Знание свойств прионов поможет разработать лекарства от нейродегенеративных заболеваний и замедлить их развитие у пожилых людей. Прионные инфекции — это семейство редких нейродегенеративных заболеваний, представляющих опасность как для людей, так и для животных. БКЯ и другие прионные заболевания вызваны деформированной формой особого белка, который естественным образом содержится в мозге и в других органах. Прионные болезни могут развиться из-за употребления в пищу мяса, ГМО продуктов. Прионные болезни не диагностируют и не лечат из-за тяжелых финансовых последствий для лечебного учреждения В России прионные болезни есть, и это факт.
7 фактов о прионных болезнях, которые заставят насторожиться
PrP- белок, как правило, обнаруживается в гомогенате, полученном из мозговой ткани. В зависимости от характера генетического повреждения клиническая картина заболевания соответствует либо семейной БКЯ, либо синдрому Герстмана—Страусслера—Шейнкера. Для первого заболевания характерны манифестация и прогрессирование деменции, для второго — церебральная атаксия. Имеющиеся различия в течении и продолжительности заболевания, клинических проявлениях находятся в прямой зависимости от характера мутаций PrP-белка табл. В то же время остается открытым вопрос о возможной роли других дополнительных факторов в манифестации этой группы заболеваний. К таким факторам следует отнести особенности питания, возраст, наличие каких-то экзогенных вирусных агентов и т. Вариабельность клинических проявлений различных форм СТГЭ остается загадкой, хотя имеющиеся факты свидетельствуют о наличии корреляции между локализацией отложений PrP в головном мозге и характером клинических проявлений, а также тяжести течения заболевания.
Например, локализация отложения PrP в синапсах в основном наблюдается среди пациентов со спорадической и семейной болезнью Крейцфельда—Якобса с мутацией Lys200, что сопровождается тяжелой деменцией, минимальной атаксией и скоротечностью течения с быстрым наступлением смерти. В противоположность этому у пациентов с куру, ятрогенным ТГЭ вследствие введения фактора роста при гормонотерапии и СТГЭ, ассоциируемой с другими мутациями PrP, заболевание продолжается значительно дольше и сопровождается присоединением выраженной атаксии [25, 26]. Фатальная семейная бессонница Описана относительно недавно — в 1986 г. Это чрезвычайно редкая прионная болезнь с аутосомнооминантным типом наследования. На практике такой тип наследования означает, что у носителя этого патологического гена обязательно рано или поздно проявится данное заболевание, но степень выраженности болезни может быть различной. Выделяют четыре стадии заболевания.
Таблица 2. Характеристика мутаций PrP и связанных с ними клинических проявлений семейной ТГЭ Первая стадия длится около четырех месяцев. Ее основной признак — прогрессирующая бессонница. На второй стадии, длящейся примерно пять месяцев, присоединяются галлюцинации и тревожнодепрессивный синдром. Третья стадия характеризуется полным отсутствием сна, затем — постепенно нарастающими признаками деменции четвертая стадия. Все многочисленные проявления этой болезни обусловлены дистрофическими изменениями таламуса — снижением эффективности проведения импульсов через таламус, нарушением циркадных ритмов, влияющих на кровяное давление, частоту сердечных сокращений, температуру тела и гормональные ритмы, снижением порога болевой чувствительности и рефлекторной активности, развитием слабоумия.
Лабораторная диагностика прионных болезней 1. Для выявления возбудителей прионных болезней в настоящее время разработано несколько методик: Гистологическая и гистохимическая. При гистохимическом исследовании микропрепаратов из биоптата мозга обязательно наличие в них амилоидных отложений [27]. Генетический анализ прионного гена [29]. Профилактика заражения прионными болезнями Аминокислотная последовательность нормального клеточного белка PrP у разных видов млекопитающих и человека почти не различается, что указывает на возможность передачи прионных заболеваний от животных к людям, в т. Международный зоосанитарный кодекс запрещает не только импорт костной муки, но и ввоз эмбрионов и спермы племенного скота из стран риска хотя, по некоторым данным, прионная инфекция не может передаваться через сперму.
Во всех странах с риском распространения прионных заболеваний существует запрет на производство костной муки из зараженных животных и на использование субпродуктов. В Англии, кроме того, исследуется мозг всего рогатого скота. Молоко считается безопасным, хотя в последнее время стали появляться сообщения, будто употребление молока тоже может иметь печальные последствия. Неспецифическая профилактика включает ограничения на использование лекарственных препаратов животного происхождения без их соответствующей обработки и запрет на применение гормонов гипофиза животного происхождения. Ограничивают также трансплантацию твердой мозговой оболочки и роговицы. При работе с биологическими жидкостями больных используют резиновые перчатки.
Особое место занимают т. Прежде всего следует обращать внимание на размер входящих в состав биопрепаратов белковых молекул, т.
Обсудить Кому-то может напомнить старая поговорка в медицине: "Лекарство может быть хуже болезни", и теперь это относится к мРНК-вакцинам Covid-19. Подобно губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота BSE или "коровье бешенство" , прогрессирующему неврологическому заболеванию крупного рогатого скота, которое возникает в результате заражения передающимися агентами, называемыми прионами, "вакцина" компании Pfizer для Covid-19, как показал анализ, имеет два потенциальных фактора риска развития прионного заболевания у людей. Были выявлены две последовательности, которые считаются факторами риска прионной болезни, и показано, что РНК-вакцина способна активировать эти прионы, которые могут привести к развитию распространенных нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера и ALS, также известную как болезнь Лу Герига боковой амиотрофический склероз - заболевание нервной системы, при котором нервные клетки разрушаются и влияют на физические функции. Лекарства от этого заболевания не существует. Исследование мРНК вакцины показало наличие последовательностей, которые могут активировать два внутренних белка, TDP-43 и FUS, способных вызывать неврологически опасные прионные заболевания у людей.
В связи с быстрым нарастанием деменции и мозжечковых расстройств, а также с учетом нейрофизиологических данных 16. При световой микроскопии биоптата правой лобной доли было выявлено уменьшение количества нейронов коры и неспецифические изменения оставшихся нервных клеток: сморщивание, накопление липофусцина, лизис хроматина и гиперхроматоз ядер, набухание апикальных дендритов.
Имелась выраженная пролиферация астроглии, сателлитоз. Спонгиоформные изменения в коре были весьма умеренными в виде отдельных микровакуолей в нейропиле. В белом веществе имелось разрежение волокнистых структур с формированием микровакуолей. Использование полутонких срезов позволило установить, что образование многих вакуолей связано с увеличением объема осевого цилиндра, изменением его формы и структуры. При электронно-микроскопическом исследовании обнаружено множество вакуолей различной величины округлой или овальной формы в коре и подкорковом белом веществе. В части крупных вакуолей можно было видеть дополнительные мелкие, ограниченные двуконтурной мембраной полости со скоплением мелких везикул в некоторых из них. Большинство крупных вакуолей локализовалось в нейропиле, они были окружены отростками глиоцитов и миелинизированными нервными волокнами с различной степенью сохранности и с формированием крупных вакуолей в отдельных аксонах. Выявлена пролиферация астроцитов и дегенеративные изменения глиоцитов, в цитоплазме которых иногда обнаруживались более мелкие вакуоли. Имело место также образование полостей в перикарионе и вблизи отростков нейронов, причем плазмалемма нейрона на отдельных участках не контурирована, синаптические образования и отростки астроцитов, типичные для этих областей, не определялись или были патологически изменены.
В нейронах и астроцитах выявлялось большое количество липид-липофусциновых комплексов; в части нейронов определялось скопление большого числа плотно расположенных филаментов. Таким образом, при свето- и электронномикроскопическом исследовании биоптатов коры мозга была выявлена триада морфологических признаков, характерных для БКЯ: дегенеративные изменения и утрата нервных клеток, астроцитарный глиоз и спонгиоз. Состояние больной продолжало ухудшаться, нарастали двигательные и психические нарушения. При посмертном исследовании мозга диагноз болезни Крейтцфельдта-Якоба был подтвержден. Приведенный случай является классическим вариантом спорадической БКЯ по клиническим проявлениям и по течению. Диагноз болезни поставлен при жизни больной, причем для этого использованы наряду со стандартными обследованиями и новые диагностические подходы. Достоверность последних и диагноз БКЯ в целом подтверждены результатами исследования биоптата мозговой ткани и последующей секцией. Особенностью данного наблюдения является использование ВП Р300 с целью объективизации когнитивных нарушений.
Тревожность Эмоциональная лабильность Все проявления прионных болезней неуклонно прогрессируют, приводя в конечных стадиях болезни к акинетическому мутизму и коме. Общая информация о заболевании Прионные болезни встречаются как у человека, так и среди животных. Патогенез прионных болезней связывают с накоплением в организме патологического прионного белка. Прионный белок в норме присутствует в клетках организма животных и человека — это так называемый нормальный прионный белок. Он находится в наибольших количествах в нейронах и частично в клетках лимфоидной ткани. Прионный белок устойчив к высоким температурам, радиации, действию протеаз и химических веществ — алкоголя, формалина и других. Функции прионных белков неизвестны. Информация о структуре этих полипептидов закодирована в коротком плече 20-й хромосомы у человека. При изменении конфигурации нормальный прионный белок может превращаться в патологический. Патологический прионный белок, в свою очередь, способен запускать механизм преобразования нормального прионного белка в патологическую форму.
На фоне ковида в Петербурге появились новые случаи неизлечимой болезни, убивающей мозг
В большинстве случаев присоединяться могут только молекулы PrP, идентичные по первичной структуре PrPSc поэтому обычно передача прионов видоспецифична [9]. Однако, возможны и случаи межвидовой передачи прионов [36]. Механизм размножения прионов[ править править код ] Гетеродимерная модель размножения прионов Фибриллярная модель размножения прионов Первой гипотезой, объясняющей размножение прионов без участия других молекул, в частности, нуклеиновых кислот, была гетеродимерная модель [37]. Согласно этой гипотезе, одна молекула PrPSc присоединяется к одной молекуле PrPC и катализирует её переход в прионную форму. Однако модель размножения репликации прионов должна объяснять не только механизм размножения прионов, но и то, почему спонтанное появление прионов столь редко. Манфред Эйген лат. Manfred Eigen показал, что гетеродимерная модель требует, чтобы PrPSc был фантастически эффективным катализатором: он должен повышать частоту обращения нормального белка в прионную форму в 1015 раз [38]. Такой проблемы не возникает, если допустить, что PrPSc существует только в агрегированной например, амилоидной форме, где кооперативность выступает как барьер для спонтанного перехода в прионную форму.
Вдобавок к этому, несмотря на приложенные усилия, выделить мономерный PrPSc так и не удалось. Если бы это было только так, то численность прионов возрастала бы линейно. Однако по мере развития прионного заболевания наблюдается экспоненциальный рост количества PrPSc и общей концентрации инфекционных частиц [39] [40] [41]. Это можно объяснить, если принять во внимание разлом фибрилл [42]. В организме разламывание фибрилл осуществляется белками- шаперонами , которые обычно помогают очистить клетку от агрегированных белков [43]. Скорость роста числа инфекционных частиц прионов в значительной мере определяется величиной квадратного корня из концентрации PrPSc [4]. Продолжительность инкубационного периода определяется скоростью роста, и это подтверждается исследованиями in vivo на трансгенных мышах [4].
Такая же коренная зависимость наблюдается в экспериментах с различными амилоидными белками in vitro [44]. Механизм репликации прионов имеет значение для разработки лекарств. Поскольку инкубационный период прионных заболеваний чрезвычайно долог, эффективному лекарству вовсе необязательно уничтожить все прионы, достаточно лишь снизить скорость экспоненциального роста их количества. Моделирование предсказывает, что самым эффективным препаратом был бы такой, который связывается с концами фибрилл и блокирует их рост [45].
Оно возникает из-за неправильного сворачивания прионных белков. Их нельзя ни исправить, ни удалить из организма. По данным Neurology, в Сан-Антонио госпитализировали 72-летнего мужчину с признаками прионного заболевания, затем второго с теми же симптомами.
Они оказались знакомы и оба охотились именно на оленей, употребляли их мясо в пищу.
Прозванное «болезнью зомби-оленей», это заболевание вызывает у животных резкую потерю веса, спотыкание, неустойчивое поведение и другие неврологические симптомы. Оба пациента впоследствии умерли. Вскрытие мозга показало, что у них развилась спорадическая болезнь Крейтцфельдта-Якоба CJD — прионное заболевание, чаще всего встречающееся у людей. Основываясь на моделях нечеловеческих приматов и мышей, межвидовая передача болезни Крейцфельда-Якоба вполне вероятна», — пишут авторы исследования.
Прионные заболевания — странные и очень страшные: они передаются, не поддаются лечению и всегда смертельны. Они вызываются неправильным сворачиванием прионных белков, которые естественным образом существуют в здоровых клетках всего организма, в первую очередь в мозге. Однако при прионных заболеваниях безвредный белок начинает аномально сворачиваться, в результате чего образуется враждебная и заразная форма.
Зачастую молодой возраст этих пациентов в сочетании с характерными клиническими проявлениями, а также связь с пребыванием на территории Великобритании заставляют заподозрить у пациента новый вариант БКЯ. Клинические проявления и патоморфологические изменения при спорадическом БКЯ менее вариабельны, нежели в предыдущих двух группах прионных заболеваний [24]. Заболеваемость среди мужчин и женщин приблизительно одинакова. Средний возраст первых клинических проявлений приходится на 50—70 лет, но зарегистрированы единичные случаи от 16—20, максимально — до 80 лет. Основным клиническим симптомом является неуклонно прогрессирующая деменция, характеризующаяся нарастающими когнитивными расстройствами, быстрым снижением памяти и эксцентричным, неадекватным поведением. Постепенно, особенно на поздних стадиях заболевания, присоединяются миоклония, атаксия, пирамидные и экстрапирамидные расстройства, нистагм, диплопия, головная боль, расстройства чувствительности. Энцефалограмма при спорадической БКЯ носит специфический характер.
У этих пациентов отмечаются синхронные разряды, состоящие из периодически возникающих трехфазных волн с частотой 1—2 цикла в секунду. Подобные изменения не встречаются в электроэнцефалограмме при семейной и инфекционной БКЯ. Появление подобных изменений при спорадической БКЯ, как правило, является предвестником летального исхода, т. Патоморфологические изменения состоят в разрастании астроглии и спонгиоформных изменениях на фоне исчезновения нейронов, в основном в сером веществе головного мозга. PrP- белок, как правило, обнаруживается в гомогенате, полученном из мозговой ткани. В зависимости от характера генетического повреждения клиническая картина заболевания соответствует либо семейной БКЯ, либо синдрому Герстмана—Страусслера—Шейнкера. Для первого заболевания характерны манифестация и прогрессирование деменции, для второго — церебральная атаксия. Имеющиеся различия в течении и продолжительности заболевания, клинических проявлениях находятся в прямой зависимости от характера мутаций PrP-белка табл. В то же время остается открытым вопрос о возможной роли других дополнительных факторов в манифестации этой группы заболеваний. К таким факторам следует отнести особенности питания, возраст, наличие каких-то экзогенных вирусных агентов и т.
Вариабельность клинических проявлений различных форм СТГЭ остается загадкой, хотя имеющиеся факты свидетельствуют о наличии корреляции между локализацией отложений PrP в головном мозге и характером клинических проявлений, а также тяжести течения заболевания. Например, локализация отложения PrP в синапсах в основном наблюдается среди пациентов со спорадической и семейной болезнью Крейцфельда—Якобса с мутацией Lys200, что сопровождается тяжелой деменцией, минимальной атаксией и скоротечностью течения с быстрым наступлением смерти. В противоположность этому у пациентов с куру, ятрогенным ТГЭ вследствие введения фактора роста при гормонотерапии и СТГЭ, ассоциируемой с другими мутациями PrP, заболевание продолжается значительно дольше и сопровождается присоединением выраженной атаксии [25, 26]. Фатальная семейная бессонница Описана относительно недавно — в 1986 г. Это чрезвычайно редкая прионная болезнь с аутосомнооминантным типом наследования. На практике такой тип наследования означает, что у носителя этого патологического гена обязательно рано или поздно проявится данное заболевание, но степень выраженности болезни может быть различной. Выделяют четыре стадии заболевания. Таблица 2. Характеристика мутаций PrP и связанных с ними клинических проявлений семейной ТГЭ Первая стадия длится около четырех месяцев. Ее основной признак — прогрессирующая бессонница.
На второй стадии, длящейся примерно пять месяцев, присоединяются галлюцинации и тревожнодепрессивный синдром. Третья стадия характеризуется полным отсутствием сна, затем — постепенно нарастающими признаками деменции четвертая стадия. Все многочисленные проявления этой болезни обусловлены дистрофическими изменениями таламуса — снижением эффективности проведения импульсов через таламус, нарушением циркадных ритмов, влияющих на кровяное давление, частоту сердечных сокращений, температуру тела и гормональные ритмы, снижением порога болевой чувствительности и рефлекторной активности, развитием слабоумия. Лабораторная диагностика прионных болезней 1. Для выявления возбудителей прионных болезней в настоящее время разработано несколько методик: Гистологическая и гистохимическая. При гистохимическом исследовании микропрепаратов из биоптата мозга обязательно наличие в них амилоидных отложений [27].
6 пугающих фактов о загадочных и смертельных прионных болезнях
Все проявления прионных болезней неуклонно прогрессируют, приводя в конечных стадиях болезни к акинетическому мутизму и коме. Прионные заболевания известны давно, но только в конце 20 века этиологический агент был охарактеризован, когда была постулирована прионная гипотеза. Человечеству угрожают серьезные болезни, в частности прионные заболевания, о которых большинство людей даже не слышали, заявил глава Минздрава Республики Карелия Михаил. "Важно, что прионные заболевания очень медленно развиваются, иногда в течение нескольких лет, и никак не поддаются лечению.
Глава Минздрава РК Охлопков: Людям угрожают неизлечимые прионные болезни
Прионные болезни (Крейтцфельдта-Якоба, Герстманна-Штреусслера-Шайнкера, Куру, энцефалопатия Альпера) возникают по причине размножения белка PrP в головном мозге. Некоторые исследователи включают в группу прионных заболеваний человека также болезнь Альперса у детей, амиотрофический лейкоспонгиоз (описан белорусскими учеными в конце. О прионных болезнях и о том, кто в зоне риска, рассказал министр здравоохранения Карелии Михаил отметил, что прионные болезни вскоре будут встречаться все чаще. БКЯ и другие прионные заболевания вызваны деформированной формой особого белка, который естественным образом содержится в мозге и в других органах. особым классом инфекционных патогенов, вызывающих болезнь Крейцфельдта. Прионные болезни могут развиться из-за употребления в пищу мяса, ГМО продуктов.
Принципы диагностики прионных болезней
- На фоне ковида в Петербурге появились новые случаи неизлечимой болезни, убивающей мозг
- Курсы валюты:
- Прионы: исследования таинственных молекул продолжаются
- Подписка на дайджест
- Прионы: идеальные убийцы и возможный ключ к бессмертию
Прионные болезни: виды, симптомы, диагностика
Прионные заболевания человека различны в клиническом проявлении, обычно для них характерны неврологические или психоневрологические расстройства, связанные с быстрой. Болезнь Крейферца-Якоба и другие прионные заболевания протекают очень быстро и мы никак, к сожалению, не можем повлиять на их течение. В нашей статье мы расскажем 7 фактов о прионных болезнях, о которых большинство даже и не слышало.
Прионы: исследования таинственных молекул продолжаются
Хроническую изнуряющую болезнь оленей называют «вирусом зомби», так как мозг заболевших животных приобретает губчатую консистенцию, олени пускают слюни и безучастно смотрят на происходящее вокруг них. Оно возникает из-за неправильного сворачивания прионных белков. Их нельзя ни исправить, ни удалить из организма. По данным Neurology, в Сан-Антонио госпитализировали 72-летнего мужчину с признаками прионного заболевания, затем второго с теми же симптомами.
Мозг человека, зараженного прионной инфекцией, постепенно превращается в пористую губку, при этом больной теряет когнитивные функции, утрачивает социальные навыки и затем неизбежно умирает. Сегодня науке известны всего четыре болезни из этой группы: болезнь Крейтцфельдта-Якоба, синдром Гертсманна-Штреусслера-Шейнкера, куру и фатальная инсомния. Ученые точно установили три способа, которыми передается инфекция. Прионные заболевания можно унаследовать, получить при оказании помощи больному или при вскрытии тела, а также заразиться, употребляя инфицированное мясо. Но самое страшное, что прионные заболевания иногда возникают спорадически, то есть без очевидных причин.
Открыли прионы относительно недавно — в середине XX столетия. Несмотря на то, что их активно изучают, ученые по-прежнему знают об этой инфекции далеко не все. Четыре заболевания, вызываемые враждебными белками, не поддаются лечению — больные лишь получают паллиативный уход и постепенно угасают. Смерть может наступить через несколько месяцев или лет, в зависимости от болезни и состояния организма человека. Чаще всего оно поражает людей старше 60 лет и появляется спорадически. Без всяких предпосылок человек начинает угасать прямо на глазах, при этом симптомы недуга очень похожи на те, что сопровождают болезнь Альцгеймера. Ткань головного мозга больного болезнью Крейтцфельдта — Якоба под микроскопом У больных наблюдается изменение поведения, нарушение координации, расстройства внимания и памяти, судороги. Часто все это сопровождается психическими нарушениями, например, галлюцинациями и различными маниями.
Также у многих заболевших отмечают нарушение зрения. Состояние больного ухудшается стремительно и очень скоро он теряет возможность обслуживать себя и передвигаться. От момента появления первых симптомов болезни Крейтцфельдта-Якоба до смерти человека проходит не более года. Максимальный срок жизни пациента, зафиксированный официально, составил полтора года.
Нормальная спиралевидная форма прионного протеина PrPС обнаружена в организме всех млекопитающих, в том числе и человека. Её кодирует единственный ген под названием PRNP, высокие уровни устойчивой экспрессии которого обнаруживают в нейронах в пятьдесят раз чаще, чем в глии.
Несмотря на это, в настоящее время установлены около сорока различных мутаций этого гена, которые связаны с различными прионными болезнями. В ряде случаев превращение нормального белка в прионный связано с мутациями этого гена. К таким заболеваниям относятся спорадичекая форма болезни Кройтцфельдта-Якоба, синдром Герстманна-Штреусслера-Шейнкера и фатальная семейная бессонница. Особую роль в этом имеют полиморфизм кодона 129, кодирующий метионин либо валин. Известные мутации гена PNRP которые могут приводить к развитию прионных болезней. Среди заболевших болезнью Кройтцфельда-Якоба преобладают индивиды, гомозиготные по метионину либо валину, что позволяет предположить «защиту» от заболевания при гетерозиготности кодона 129.
Было высказано предположение, что на агрегацию и конформационные изменения молекул PrP влияет аминокислота этого кодона. Эти данные получены на основании исследования членов племени форе. В других случаях новый вариант болезни Кройтцфельдта-Якоба и куру инфекционный процесс развивается при заражении инфекционным прионом. Нормальный белок PrPС участвует в передаче нервных импульсов в синаптических образованиях, играя определённую роль в регуляции суточных циркадианных циклов активности и покоя в клетках, органах и тканях, сохранении клеток Пуркинье, регуляции внутриклеточного содержания кальция в нейронах, поддержании трофики некоторых популяций и сохранением резистентности нейронов и астроцитов к повреждающим факторам. В 1991 году Прузинер предложил концепцию патогенеза губкообразных энцефалопатий, исходя из факта, что прионами человек инфицируется двумя путями: Наследственной передачей по Менделю аутосомно-доминантный тип наследования ; Не классическим, а последовательным наследованием, через предварительную генную ауторепликацию инфекционного агента. Развитие болезни может происходить как за счёт точечных мутаций, так и в результате рекомбинантных событий.
Мутации гена, кодирующего PrPС, программирует выработку другой, мутированной плоской формы — PrPSc с изменёнными аминокислотами. Таким образом, образование инфекционных прионовых белков происходит не за счёт репродукции молекулы PrPSc, попавшей в организм, а за счёт синтеза новых молекул, кодируемых мутировавшим геном PrPС. Позже появились другие теории. Так, согласно одной из них, причина инфекционности PrPSc в следующем: инфекционный прион является зародышем для цепочечной полимеризации нормальных прионов. Конверсия PrPС в PrPSc представляет собой посттрансляционный процесс, включающий глубокое конформационное изменение, являющееся фундаментальным событием, лежащим в основе размножения инфекционных прионов. Эта форма обнаружена в организме людей и животных, больных прионными заболеваниями — трансмиссивными спонгиоформными губкообразными энцефалопатиями.
В 1997 году за это открытие С. Прузинеру была вручена Нобелевская премия. Таким образом, установлено, что инфекционным агентом болезни Кройтцфельдта-Якоба, куру и скрепи служит белок. Но как происходит, что вещество, относящееся к группе, поступающей в организм человека десятками и сотнями граммов за сутки, вызывает в организме такие разрушения? Патогенез поражения обусловлен мутацией гена, кодирующего PrPС, программирующего выработку другой, мутированной, плоской формы — PrPSc с изменёнными аминокислотами. В другом случае конверсия PrPС в PrPSc представляет собой посттрансляционный процесс, включающий глубокое конформационное изменение, являющееся фундаментальным событием, лежащим в основе размножения инфекционных прионов.
Белок PrPС — короткоживущий период полураспада 5 — 6 часов , растворимый в жидких средах организма. Схема образования прионного белка и нерастворимых агрегатов оригинал взят из книги И. Сергеев, В. Дубынин, А. Каменский «Физиология человека и животных. Том I В противоположность этому инфекционный белок PrPSc накапливается в цитоплазменных везикулах, что приводит к последующему нарушению функции синапсов и развитию глубоких неврологических дефектов.
Позднее PrPSc высвобождается во внеклеточное пространство и откладывается в виде амилоидных бляшек. PrPSc форма обнаружена в организме людей и животных, больных прионными заболеваниями — трансмиссивными спонгиоформными губкообразными энцефалопатиями. Поскольку этиологическим фактором развития спонгиозных энцефалопатий служит белок, исследователи столкнулись с единообразием патологических изменений ЦНС, что, в сущности, и послужило поводом для объёдинения этих заболеваний в единую группу. Мозг пациента погибшего от куру При болезни куру патологические изменения можно наблюдать только в центральной нервной системе. Обычно они выражаются в формировании типичной губчатой энцефалопатии. В коре, подкорковых ядрах, подбугорной области и в мозжечке наблюдается вакуолизация дендритов, аксонов и тел нейронов.
Вакуолизация становится настолько выраженной, что серое вещество коры большого мозга приобретает вид губки, в результате чего такое состояние обозначают как status spongiosus. Методом электронной микроскопии было выяснено, что вакуоли окружены фрагментами таких же пролиферирующих мембран. Характерный патогистологический признак при куру — выпадение нейронов. Гистологический срез головного мозга страдавшего от болезни взрослого мужчины, который впоследствии погиб от куру Изменения нейронов сочетаются с гипертрофией и размножением астроцитов. При куру у человека патогистологические изменения наиболее выражены в мозжечке: появляются аморфные ШИК-положительные бляшки, содержащие амилоид, уменьшается количество грушевидных нейронов клеток Пуркинье. Вместе с тем, при куру не удаётся обнаружить воспалительной реакции, столь характерной для многих заболеваний ЦНС, или таких характерных признаков вирусной инфекции, как образование телец включений или глиальных узлов.
Однако сам прион не удаётся обнаружить ни в крови, ни в сыворотке, ни в моче, ни в спинномозговой жидкости. В молоке, ткани плаценты и амниотической жидкости у людей или экспериментально заражённых животных прион также не обнаруживается. Гистологические измнения головного мозга овцы павшей от скрепи Таким образом, морфологически прионные болезни можно отнести к группе амилоидозов. Амилоидоз при прионных болезнях характеризуется отложением волокнистого амилоидного белка в головном мозгу. Образование прионных амилоидных бляшек сближает прионнные болезни с амилоидозами из группы нейродегенеративных заболеваний, таких, как, например, хорея Гентингтона. Получены убедительные доказательства того, что свойства прионных белков и амилоидов идентичны.
Нормальный мозг и мозг пациента с болезнью Кройтцфельда-Якоба но дела у обоих пациентов, на самом деле, не очень Тем не менее, при большом сходстве патогистологических изменений между болезнями Крейтцфельдта-Якоба, куру и скрепи имеются отличия. Уже давно было подмечено, что все симптомы при болезни Кройтцфельдта-Якоба подкрепляются патогистологическими изменениями. Так, при изменении моторных нейронов отмечено выпадение многих нервных клеток в двигательной области коры, включая гигантские пирамидные нейроны клетки Беца , а также демиелинизацию пирамидных путей и утрату клеток передних рогов спинного мозга.
Они могут формироваться по трём сценариям: как инфекционные, спорадические и наследственные поражения. В последнем варианте главную роль играет генетическая предрасположенность [2]. Знаменитый исследователь прионов Стэнли Прузинер Stanley Prusiner выделяет две поразительные особенности, присущие таким нейродегенеративным заболеваниям, как болезнь Крейтцфельда-Якоба , болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
Вторая: несмотря на то, что большое количество мутантных белков, специфичных к определённой болезни, экспрессируется в процессе зародышевого развития, формы наследования этих нейродегенеративных заболеваний проявляются позже. Это предполагает, что некоторые процессы происходят во время старения, которое «дает волю» болезнетворным белкам [5]. Более 20 лет назад автор утверждал, что данный процесс включает случайный рефолдинг пересворачивание белка в неправильно свёрнутый, что соответствует переходу в инфекционное состояние — прион. В последнее десятилетие интерес к этой теме возобновился в связи с возможностью развития диагностики и эффективной терапии [5]. Альтернативным комплексным разъяснением служит то, что различные группы белков могут формировать прионы. Несмотря на то, что небольшое количество прионов может быть удалено посредством путей белковой деградации, их чрезмерное накопление с течением времени позволяет прионам самостоятельно распространяться в организме рис.
Рисунок 2. Процессы нейродегенерации, вызванной прионами. Прионы наиболее патогенны в форме олигомеров; после образования фибрилл токсичность снижается.
Эксперт Артамонов: болезнь "зомби-оленей" в США может перекинуться на людей
Исследователи за более чем 40 лет успели достаточно хорошо изучить строение прионов, но зафиксировать само перерождение удавалось редко, и этот процесс пока известен плохо, поскольку переходные формы крайне неустойчивы. Международной группе ученых удалось изучить все стадии перерождения мутантной формы белка T183A huPrP, которая может становиться прионной и обнаруживается у людей с наследственной формой болезни Крейтцфельдта-Якоба. С помощью ЯМР-спектроскопии и вычислительного анализа они смогли обнаружить «слабые места» в молекуле, с которых начинаются конформационные перестройки. Изменения во вторичной форме белка, обусловленные мутацией, дестабилизируют дальнейшее сворачивание белка в третичную форму и обуславливают его переход в промежуточную форму, которая имеет тенденцию превращаться затем в патологическую прионную T183A huPrPSc. Исследователи воспользовались моноклональным антителом POM Abs, чтобы попытаться остановить переход белка из нормальной в промежуточную форму, и обнаружили, что этот подход может быть очень эффективен. Эксперименты, проведенные in vitro, показали полное отсутствие прионов среди здоровых белков.
Случаи передачи прионов через кровососущих насекомых достаточно редки, но длительные инкубационные периоды таких болезней заболевание может скрываться в головном мозге в течение 30 лет, прежде чем нанесёт серьёзный ущерб и высокая устойчивость к лечению вызывают серьёзную озабоченность специалистов. Авторы нового исследования в своей статье в журнале Nature делают вывод, что на сегодняшний день контролировать распространение таких болезней и лечить их очень тяжело. Например, молекулярные процессы, определяющие ход этих опасных заболеваний мозга, плохо изучены. По этой причине все исследования прионов невероятно важны, и недавняя работа демонстрирует долгожданный прогресс. Как уже отмечалось выше, команда исследователей под руководством Джири Сафара Jiri G. Safar впервые создала в лаборатории искусственный штамм человеческих прионов. Поясним, что ранее учёные уже создавали синтетические прионы, но они были характерны лишь для грызунов. Благодаря последним исследователи смогли получить некоторые данные и изучить ранее неизвестные детали прионных заболеваний, но только у мышей и хомяков. Микроскопическое изображение синтетических человеческих прионов, накапливающихся в мозге ГМ-мыши В рамках исследования учёные выяснили, что соединение под названием ганглиозид GM1 ganglioside GM1, молекула, регулирующая связь между клетками отвечает за запуск репликации и передачу прионной болезни. По словам авторов работы, это открытие невероятно важно, поскольку теперь специалисты могут начать создавать лекарства, блокирующее эту молекулу.
Конечно же, специалисты сразу же начали выяснять, что именно могло послужить детонатором. Оказалось, что виной всему, скорее всего, тот самый S-белок, шип коронавируса. В любом состоянии он не так безвреден, более того, является самой токсичной «деталью» коронавируса. S-белок как раз и стал инфекционным агентом, который, вероятнее всего, спровоцировал производство прионов. Проблема заключается в том, что так же, как аномальные прионы не воспринимаются врагами организмом и поэтому долго творят, что хотят, спайк-белок иммунная система тоже сначала не ощущает, как нечто чужеродное, поэтому он и может так легко проникнуть в человеческую клетку. Спайковый белок способствует выработке специфических к нему антител, как и любой чужеродный белок. Однако беда еще и в том, что при попадании в организм любым способом он специфически взаимодействует с рецептором ACE2 и в результате продолжает вызвать нарушения деятельности клетки даже несмотря на то, что человек уже может выздороветь. Как только иммунитет начинает подавать сигнал «SOS! Это чем-то похоже на самый страшный фильм ужасов, снятый в Голливуде, фильмы про зомби-апокалипсис, только тут все происходит наяву. Как будто бы зомби кусают здоровых людей, и те становятся похожи на них, такими же зомби. Аналогичная ситуация с прионами. Плохо то, что происходит это медленно, а когда выясняется — через несколько лет — человеку уже ничем не помочь. Как будет в случае развития прионного заболевания в результате COVID-19 — не изменятся ли сроки инкубационного периода, не ухудшится течение болезни, пока никто не может сказать. Но, судя по тому, что такие случаи уже наблюдаются по всему миру, не исключено, что человечеству в скором времени придется готовиться к еще одной пандемии, но уже прионной болезни.
При изменении конфигурации нормальный прионный белок может превращаться в патологический. Патологический прионный белок, в свою очередь, способен запускать механизм преобразования нормального прионного белка в патологическую форму. Патологический прионный белок может возникать в организме спонтанно. В некоторых случаях накопление патологического прионного белка связано с наследственными генетическими нарушениями. На данный момент известно порядка 30 вариантов генетических нарушений, в результате которых меняется структура прионного белка. В ряде случае прионные болезни носят инфекционную природу. Это означает, что патологический прионный белок может попасть в организм человека извне — при пересадке роговицы, твердой мозговой оболочки, нейрохирургических операциях. В данном случае большое значение имеет устойчивость прионов к любым видам стерилизации. Известны случаи заражения патологоанатомов. Считается, что существует вероятность заражения человека при употреблении мяса коров, зараженных коровьим бешенством.