Choroby wywołane przez priony = pasażowalne encefalopatie gąbczaste

= pasażowalne amyloidozy mózgowe

*Co dokładnie oznaczają te nazwy? Czym różnią się choroby wywołane przez priony od innych - niepasażowalnych - amyloidoz?

Amyloidozy

Amyloidozy mózgowe niepasażowalne - przykłady

• Choroba Alzheimera - odkładanie się białka Aβ, MAP-tau

• Zespół Downa - Aβ

• Tauopatie - MAP-tau, np. otępienia czołowo-skroniowe

• Synukleinopatie -α-synukleina, np. ch. Parkinsona, otępienie z ciałami Lewy'ego

Choroby wywołane przez priony u zwierząt

• scrapie (trzęsawka) - owce, kozy

• przewlekła choroba wyniszczająca (jelenie w USA)

• BSE - pasażowalna encefalopatia bydła

• encefalopatia gąbczasta norek, kotów, antylop

*Geneza pojawienia się BSE i jego związek z działalnością człowieka

Choroby wywołane przez priony u człowieka

• Kuru

• Choroba Gerstmanna-Sträusslera-Scheinkera (GSS)

• Śmiertelna rodzinna bezsenność (fatal familial insomnia, FFI)

• Choroba Creutzfeldta-Jakoba (Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)

• sporadyczna (sCJD)

• jatrogenna (iCJD)

• rodzinna (fCJD)

• wariant (vCJD)

Samoistne: sporadyczna CJD (sCJD)

Dziedziczne: rodzinna CJD (fCJD), choroba Gerstmanna-Strausslera-Scheinkera (GSS),

śmiertelna rodzinna bezsenność (FFI)

Nabyte: kuru, jatrogenna CJD (iCJD), wariant CJD (vCJD)

Tylko w rodzinnych postaciach chorób wywołanych przez priony występują mutacje sprawcze (w obrębie genu PRNP, kodującego białko prionu), w pozostałych - brak mutacji powodujących chorobę.

Teoria prionu - Nagroda Nobla dla Stanleya Prusinera w 1997 r.

• Prion = białkowa cząstka infekcyjna pozbawiona kwasu nukleinowego (proteinaceous infectious particle)

• Gen PRNP (na chromosomie 20) koduje prawidłowe komórkowe białko PrP^C (c - cellular)

• konwersja do patologicznej formy PrP^Sc (sc - scrapie) - nie wiąże się ze zmianą sekwencji aminokwasowej białka, a jedynie ze zmianą struktury przestrzennej.

• Białko PrP^Sc wpływa na zmianę konformacji prawidłowych cząsteczek białka PrP^C, co prowadzi do ich przekształcenia w cząsteczki PrP^Sc

*Gen PRNP, struktura białka PrP^C , modyfikacje potranslacyjne (glikozylacja)

Konwersja PrP^C do PrP^Sc:

PrP^C	PrP^Sc
prawidłowa komórkowa izoforma 3% struktury β monomer, w błonie komórkowej rozpuszczalna w detergentach wrażliwa na trawienie proteazami niezakaźna	patologiczna izoforma 43% struktury β agregaty, pozakomórkowo nierozpuszczalna w detergentach niewrażliwa na trawienie proteazami zakaźna

Kuru

Opisana po raz pierwszy przez Daniela Carletona Gajduska w 1957r. (Nobel 1976)

1. niepewny chód, ataksja, drżenie (”kuru”)

2. pacjent nie jest w stanie chodzić bez podparcia

3. pacjent całkowicie unieruchomiony

- zmiany nastroju - przymusowy śmiech lub płacz („śmiejąca się śmierć”)

Brak otępienia lub pojawia się w bardzo zaawansowanych stadiach.

*Przyczyny i drogi szerzenia się choroby

Czynnik etiologiczny kuru

• początkowa hipoteza: powolna choroba wirusowa

• ALE nie wykryto wirusa w mózgu chorych

• nie wykryto kwasów nukleinowych wchodzących w skład czynnika zakaźnego

• odczynniki / warunki niszczące bakterie i wirusy nie likwidują zakaźności

• zgodnie z obecną wiedzą: białko prionu

Sporadyczna postać CJD (sCJD)

• Opisana po raz pierwszy w latach 20-tych XX w. przez H. Creutzfeldta i A. Jakoba

• Występuje raz na 1 mln osób w populacji na rok

• Przyczyna - samoistna konwersja PrP^C w PrP^Sc (brak mutacji w genie PRNP, brak zmian w sekwencji aminokwasowej białka PrP)

sCJD - diagnoza

Brak nieinwazyjnych badań potwierdzających definitywnie chorobę

Rozpoznanie:

• Choroba definitywna - potwierdzenie tylko po badaniu neuropatologicznym mózgu (po autopsji)

• Przyżyciowo:

• Choroba prawdopodobna

• Choroba możliwa

sCJD - badania

• EEG - periodycznie występujące fale wolne i ostre

• MRI - hiperintensywny sygnał w obrębie skorupy, jądra ogoniastego i okołokomorowo; w ciągu 3 miesięcy intensywność sygnału zwiększa się

• Białko 14-3-3 w płynie mózgowo-rdzeniowym:

• 14-3-3 - prawidłowe białka neuronalne

• do płynu mózgowo-rdzeniowego uwalniane w wyniku rozpadu komórek

• nieswoisty marker śmierci neuronów (wykrywany metodą western blot)

• Włączone do kryteriów diagnostycznych sCJD u pacjentów z postępującym otępieniem trwającym poniżej 2 lat

• Wynik dodatni - u 90% sCJD, u 50% vCJD

• Badanie ma wartość tylko w połączeniu z innymi kryteriami diagnostycznymi; samo w sobie badanie niewystarczające do potwierdzenia / wykluczenia rozpoznania CJD

Molekularna charakterystyka CJD

1. polimorfizm kodonu 129 w genie PRNP

2. wzór glikozylacji białka PrP^Sc

* Różnica pomiędzy polimorfizmem a mutacją

* Mutacja sprawcza a czynnik ryzyka

Homozygoty MM i VV - większa podatność na sCJD

Odmiany kliniczne sCJD w oparciu o klasyfikację molekularną (genotyp w kodonie 129 & wzór glikozylacji białka PrP^Sc) różnią się czasem trwania i przebiegiem choroby, obecnością (lub nie) typowych objawów i charakterystycznego obrazu EEG, itp.

Jatrogenna CJD (jCJD)

• u chorych leczonych preparatami przysadki mózgowej (hormon wzrostu, gonadotropiny)

• po przeszczepie opony twardej, rogówki, zabiegach neurochirurgicznych

*Przyczyny takiego sposobu przenoszenia się choroby

Wariant CJD (vCJD)

*Przyczyny i drogi przenoszenia się choroby

Objawy:

• zaburzenia zachowania (lęk, agresja, depresja)

• dyzestezje (nieprawidłowe odczuwanie bodźców) i bóle kończyn dolnych utrzymujące się przez cały okres choroby

• ataksja (wcześnie)

• otępienie (późno)

• brak typowego EEG

sCJD vCJD

Średni wiek 66 28

Średni czas trwania (mies.) 4 13

Objawy psychiatr. rzadko często

Postępujące otępienie często rzadko

Objawy czuciowe rzadko często

Mioklonie często często

vCJD - badania

• MRI - intensywny sygnał w poduszce wzgórza (w 77% przypadków)

• EEG - nieswoiste

• Płyn mózgowo-rdzeniowy - badanie na obecność białka 14-3-3 (tu wykrywane tylko w 50% przypadków, mniej użyteczne niż w sCJD)

• W vCJD wykazano obecność PrP^Sc nie tylko w tkankach mózgu i rdzenia kręgowego, ale również w tkankach układu limfatycznego (migdałki, kępki Peyera, wyrostek robaczkowy). Badanie wycinka z migdałków podniebiennych (immunohistochemiczne) - wykrywanie białka PrP^Sc w komórkach dendrytycznych.

• Badania molekularne

• typ glikozylacji z przewagą najcięższych form diglikolizowanych (z 2 resztami cukrowymi)

• wszystkie przypadki objawowe vCJD były homozygotami 129 MetMet

* Czy tylko homozygoty MM mogą zachorować na vCJD?

Zakaźność

sCJD: wysoko zakaźne: mózg, rdzeń kręgowy, oko

vCJD: również inne tkanki, w tym śledziona, migdałki podniebienne, jelito, wyrostek robaczkowy, krew!

Problem: preparaty krwiopochodne

Dezynfekcja/ sterylizacja

Klasyczne metody sterylizacji nie niszczą prionów.

Metody sterylizacji materiałów zakaźnych zawierających priony:

• Jedyna metoda skuteczna: materiały jednorazowe - spalanie

• Metody częściowo skuteczne:

• Autoklawowanie w 134^oC przez przynajmniej 20 minut

(standardowa sterylizacja w większości typowych autoklawów = 121^o C przez 20-30 minut lub 134^oC przez kilka minut, nie niszczy prionów)

• Zanurzenie np. narzędzi w 2M NaOH przez 1 godzinę

Problem: endoskopy

Rodzinne choroby prionowe

Spowodowane mutacjami punktowymi w genie PRNP

Zmienność objawów zależna od rodzaju mutacji & polimorfizmu w kodonie 129

Badania molekularne w chorobach rodzinnych

• Sekwencjonowanie genu PRNP - poszukiwanie mutacji punktowych

• Wykonywane u osób chorych - za zgodą pacjenta/rodziny

---