелика у бета-листове одликује се стварањем прионских протеина сцрапие. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава.
6. М.-А. Вулф, А. Сенаторе и А. Агуззиц (2017). Биолошка функција ћелијског прионског протеина: ажурирање. БЦМ Биологи.
7. ЦЦ Зханг, АД Стееле, С. Линдкуист, ХФ Лодисх (2006). Прионски протеин се експримира на дуготрајној репопулацији хематопоетских матичних ћелија и важан је за њихову само-обнову. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава.
8. Преглед прионских болести (трансмисивне спонгиформне енцефалопатије) Преузето са мсдмануалс.цом.
9. Е. Арранз-Мартинез, Г. Трилло-Санцхез-Редондо, А. Руиз-Гарциа, С. Арес-Бланцо (2010). Прионпатије: прионске енцефалопатије. Породична медицина. СЕМЕРГЕН