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 PrPC (c - cellular)
konwersja do patologicznej formy PrPSc (sc - scrapie) - nie wiąże się ze zmianą sekwencji aminokwasowej białka, a jedynie ze zmianą struktury przestrzennej.
Białko PrPSc wpływa na zmianę konformacji prawidłowych cząsteczek białka PrPC, co prowadzi do ich przekształcenia w cząsteczki PrPSc
*Gen PRNP, struktura białka PrPC , modyfikacje potranslacyjne (glikozylacja)
Konwersja PrPC do PrPSc:
PrPC
|
PrPSc
|
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)
niepewny chód, ataksja, drżenie (”kuru”)
pacjent nie jest w stanie chodzić bez podparcia
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 PrPC w PrPSc (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
polimorfizm kodonu 129 w genie PRNP
wzór glikozylacji białka PrPSc
* 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 PrPSc) 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 PrPSc 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 PrPSc 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 134oC przez przynajmniej 20 minut
(standardowa sterylizacja w większości typowych autoklawów = 121o C przez 20-30 minut lub 134oC 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