Prionové choroby jsou zvláštní. Na rozdíl od jiných virových, bakteriových a plísňových nemocí nemají jejich infekční částice DNA ani RNA. Jde pouze o protein. Infekční protein má přitom zcela stejné aminokyselinové složení jako ten zdravý. Jediné, co z takové částice dělá zabijáka, je její špatné poskládání. Učeně řečeno – změněná terciální struktura molekuly, lidově - zašmodrchání.

 

Smícháním proteinů různých živočišných druhů se dají vyrobit nové kmeny prionů.

Při laboratorních pokusech vědci přišli na způsob, jak vyrobit priony zcela nových vlastností, schopných překonávat mezidruhové bariéry. Nově připravené prionové kmeny nejen, že vypadají jinak, jsou schopny přeskočit z jednoho druhu na jiný, ale také vyvolávají u zvířat dosud neznámé symptomy. Podle všeho se musíme připravit na to, že škála projevů těchto nemocí může být mnohem širší, než jak jsme ji dosud znali. Nemělo by nás překvapit, až se začneme střetávat s novými kmeny, které budou schopny překonávat dosud neprolomené bariéry. Takový je názor Claudia Sota, vedoucího kolektivu v University of Texas Medical Branch.

PMCA

Abychom pochopili, co je na tom nového, zopakujeme si základní princip šíření prionových chorob. Jde o špatně poskládaný protein, který se dostane do těla a zde se podle jeho špatného tvaru začnou šmodrchat původně zdravé molekuly prionového proteinu. Proces běží jako domino a shluky zašmodrchaných prionů začnou vytvářet provazce, kterých se buňky nedokáží zbavit a hynou. A jelikož jde o neurony, mozek brzy začne připomínat ementál. Nakažený jedinec je infekční a priony se z něj šíří močí, mlékem, slinami, výkaly a také masem a krví.
Bez ohledu na případy nešťastníků, kteří dostali transfuzi a nebo na pacienty, do nichž doktoři sáhli špatně sterilizovanými nástroji, pokusy na zvířatech ukázaly, že nákaza se mezi organismy přenáší kontaktem s infikovaným jedincem. Zajímavé je, že mezi některými druhy se nemoc přenáší a mezi jinými nikoli.

 

Claudio Soto: „Naše pokusy v laboratoři jen imitují procesy probíhající v přírodě. To, že jsme snadno vyrobili priony, pro něž mezidruhová bariéra není problémem, dává tušit možná rizika budoucích infekcí.“

Teď uděláme myšlenkovou odbočku k další nedávno zveřejněné práci Sotova týmu. Ta se týkala vytváření infekčních prionů ve zkumavce. Jde kupodivu o jednoduchý proces, ke kterému není prakticky nic potřeba. Metoda se nazývá PMCA (protein misfolding cyclic amplification). Tato technika napodobuje základní kroky replikace prionů, ke kterým dochází v živém organismu. Tak jako v organismu, kde se u infikovaného jedince dostávají do kontaktu zdravé proteiny s těmi nemocnými, stejně to dělá i metoda PMCA. Rozdíl je jen v tom, že proces probíhá ve zkumavce, kam se dávají normální (zdravé) prionové proteiny a k nim se přidává malé množství infekčních prionů. Také zde infekční prion svým kontaktem ty zdravé molekuly začne šmodrchat. V těle to jde pomalu a inkubační doba choroby je dlouhá. Na proteiny ve zkumavce ale lze pustit ultrazvuk. Vibrace protřepou obsah zkumavky tak dokonale, že priony přitisknuté ke zdravým molekulám, které již stačily nakazit a začaly s nimi vytvářet vláknité chuchvalce, rozvolní. Tím se stane, že se v roztoku znovu vyskytne velké množství volných infekčních prionů, číhajících na novou příležitost dotknout se zbývajících zdravých molekul a udělat z nich stejné zvrhlíky. Opakováním těchto cyklů lze za několik desítek hodin dosáhnout stejného efektu, který v živém organismu trvá léta. Na této metodě není nic převratného, nic složitého a je známa delší dobu. Nyní se teprve dostáváme k Sotovu poslednímu objevu, kvůli kterému byl tento článek napsán. Touto staronovou metodou (PMCA) lze snadno vytvořit nové kmeny prionů. Stačí, když se v „reakční směsi“ smíchají proteiny jednoho živočišného druhu s jiným živočišným druhem. Nic dalšího měnit netřeba. A dodávat asi také ne.

Zvětšit obrázek

Přeskakovat mezi druhy? Pro priony žádný problém! (Foto: paz)

Viry? Ne!

Na Oslu jsme několikrát psali o kontroverzních teoriích některých vědců, kteří jsou přesvědčeni, že k přenosu infekce je nutná přítomnost virů. Tyto pokusy kromě zjištění, že si můžeme stvořit další neznámé kmeny prionů, přinesly také přesvědčivý důkaz, že k přenosu infekce stačí pouhé vtištění prionové částice do normálního prionového proteinu. A že k překonání mezidruhové bariéry žádné další infekční agens potřeba není. To je jistě zajímavé zjištění, ale z hlediska šíření případných dalších pohrom to povzbudivé rozhodně není. 

Co dál?
Všechna nová fakta budou mít dopad na naše představy, jak se před takovými chorobami chránit. Vznik smrtelné lidské prionové choroby, která je variantou Creutzfeldt-Jakobovy choroby a která má původ v mezidruhovém přenosu (infekce od skotu). je noční můrou lékařů už desítku let a hned tak nezmizí. Jde o to, že infekční tvar „hovězího“ prionu způsobujícího BSE se překopíruje do lidského prionového proteinu a učiní z něj lidský infekční protein vyvolávající rychle postupující nemoc, která se zpočátku začne projevovat nervovými poruchami, později se přidá demence a nevyhnutná smrt – jde o takzvanou variantní CJD. Jde o infekci, která se již rozšířila i na další druhy - primáty i exotické kočky. Transmisivní encefalopatie, jak se prionovým chorobám také říká, postihují také jeleny, jelence, losy, ovce, kozy, norky, křečky,... 

Podle toho, co Soto v tomto týdnu sdělil mediím, tak jeho laboratoř si nyní hodlá tak trochu hrát s ohněm. Záměrně chtějí tvořit nejrůznější „prionové křížence“ - nové kmeny překonávající bariéry mezi různými živočišnými druhy. Podle něj to je cesta, která by například měla dát konečnou odpověď na to, zda myslivcům a těm, co si dávají v restauraci zvěřinu, hrozí riziko z CWD (chronic wasting disease) – nemoci, která devastuje stavy vysoké zvěře v USA a Kanadě a zdá se, že i v Evropě si vybere svou daň. To by zaměření jeho pokusů mělo ospravedlnit. Křížení lidských, myších a dalších prionů by zase mělo dát lepší přehled o symptomech nemoci a o síle mezidruhové bariéry. Již dnes je z těchto pokusů jasné, že infekčních proteinů existuje celá řada, a že o jejich možném mezidruhovém přenosu toho zatím moc nevíme.ˇ

Pramen: Cell