Прионы как причина нейродегенеративных заболеваний

Главная | Новости | Прионы как причина нейродегенеративных заболеваний

Новости

1 ноября 2013, 09:23
Иван Мартынихин

В ПСПбГМУ им. акад. И.П. 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. Эти заболевания могут быть наследственными (примерно 15% случаев), приобретенными (< 1% случаев) и спорадическими (85% случаев), но независимо от этиологии заболевания оно может быть передано инфекционным путем, что было доказано путем заражения лабораторных животных.

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. Нормальная форма белка PrP обозначается PrP^С. Патологическая форма этого белка, обуславливающая инфекционность, была названа PrP^Sc (форма PrP, связанная со Scrapie). PrP^Sc неотличим от PrP^С по аминокислотной последовательности, но имеет другую конформацию. На основании определения первичной структуры белка PrP был идентифицирован кодирующий его ген, названный Prnp.
Инфекционный агент PrP^Sc может реплицировать себя в отсутствие нуклеиновой кислоты,
Превращение белка из нормальной формы (PrP^С) в инфекционную (PrP^S) происходит путем конформационного перехода,
Конформационный переход PrP^С в PrP^Sc может происходить спонтанно, приводя к спорадическим формам прионных болезней. Он может быть вызван поступлением в организм патологической формы PrPSc извне (приобретенные формы прионных заболеваний. Случаи, описанные для человека: прием гормона роста, получаемого из мозга животных, пересадка твердной мозговой оболочки, передача через нейрохирургический инструментарий и пр.). Наконец, переход может произойти из-за мутаций в гене Prnp, способствующих образованию PrP^Sc из PrP^С (наследственные формы прионных заболеваний).

Таким образом, прионные заболевания животных и человека относят к «конформационным» болезням. Болезни этого типа вызваны нарушением процессов формирования пространственной структуры некоторых белков, приводящим к изменениям клеточной физиологии.

Наряду с болезнями, которые традиционно относят к прионным, к «конформационным» также относят амилоидные заболевания, такие как болезни Альцгеймера, Хангтингтона и Паркинсона. И при амилоидных, и при прионных заболеваниях происходит вне- или внутриклеточное накопление белковых агрегатов фибриллярной структуры, состоящих из растворимых в норме клеточных белков. В своей лекции С. Прузинера говорил об обоснованности и важности распространения концепции прионов на амилоидные заболевания. Он рассказал о своих исследованиях, которые свидетельствуют о схожести патогенеза прионных и многих нейродегенеративных заболеваний, а также те возможности, которые дает прионная концепция для ранней диагностики и лечения нейродегенеративных болезней.

Возможность передачи болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, лобно-височной деменции от больного здоровому была доказана при пересадке нервной ткани лабораторным животным. Патологические белки при этих нейродегенаративных заболеваниях постепенно распространяются по нервной ткани "заражая" все новые и новые регионы мозга, что схоже с распространением некого инфекционного агента. Прионная концепция способна объяснять как генетические случаи этих заболеваний, так и спорадические (доля которых значительно больше). Но, что еще более важно для врачей, прионная концепция может дать возможность этиотропной терапии нейродегенеративных заболеваний, в отличие от того симптоматического по своей сути лечения, которое существует сейчас. В настоящее время исследуется возможность предупреждения развития конформационных болезней при помощи вакцинации.

Не менее интересным для психиатров будут работы Стенли Прузинера, в которых изучались случаи хронической энцефалопатии после перенесенных черепно-мозговых травм (Chronic traumatic encephalopathy). В них было показано, что после ЧМТ также могут формироваться тау-протеины (как при лобно-височной деменции и болезни Альцгеймера), которые в дальнейшем начинают распространяться по головному мозгу, приводя к утрате мозговой ткани и обуславливая случаи прогрессирования заболевания.