Два американских охотника, возможно, стали первыми людьми, которые заразились хронической изнуряющей болезнью — прионным заболеванием оленей — и умерли от нее. У человека наиболее известной прионной болезнью является болезнь Крейтцфельдта-Якоба, практически всегда приводящая к летальному исходу. При прионных заболеваниях в центральной нервной системе начинает синтезироваться группа атипичных белков — амилоидов. Прионные заболевания – это особый вид тяжелых нейродегенеративных болезней человека и животных, которые вызываются особыми возбудителями: прионами. Поскольку прионные заболевания являются трансмиссивными, важно выявлять и изолировать инфицированных людей, чтобы предотвратить дальнейшее распространение болезни.
Загадочные прионы: можно ли справиться с «белками-убийцами»?
Эпидемиология прионных болезней весьма своеобразна. При куру источником инфекции является больной человек, точнее, ткани человека, погибшего от этого заболевания. Пути передачи возбудителя долгое время оставались неустановленными. Очень ценные данные были получены в экспериментах над обезьянами. Именно на обезьянах было выявлено, что куру развивается у этих животных не только в результате их внутримозгового заражения, но и после внутримышечного, подкожного или внутривенного введения заражённого материала. Важность этих наблюдений состоит в том, что они прямо свидетельствуют о необязательности попадания инфекционного агента непосредственно в мозг. Гайдушек предположил, что передача приона связана с ритуалом людоедства, и поэтому специально изучил и подробно описал этот ритуал. Так, поедание умерших родственников, в котором главное участие принимали женщины и дети, рассматривалось как знак траура и уважения. Считалось, что с поеданием мозга умершего родственники приобретают его ум и все добродетели.
Женщины и девушки голыми руками расчленяют человеческие трупы. Отделив мозг и мышцы, закладывают их голыми же руками в специально приготовленные бамбуковые цилиндры, которые затем недолго держат на раскалённых камнях в вырытых для этого в земле ямах. Аборигены форе несут больного куру ребёнка Гайдушек подчёркивал, что во время всей этой процедуры женщины обтирают руки о свои тела и волосы, чистят свои раны, расчёсывают места укусов насекомыми, вытирают детям глаза и носы. Проходит немного времени, и женщины и дети начинают толпиться вокруг очагов в нетерпеливом ожидании пиршества. Все дети, сами принимавшие участие в подобных пиршествах или имевшие матерей, участвовавших в таких ритуалах, обязательно оказываются заражёнными куру. Главным аргументом в пользу доказательства алиментарного пути передачи инфекции служили результаты запрета с 1957 года ритуального людоедства среди народности форе, что привело к постепенному снижению заболеваемости в регионе. Так, в 1957 году было зарегистрировано двести двадцать случаев куру, а в 1966 — сто двадцать. В свою очередь, для того чтобы заболеть болезнью Кройтцфельдта-Якоба не обязательно съедать ближнего своего.
Ранее существовало мнение, что семейные очаги являются результатом общности каких-то внешних воздействий, нежели наследственной передачи. Высказанное предположение подкреплялось примером одновременного заболевания тридцатидвухлетней женщины и её шестидесятипятилетнего мужа. Однако в следующее десятилетие семейные случаи болезни Кройтцфельдта-Якоба стали описываться чаще. В этом отношении существенные сведения были представлены французскими исследователями, описавшими французскую семью, проживавшую в Арденах, в которой болезнь Кройтцфельдта-Якоба наблюдалась в трёх поколениях у восьми членов семьи. Авторы подчёркивали, что все члены этой семьи проживали в сельском доме в условиях тесного контакта друг с другом и их образ жизни характеризовался невысоким гигиеническим уровнем. С самого начала исследований учёные обратили внимание на возможную роль плохо проваренного мяса, сырых морепродуктов, мозга свиней и коров в заражении людей болезнью Кройтцфельдта-Якоба. Оказалось, что заболевшие употребляли в пищу устриц и моллюсков значительно чаще по сравнению с контрольной группой. Исследователи высказали опасение, что употребление в пищу мозга свиней может таить в себе определённый риск заражения.
Тем не менее, кроме случаев заражения при употреблении в пищу мяса животных, были достоверно установлены случаи передачи "вируса" при операции по пересадке роговицы, и развитие у реципиента болезни Кройтцфельдта-Якоба через восемнадцать месяцев после операции. Описаны случаи заражения нейрохирурга и ещё трёх врачей, один из которых был стоматологом, а также двух пациентов этого зубного врача. Кроме того, в литературе можно встретить случай заражения двух молодых людей в результате вживления электродов, предварительно использованных для стереоэлектроэнцефалографии у пациента с верифицированной болезнью Кройтцфельдта-Якоба. Электроды оказались инфицированными, несмотря на предварительную стерилизацию в парах формалина. Это резко повысило интерес к распространению этого заболевания и особенно к возможности заражения при хирургических операциях и вскрытиях. К факторам риска относятся краниотомии, часто встречающиеся в анамнезе пациентов с болезнью Кройтцфельдта-Якоба. Все случаи губчатоподобных энцефалопатий как у людей, так и у животных, в настоящее время заканчиваются фатально. Но недавно сотрудники Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, и Института Броуда использовали антисмысловые олигонуклеотиды в борьбе с мышиной моделью скрепи.
В этом случае мышей сначала заражали непосредственной инъекцией препарата гомогенезерованного мозга мышей, болеющих скрепи в терминальной стадии, а затем им вводили профилактическую инъекцию антисмысловых олигонуклеотидов к гену прионного белка PRNP непосредственно в желудочки мозга. Предыдущие попытки использовать антисмысловые нуклеотиды проводились постоянным введением небольших доз и не принесли особого успеха. На этот раз исследователи применили два других метода. В первом случае мышам делалась однократная инъекция большой дозы препарата примерно на 120-й день жизни — незадолго до обычного времени первого появления у мышей симптомов признаков болезни. Во второй серии опытов мышам делали инъекции каждые два — три месяца. Если принять во внимание, что прионные болезни вообще неизлечимы, это очень неплохой результат. Так что надежда есть. До новых встреч!
Список использованной литературы Зуев В. Медленные вирусные инфекции человека и животных. Зуев В. Завалишин И. Ройхель В. Прионные болезни человека и животных. Инфекционные болезни. Национальное руководство.
Ющук Ю. Медицинская микробиология. Основы патологии заболеваний по Роббинсону и Котрану. Покровский В.
При исследовании когнитивных вызванных потенциалов Р300 04. Полученные данные указывают на умеренно выраженные когнитивные нарушения с сохранностью опознавания стимулов, но с ухудшением процессов удержания в памяти, что можно рассматривать как начальные проявления деменции Гнездицкий В. Совокупность нейрофизиологических данных позволила нам предположить вероятность диагноза БКЯ у данной больной. 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.
Генетическая диагностика привела к постепенному расширению спектра прионных заболеваний. МЕТОДЫ Для характеристики прионной болезни в большой британской родственной группе ученые использовали лонгитудинальные клинические анализы за 20 летний период в сочетании с генеалогическим, нейропсихологическим, нейрофизиологическим, патологическим, молекулярно-генетическим и биохимическим исследованиями, а также исследования в области передачи заболевания от животных. Исследователи подробно изучили 6 из 11 пострадавших членов семьи, а также провели вскрытия и проанализировали биопсию образцов, полученных от 5 членов семьи. Когнитивное снижение и эпилептический припадок случились у пациентов в возрасте от 40 до 50 лет.
Это вирус активирует неожиданные патогенные процессы в организме, включая неправильное скручивание белков. Их мутация вызывает смертельные неизлечимые болезни. В данный список попали: куру и болезнь Крейтцфельдта-Якоба Как указал Михаил Охлопков, прионы — это медленно прогрессирующее поражение головного мозга. У таких пациентов развивается деменция, двигательные нарушения, а также ряд других неврологических и психопатических расстройств. Болезнь Крейтцфельдта-Якоба приводит к атрофии мозга. У больного проявляются ряд неврологические симптомы, которые подходят не только для этого заболевания.
Прионы: идеальные убийцы и возможный ключ к бессмертию
Заболеть можно каждый — и взрослый, и ребенок. Но имеется группа риска: врачи, лаборанты, ветеринары, работники мясоперерабатывающей промышленности, повара. В данном списке оказались и граждане, которые употребляют наркотики в виде инъекций. Прионные болезни могут развиться из-за употребления в пищу мяса, ГМО продуктов. А также в ходе операций, пересадки органов, переливания инфицированной крови или применения препаратов, содержащих гемокомпоненты.
В Петербурге на «фоне ковида» врачи наблюдают пациентов, страдающих прионной болезнью. Это неизлечимое заболевание трудно поддается учету, так как проявляется не сразу, может пройти несколько лет. Тем более, что первые больные уже есть. Под воздействием непонятных факторов нормальный прионный белок, входящий в состав клеточных мембран, заменяется «неправильным», который способен вызывать гибель клеток, самостоятельно размножаться и менять нормальные прионы в соседних клетках на дефектные. Исследователи предполагают, что прионы участвуют в механизмах клеточного старения. Прионная инфекция как бы подталкивает организм к ускоренному старению. Прионные болезни всегда приводят к летальному исходу, лекарства от них нет. Считается, что длительность инкубационного периода зависит от скорости размножения самих прионов. В среднем, инкубационный период может длиться 12 лет. Прионы разрушают мозг, он становится как губка.
Прионных заболеваний несколько.
Подробно описаны способы профилактики и предупреждения распространения прионных болезней, а также современные методы лабораторной диагностики. Дана оценка вероятности заражения в результате применения того или иного биопрепарата в зависимости от характеристики входящих в его состав агентов и метода обработки нативного материала, послужившего основой для его создания. Ключевые слова: лабораторная диагностика , биопрепараты , прионные заболевания , механизм образования конформационных изоформ прионного белка , изоформы прионного белка , клеточные прионные белки , прионы В последние годы отмечен рост числа биопрепаратов, для изготовления которых все шире используются различные ткани животных, в т. В связи с этим актуальным становится вопрос обеспечения и оценки безопасности этих препаратов для человека. Чтобы разобраться в столь сложном вопросе, необходимо проанализировать имеющиеся сведения об этиологии, эпидемиологии, патогенезе этой группы заболеваний. Большие успехи, достигнутые за последние 10—15 лет в области изучения прионов и вызываемых ими заболеваний, обосновали естественную потребность в систематизации накопленных данных.
В табл. История прионных заболеваний берет свое начало из области ветеринарии. В 1933 г. Причину этого заболевания впервые изучил доктор B. Через 3 года американский ученый D. Таким образом, проблема медленных инфекций из ветеринарии перетекла в область медицины. Картина поражений при медленных инфекциях отличается своеобразием.
Патологические изменения, обнаруживаемые в центральной нервной системе ЦНС , характеризуются тем,что в головном, а иногда и в спинном мозге в отсутствие воспаления наблюдается гибель нервных клеток и их отростков. В мозговой ткани также накапливаются амилоидные бляшки, разрастается глиозная ткань. Воспаление и иммунный ответ отсутствуют. Было установлено, что возбудитель не размножается на искусственных питательных средах, проходит через бактериальные фильтры, не виден в световой микроскоп, но в то же время устойчив к ультрафиолетовому излучению, кипячению в течение 15 минут и нуклеазам. То естьего нельзя было отнести ни к вирусам, ни к бактериям, ни к вироидам. Этиология была установлена американским ученым S. Обнаруженный белок был назван прионом [3].
За открытие прионов в 1997 г. Prusiner был удостоен Нобелевской премии. Название произошло от английского словосочетания proteinaceous infectious particles — белковые инфекционныечастицы. Следует особо отметить, что прионовый протеин PrPc cellular prion protein — нормальная изоформа прионного белка с молекулярной массой 33—35 кД, детерминируемая геном прионного белка PrNP , расположенного на 20-й хромосоме человека, по своей природе является сиалогликопротеином и синтезируется главным образом в нейронах, хотя продуцировать его могут и многие другие клетки. PrPcподдерживает качество миелиновой оболочки, регулирует передачу нервных импульсов, циркадные суточные ритмы, процессы окисления, участвует в метаболизме меди в ЦНС и в регуляции деления стволовых клеток костного мозга. PrPcобнаружен также в селезенке, лимфатических узлах, коже, желудочно-кишечном тракте и фолликулярных дендритных клетках, роговице глаза. Функции прионопротеина в организме здорового человека до конца не изучены до сих пор.
Помимо вышесказанного, известно, что он участвует в эндоцитозе и катаболизме клеток. Прионопротеин также необходим для нормальной синаптической функции. Не исключено, что прионы играют определенную роль в межклеточном узнавании и клеточной активации. По мнению некоторых специалистов, нормальные прионы способны подавлять процессы старения, чем и объясняется сходство клинических и морфологических характеристик прионовых болезней с геронтологическими заболеваниями ЦНС. Молекула нормального клеточного прионного белка состоит из четырех aспиральных доменов, стабилизированных междоменными электростатическими взаимодействиями и S-S1- связью рис. Измененные модификациями изоформы прионного белка PrPsc scrapie prion protein — от названия прионной болезни овец скрепи — scrapie или, например, PrPcjd при болезни Крейтцфельдта—Якоба носят патологический характер, способны инфицировать многие виды животных и человека рис.
Павлова состоялась публичная лекция Стенли Прузинера. В 1997 году он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине, «за выдающееся открытие прионов — нового биологического источника инфекции», и за объяснение основных принципов его действия. В своей лекции профессор Прузинер рассказал о своих работах и работах других ученых, изучающих прионы, результаты которых позволяют считать прионы основной причиной большинства нейродегенеративных заболеваний. Традиционно к прионным болезням относили губчатые энцефалопатии млекопитающих, такие как бычья губчатая энцефалопатия или коровье бешенство, скрэйпи овец и некоторые нейродегенеративные заболевания человека — болезни Крейцфельда-Якоба и Герстмана-Штраусслера-Шейнкера, семейная фатальная бессонница и куру. В начале 80-ых годов на основании полученных при изучении скрэйпи экспериментальных данных С. Прузинер сформулировал прионную концепцию, которая подразумевала следующее: Инфекционным агентом является белок PrP Prion Protein; «прион», prion — proteinacious infectious particle. PrP является мембранным белком, который в основном экспрессируется в клетках центральной нервной системы и лимфоретикулярной ткани. На основании определения первичной структуры белка PrP был идентифицирован кодирующий его ген, названный Prnp.
Пускают слюни и ничего не боятся: опасный для людей «зомби-вирус» нашли у оленей в США
Эти уникальные прецеденты помогут переосмыслить связь между прионными заболеваниями и болезнью Альцгеймера. На сегодняшний день установлена связь между риском смертельных прионных заболеваний и вакцинацией от COVID-19. Также есть опасность заражения прионной болезнью при пересадке органа от больного, имеющего такое смертельное заболевание.
Министр здравоохранения Карелии объяснил, чем опасны незнакомые многим прионные болезни
Более того, не существует эффективного лечения, которое могло бы замедлить или остановить прогрессирование заболевание. Таким образом, предупреждение Министерства здравоохранения Карелии является важным напоминанием о сохраняющейся угрозе, которую представляют прионные заболевания. Риск передачи особенно высок в медицинских учреждениях, где загрязненные хирургические инструменты или медицинские устройства могут передавать прионы от одного пациента к другому. Меры профилактики прионных заболеваний и борьбы с ними включают строгие протоколы стерилизации медицинского оборудования, а также меры по предотвращению потребления зараженных мясных продуктов.
Заболеванию подвержены все возрасты, при этом из-за длительного периода инкубации расстройства обычно регистрируют на 3-4 десятилетии жизни. Прионные болезни Причины Причина заболеваний — инфекционные белковые соединения. Прионы представляют собой новый класс патогенов, состоящих только из измененных белковых молекул человека, никогда не содержат нуклеиновых кислот.
Источником является больной человек либо животное. Прионные мутации нормального белка могут передаваться по наследству. Основные пути заражения: алиментарный с пищей ; парентеральный с зараженной кровью при медицинских манипуляциях ; вертикальный от матери плоду ; половой от мужчины женщине.
Факторы риска Группу высокого риска по заболеваемости составляют врачи хирурги, акушеры-гинекологи, патологоанатомы , сотрудники лабораторной службы, ветеринары, работники мясоперерабатывающей промышленности, повара, потребители инъекционных наркотиков. Факторы риска: употребление в пищу мяса, органов от больных животных; инвазивные манипуляции и операции, в т. Патогенез Изучение патогенеза прионных болезней продолжается.
Считается, что в норме прионный протеин содержится в головном мозге, участвует в межнейронной передаче импульса. Предполагают его существенную роль в регуляции возрастных изменений нейроцитов. Во время контакта с патологической формой приона возникает трансформация обычного протеина в измененный белок.
Выявляется множество овальных вакуолей серого вещества мозга. Вакуоли обнаруживаются в любом слое церебральной коры, как отдельно, так и в виде групп, разделенных на участки. Иногда вакуоли сливаются в микроцисты более 200 микрон , что значительно искажает цитоархитектонику серого вещества.
Кроме коркового слоя, спонгиозные изменения нейропиля и вакуолизация цитоплазмы нейронов наблюдается по ходу всех полей аммоновых рогов, по ходу зубчатой фасции, в области подкорковых ядер, таламусе и коре мозжечка. Классификация Прионные болезни представляют собой группу разнородных по способу заражения и клиническим проявлениям болезней, поэтому общепринятой классификации для них на сегодняшний день не существует. Возможно разделение нозологий по спорадическим, наследственно-сцепленным и инфекционным формам, а также в зависимости от преимущественно поражаемого органа: Спонгиформные трансмиссивные энцефалопатии: болезнь Крейцфельдта-Якоба, куру, фатальная семейная бессонница, синдром Герстманна-Штраусслера-Шейнкера, болезнь Альперса и др.
Спонгиформный миозит с прион-ассоциируемыми включениями прогрессирующая болезнь мышечного истощения у пожилых и т. Симптомы прионных болезней Прионные болезни отличаются длительным инкубационным периодом — от момента заражения до первых симптомов проходят десятилетия. Нередко первой при данных состояниях регистрируется прогрессирующая деменция.
Пациенты теряют критику к себе, навыки самообслуживания, страдают нарушениями памяти, когнитивных функций, становятся раздражительны, требовательны к окружающим. На поздних стадиях присоединяются симптомы нарушений мочеиспускания, тотальная ригидность мышц. Болезнь Крейцфельдта-Якоба Одним из первых проявлений служит быстро прогрессирующая деменция, период распада личности редко занимает более 2-х лет.
Пациенты апатичны, страдают депрессией, головными болями, часто — нарушениями зрения, слуха, бессонницей.
Он уточнил, что прионы — это белки, которые отличаются от «нормальных» белков человека не аминокислотным составом, а измененной формой. Проще говоря, молекула «нормального» белка завернута по часовой стрелке, а молекула прионов — против часовой. После попадания в организм прион начинает менять подобные себе белки в патологическую сторону. Этот процесс идет медленно и лавинообразно, и никто не знает, почему», — отметил Поздняков. По его словам, при аномально построенном белке клетка не выполняет свои функции и перестраивается. Из-за этого происходят нарушения центральной нервной системы, которые неуклонно прогрессируют — от поведенческих реакций до серьезных нарушений функционирования органов.
Определение структуры прионов и их разнообразия имеет фундаментальное значение для того, чтобы помочь исследователям понять, как развиваются прионные заболевания, как можно применять целевые методы лечения для замедления и предотвращения болезни, и как прионы соотносятся с белками, вызывающими родственные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Для сравнения, нормальная форма прионного белка показана привязанной к клеточной мембране рядом с поврежденной формой, которая является инфекционной. Это графическое изображение было создано после того, как ученые проанализировали тысячи данных из изображений инфекционных прионов. Коги считает, что их исследование "Структура высокого разрешения и сравнение штаммов инфекционных прионов млекопитающих", опубликованное 23 августа в журнале Molecular Cell, даст коллегам исходный пример того, как нормальные молекулы PrP могут сворачиваться и аккумулироваться, вызывая заболевания. Ранее у ученых были лишь обоснованные догадки о структуре прионов, которыми они могли руководствоваться в своей работе. Две ведущие теории предполагали, что структура представляет собой либо ряд сложенных в штопор молекул - бета-соленоидная модель, либо то, что было предложено группой Коги в 2014 году и теперь подтвердилось: модель PIRIBS. PIRIBS, что расшифровывается как parallel-in-register intermolecular beta-sheet, показывает блиноподобные слои молекул PrP, образующие прионные фибриллы. Бета-листы являются ключевой лестничной субструктурой таких фибрилл. Сравнивая новые изображения двух прионных штаммов грызунов, Краус и Коги смогли увидеть, что они заметно отличаются по структуре, что отчасти объясняет различные нейродегенеративные заболевания, которые они вызывают. Они признают, что эти первоначальные структуры не смогут объяснить все штаммы прионов, и что им необходимо, как говорит Коги, "гуманизировать понимание структур прионов". Их структура в высоком разрешении относится к специфическому адаптированному к хомякам штамму Скрапи, прионной болезни, которая встречается в естественных условиях у овец и коз. Второй штамм, который они проанализировали, - это адаптированная к мышам форма Скрапи. Сейчас они анализируют, насколько структуры прионов различаются среди других прионных болезней.
Прионные болезни могут поддаваться лечению
Другими симптомами, наблюдаемыми у животных, инфицированных этим заболеванием, являются вялость, слюнотечение, чрезмерная жажда или мочеиспускание, опущенные уши и отсутствие страха перед людьми. Иллюстрация: "Блокнот" Человеку стоит быть острожнее «С 1997 года Всемирная организация здравоохранения рекомендовала не допускать попадания возбудителей всех известных прионных заболеваний в пищевую цепь человека», - предупреждает CDC. При этом хроническую истощающую болезнь чрезвычайно трудно искоренить из окружающей среды после начала заражения. Она может годами сохраняться в грязи или на поверхностях, и ученые сообщают, что она устойчива к дезинфицирующим средствам, формальдегиду, радиации и сжиганию.
Чтобы избежать распространения болезни, американцам уже рекомендовали не стрелять, не трогать и не употреблять в пищу мясо оленей и лосей, которые выглядят больными, ведут себя странно или найдены мертвыми некоторые американцы питаются найденными мертвыми животными. При разделке мяса рекомендуется использовать латексные или резиновые перчатки. Это не первый случай, когда в США переживают за здоровье оленей — летом тревогу били из-за того, что животные болеют коронавирусом , а тот может мутировать, заражая людей.
Выяснилось, что либо под воздействием непонятных факторов, либо из-за мутаций в организме некоторых людей нормальный прионный белок, входящий в состав клеточных мембран, заменяется "неправильным". Второй вид прионного белка имеет другую структуру, вызывает гибель клеток, но самое интересное — способен самостоятельно размножаться без каких-либо ДНК и РНК! Ведь, по своей сути, они не содержат никакой генетической информации и самостоятельно синтезируются организмом. Естественно, исследователей заинтересовал самый главный вопрос — а зачем вообще в человеческом организме нужны прионы? В настоящее время известно уже достаточно много прионных болезней. Все они являются экстремально редкими, самая распространенная — болезнь Крейтцфельдта — Якоба — наблюдается у одного из миллиона человек. Также известно о синдроме Герстманна — Штраусслера — Шайнкера, фатальной семейной бессонице и куру.
Некоторые исследователи включают в группу прионных заболеваний человека также болезнь Альперса у детей, амиотрофический лейкоспонгиоз описан белорусскими учеными в конце прошлого века, болели работники одной из ферм и спонгиоформный миозит мышечное истощение. Все эти заболевания являются смертельными, и лекарств от них пока не предложено. Но все же зачем организм синтезирует прионы? Какую он отводит роль для них? Зачем нужны прионы? В 70-е годы прошлого века два английских исследователя — Паттисон и Джебет — изучали на мышах действие вещества под названием купризон. В нормальных условиях оно связывает в организме ионы меди.
Животным включили купризон в обязательную диету с целью посмотреть, какое действие он произведет на грызунов. И поразились! После 30 с лишним дней купризоновой диеты совершенно здоровые до этого мыши превратились в тяжелобольных. Причем все признаки заболевания полностью отвечали симптомами скрепи. Часть мышей, участвовавших в эксперименте, вскрыли и посмотрели — оказалось, что в головном мозгу животных произошли абсолютно те же изменения, что и при прионных болезнях. Возник вопрос: а что если купризон мышам больше не давать? Попробовали — и через несколько дней грызуны выздоровели.
Уже через 30 дней у них исчезли и вызванные купризоном изменения в мозговой ткани. Спустя много лет было выяснено, что прионы весьма и весьма похожи на положительно заряженные частицы двухвалентной меди. И изменения, которые они вызывают в организме, практически идентичны. Таким образом, исследователи сделали вывод о том, что в нормальном состоянии прионы отвечают за оборот металлов, в частности меди. Но эти данные пока остаются лишь гипотезой.
Заметное сходство патологии этих болезней дало основание для гипотезы об их инфекционности, что впоследствии было экспериментально подтверждено. Тогда возник вопрос о возбудителе данных заболеваний. Прежде чем был найден ответ, были выявлены необычайные свойства возбудителей: они не размножаются на искусственных питательных средах, устойчивы к высокой температуре, формальдегиду, различным видам излучений, действию нуклеаз. Очистка инфекционного материала и его изучение позволило провозгласить о том, что «во всём виноват» белок, который 30 лет назад получил название прион от англ. Так, известные американские учёные — вирусолог и врач Д. Гайдушек , раскрывший инфекционную природу прионных болезней, в 1976 г. Прузинер , который определил прионы и разработал прионную теорию, в 1997 г. Их работы стали импульсом для последующих исследований, благодаря которым были изучены новые виды прионных инфекций. Но, даже несмотря на неугасающий интерес к «прионной теме», образование прионов до сегодняшнего дня остаётся загадкой. Биологическая сущность прионов Рисунок 1. Метафора нейродегенеративного поражения мозга — это губка, в которую превращается нервная ткань в результате массовой гибели нейронов. Молекула приона не является чем-то экзотическим: в «нормальной» форме она имеется на поверхности нервных у каждого из нас.
В числе прионных заболеваний такие как куру, болезнь Крейтцфельдта Якоба. При прионных болезнях поражается мозг, у больного может снижаться интеллект, ухудшаться двигательная активность. Прионные болезни регистрируются во всех странах мира 1-15 случаев на 1 млн человек в год. Заболеванию подвержены все возрасты, при этом из-за длительного периода инкубации расстройства обычно регистрируют на 3-4 десятилетии жизни.
Прионные болезни: причины, симптомы, диагностика, лечение
В своей лекции профессор Прузинер рассказал о своих работах и работах других ученых, изучающих прионы, результаты которых позволяют считать прионы основной причиной большинства нейродегенеративных заболеваний. Традиционно к прионным болезням относили губчатые энцефалопатии млекопитающих, такие как бычья губчатая энцефалопатия или коровье бешенство, скрэйпи овец и некоторые нейродегенеративные заболевания человека — болезни Крейцфельда-Якоба и Герстмана-Штраусслера-Шейнкера, семейная фатальная бессонница и куру. В начале 80-ых годов на основании полученных при изучении скрэйпи экспериментальных данных С. Прузинер сформулировал прионную концепцию, которая подразумевала следующее: Инфекционным агентом является белок PrP Prion Protein; «прион», prion — proteinacious infectious particle. PrP является мембранным белком, который в основном экспрессируется в клетках центральной нервной системы и лимфоретикулярной ткани. На основании определения первичной структуры белка PrP был идентифицирован кодирующий его ген, названный Prnp.
Инфекционный агент PrPSc может реплицировать себя в отсутствие нуклеиновой кислоты, Превращение белка из нормальной формы PrPС в инфекционную PrPS происходит путем конформационного перехода, Конформационный переход PrPС в PrPSc может происходить спонтанно, приводя к спорадическим формам прионных болезней. Он может быть вызван поступлением в организм патологической формы PrPSc извне приобретенные формы прионных заболеваний.
Они изучали некую инфекционную частицу, которая оказалась слишком мала для вируса, и слишком устойчива к ионизирующему излучению. Оказалось, что эти частицы представляют собой некий белок, обладающий особенными свойствами. Белки, как известно, представляют собой цепочку аминокислот, свернутую в трехмерную структуру. Прионный белок свернут неправильно, его структура отличается от нормальной белковой молекулы. Но самое неприятное — прионы умеют «перекручивать» нормальные белки в такие же неправильные структуры, вызывая настоящую цепную реакцию. Эти белковые нити растут в обе стороны, а если их разорвать — каждый кусочек начинает расти с обеих сторон. Никакой собственной информации эти частицы в организм не привносят: просто изменяют структуру присутствующих, естественных, «родных» белков, в результате чего те также становятся инфекционными частицами.
На сегодняшний день известно несколько заболеваний, вызываемых прионами. Это почесуха овец скрейпи , губчатая энцефалопатия коров коровье бешенство , хроническую изнуряющую болезнь CWD лосей и оленей у животных. У людей к прионным заболеваниям относят новогвинейскую куру, болезнь Герстмана-Штраусслера-Шейнкера, очень редкую болезнь — фатальную семейную бессонницу, и наиболее распространенную, но при этом тоже очень редкую болезнь Крейтцфельдта-Якоба. Недавно появилась информация о том, что прионные молекулы белка обнаружены также в растительном мире — у растения Arabidopsis thaliana. Нобелевская премия 1976 года была вручена именно за работу по изучению болезни куру и доказательство ее прионной природы.
Прионы не погибают при кипячении, могут выдерживать холод до -40 градусов по Цельсию. Они не проявляют чувствительность к УФ-излучению и радиации, сохраняют свои свойства при обработке формалином. Особенное строение белковых молекул приводит к тому, что организм человека не может с ними бороться. Он не способен продуцировать антитела против прионов, не атакует их лимфоцитами, словно не замечает. Это значит, что проникновение таких молекул в организм человека влечет за собой возникновение того или иного заболевания.
Прионные болезни: история открытия В 1982 году Стэнли Прузинер впервые описал прионные заболевания, за что позднее был удостоен Нобелевской премии. Задолго до их открытия ученые в своих работах исследовали ряд патологий человека и животных, причину которых долгое время не могли установить. Животные страдали от сильного зуда, нарушения движения и припадков, которые указывали на поражение ЦНС. Патология была связана с каннибализмом и передавалась от одного человека к другому. С 1986 года в Англии, а затем и во многих других странах, ученые зафиксировали несколько вспышек заболевания, получившего позднее название «коровье бешенство». Оно преимущественно поражало крупный рогатый скот. В 90-е годы специалисты доказали передачу этого недуга человеку вместе с молоком и мясом крупного рогатого скота. В настоящее время подробное изучение заболеваний с невыявленными причинами поспособствовало тому, что ученые высказали ряд предложений относительно прионной природы развития. К их числу относится патология Крейтцфельдта-Якоба, болезнь Альцгеймера. Симптомы и признаки этих недугов имеют много общего.
Несмотря на масштабные успехи в изучении этих расстройств, многое еще остается за гранью постижимого. Как происходит заражение? В современной медицине выделяют три способа заражения. Прионы передаются от одного вида млекопитающего к другому. Ранее говорилось о существовании так называемых межвидовых барьеров. Это значит, что передача от коровы к человеку невозможна. Сегодня ученые опровергают эту точку зрения. Белковые молекулы могут передаваться от инфицированного животного или человека. Различные биоматериалы обладают неодинаковой степенью патогенности. Наибольшую заразность проявляют ткани мозга, следующую ступень занимают кровь и ее препараты.
Заболевание развивается на фоне генной мутации, формирующейся в области 20-й хромосомы. Именно этот участок отвечает за наличие нормального прионного белка. Его функционирование до сих остается малоизученным. В случае генных мутаций вместо здорового приона синтезируется патологический, что неминуемо приводит к развитию недугов. Спорадический спонтанное появление аномального белка. Таким образом, прионные болезни могут носить как наследственный, так и инфекционный характер. Вне зависимости от способа проникновения аномального белка в организм, он может стать причиной заражения других людей. Что вызывают в организме прионы? Патологические белки отличаются способностью вызывать губчатые энцефалопатии, то есть поражение ЦНС. С морфологической точки зрения это означает формирование в клетках мозга полостей, гибель нейронов, разрастание на их месте соединительной ткани и конечную атрофию мозга.
На фоне скопления прионов наблюдается формирование амилоидных бляшек. Все эти процессы возникают при отсутствии явных признаков воспаления. Какие заболевания относятся к прионным? На сегодняшний день ученые могут точно назвать несколько недугов, причиной развития которых являются аномальные белковые структуры: болезнь Крейтцфельдта-Якоба; болезнь Альперса прогрессирующая спонгиозная энцефалопатия ; семейная фатальная инсомния; Далее рассмотрим каждую патологию более подробно. Заболевание Крейтцфельдта-Якоба Болезнь Крейтцфельдта-Якоба отличается своим разнообразием, поэтому специалисты разделели ее на несколько форм: спорадическая; ятрогенная; новая атипичная форма. Спорадический вариант заболевания ранее считался самым распространенным. Первые его симптомы появляются в возрасте после 55 лет. Однако за последние несколько лет статистика изменилась. После появления сведений об эпидемии «коровьего бешенства» все чаще стали фиксировать случаи атипичной формы вследствие заражения КРС. Для этого вида характерно ранее появление.
Истории известен не один случай заражения людей прионами. Существует несколько путей возникновения прионных заболеваний у людей: прямое заражение, наследственность или спотанное появление. Спорадическое или спонтанное возникновение происходит у особи без какой-либо видимой причины. Наследственная причина возникновения заключается в мутации гена, кодирующего нормальный белок PrP — PRNP, находящийся на 20-й хромосоме. Дефектный белок впоследствии может спонтанно превратиться в прион.
Прямое заражение зачастую происходит при употреблении мяса зараженного существа. В таком случае прион попадает в организм жертвы и изменяет структуру нормальных белков на патологическую. Прионные заболевания были обнаружены у коров, овец, оленей, кошек, страусов и у человека тоже. Кора головного мозга пациента, умершего от болезни Крейцфельдта — Якоба, под микроскопом — видна губчатая дегенерация отверстия Названы, как минимум, 4 прионных заболевания у людей: Болезнь Крейтцфельдта — Якоба. Это редкое прогрессирующее прионное нейродегенеративное заболевание, которое обычно поражает людей старше 50 лет.
Потеря памяти, психические нарушения, расстройство зрения, галлюцинации, расстройство речи, проблемы с координацией и еще много чего, связанного с повреждением мозга, — все это симптомы поражения прионами. Фатальная семейная бессонница — в основном возникает наследственно или спорадически. Это крайне редкое прионное заболевание, основным симптомом которого является невозможность спать.
Картина начала складываться.
- Что еще почитать
- Общие сведения
- Охлопков рассказал о возбудителях болезней, которых невозможно уничтожить
- Собственно, открытие этой группы болезней началось с обычного наблюдения…
Не бактерия и не вирус. Опасные белки - прионы
Прионные болезни могут развиться из-за употребления в пищу мяса, ГМО продуктов. Это редкое прогрессирующее прионное нейродегенеративное заболевание, которое обычно поражает людей старше 50 лет. Мутировавшие прионы становятся источником болезней. Это редкое прогрессирующее прионное нейродегенеративное заболевание, которое обычно поражает людей старше 50 лет. У людей к прионным заболеваниям относят новогвинейскую куру, болезнь Герстмана-Штраусслера-Шейнкера, очень редкую болезнь — фатальную семейную бессонницу. поскольку прионные заболевания встречаются редко и начинаются с неспецифических симптомов, которые свидетельствуют о необычности поражения органов и тканей.
Неизлечимое последствие коронавируса может превратить мозг в губку
смертельное нейродегенеративное заболевание, которое может быть наследственным, приобретенным или спорадическим. Что такое прионная болезнь "Прионные заболевания — они же называются трансмиссивными губчатыми энцефалопатиями — представляют собой семейство редких прогрессирующих. Также есть опасность заражения прионной болезнью при пересадке органа от больного, имеющего такое смертельное заболевание.