Nauki przyrodnicze
MENU
STRONA GŁÓWNA
Przyroda polska
Zdjęcia natury
Fizyka teoretyczna
Biologia teoretyczna
Biochemia
Biologia molekularna
Ornitologia
Rośliny Polski
Botanika
Zoologia
Internetowe ZOO
Związki czynne roślin
Pierwiastki
chemiczne
Chemia nieorg.
Chemia organiczna
Ciekawostki
biologiczne
Ciekawostki
fizyczne
Ciekawostki
chemiczne
Ciekawe książki
Ciekawe strony www
Słownik

INFO
INFO O AUTORZE
KONTAKT

Do działu: BIOLOGIA MOLEKULARNA →

Priony - osobliwe białka

Na początku XIX wieku zaobserwowano w Szkocji tajemniczą chorobę owiec, objawiającą się zaburzeniami równowagi, koordynacji ruchowej oraz częstym drapaniem się. Od tego ostatniego objawu nadano chorobie nazwę "scrapie" (ang. scrape – drapać).
W latach 30-tych XX wieku rozpoczęto próby szczepienia owiec odpowiednimi preparatami przygotowanymi z mózgów owiec chorych. Niestety, okazało się, że szczepionka nie tylko nie zapobiegła rozwojowi choroby, ale także spowodowała w przeciągu kilku lat rozwój scrapie u znacznego ułamka zaszczepionych zwierząt. Stało się jasne, że standardowe metody tworzenia szczepionki nie niszczą chorobotwórczych własności tajemniczego patogenu.
W mózgach padłych na scrapie zwierząt (chorują na nią także kozy) dało się zaobserwować charakterystyczne, widoczne gołym okiem zmiany, mające postać ubytków w tkance nerwowej. Mózgi te przypominały wyglądem gąbkę (gąbczasta encefalopatia). Podobną do scrapie chorobę zaobserwowano także u łosi, jeleni, kotów i bydła. Choroba bydła, z przyczyn gospodarczych, wzbudziła największe emocje i nazwano ją chorobą szalonych krów (BSE). Rozwój tego schorzenia został skojarzony z dietą bydła, która była wzbogacana preparatami otrzymanymi z podrobów chorych na scrapie owiec. Choroba wydawała się więc być zakaźna.
Jak do tej pory, nie udało się zaobserwować schorzeń typu "scrapie" u psów i ptaków. Niestety, u ludzi choroby takie opisano. Dwie najbardziej znane z nich to: choroba Creutzfeldta-Jakoba (CJD) oraz śmiertelna rodzinna bezsenność. Pierwsza z nich objawia się otępieniem i utratą koordynacji ruchów, a druga - bezsennością i otępieniem. Wszystkie opisane powyżej jednostki chorobowe są bardzo groźne i prowadzą do śmierci. Ich okres rozwijania się trwa jednak zazwyczaj długo (miesiące, lata).

W 1972 roku Stanley Prusiner – naukowiec pracujący na Uniwersytecie w San Francisco rozpoczyna badania nad CJD. W 1982 roku wysuwa on hipotezę mówiącą, że przyczyną wymienionych powyżej, tajemniczych schorzeń są białka (tylko białka). Prusiner nadał im nazwę: priony (PrP). Była to śmiała próba ataku "dogmatu" biologii, który stwierdzał, że wszystkie znane patogeny zakaźne muszą zawierać, oprócz białek, kwasy nukleinowe. Jednak fakty doświadczalne, jakie otrzymał Prusiner były wyraźne. Działanie czynnikami niszczącymi kwasy nukleinowe nie znosiło działania patogenu. Dopiero niektóre czynniki niszczące białka potrafiły go unieszkodliwić. Przy okazji, okazało się, że priony są niezwykle odporne na zniszczenie i nie działają na nie nawet wysokie temperatury, stężony etanol czy proteazy (enzymy trawiące białka).
W miarę postępu badań stwierdzono, że priony występują nie tylko u chorych, ale także u zdrowych organizmów. I na dodatek mają one taką samą sekwencję aminokwasową. Są normalnie składnikami błon komórek nerwowych i limfocytów. Co jest więc przyczyną choroby? Okazało się, że białko prawidłowe (cPrP) różni się od patologicznego (scPrP) tylko strukturą przestrzenną (ułożeniem aminokwasów w przestrzeni). I tutaj nastąpiła kolejna herezja… Z biegiem czasu stało się jasne, że forma "chora" prionu ma zdolność zamieniania formy "zdrowej" w "chorą" jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki. Proces ten ma charakter lawinowy. Prusiner znowu musiał czuć się jak heretyk, postulując mechanizm powstania nowego białka z całkowitym pominięciem kwasów nukleinowych jako matrycy. Priony "chore" bez niczyjej pomocy wytwarzały następne priony "chore". Kolejny dogmat stał się tylko regułą. Oczywiście, musimy pamiętać o tym, że nie mówimy tu o powstawaniu nowej sekwencji, ale tylko nowej struktury przestrzennej.
Dalsze badania pokazały, że priony w formie patologicznej odkładają się w postaci złogów w w lizosomach komórek mózgu. Dzieje się tak dlatego, że, jak już wiemy, proteazy nie potrafią ich strawić. Dalszy mechanizm degeneracji neuronu nie został dokładnie poznany. Prawdopodobnie wypełnione lizosomy pękają i uwalniają trawiące enzymy do komórki, tym samym niszcząc ją. Postuluje się też, że "zdrowa" forma prionu chroni komórkę przed programowaną śmiercią (apoptozą). Gdy następuje lawinowy proces tworzenia form patologicznych – ochrona ta znika.

Poniżej umieszczam mój pomysł wytworzenia leku na choroby prionowe:

LEK NA PRIONY

Nauka ma już możliwość syntetyzowania peptydów o różnych, przypadkowych sekwencjach. Możnaby wytworzyć ogromną różnorodność takich peptydów i zalać nimi płytkę z przyczepionymi prionami patologicznymi. Odpłukać. Poznać sekwencje peptydów, które silnie się do tych prionów przyłączyły. Nie mogą silnie się łączyć z normalnymi formami prionów. Jeśli tak jest, to zsyntetyzować DNA kodujące sekwencje takich peptydów. Za pomocą terapii genowej wprowadzić jeden z tych genów do organizmu. Taki "białkowy antysens" neutralizowałby niepożądane, patologiczne priony, zapobiegając tworzeniu się złogów w mózgu. Antysens nie może być na poziomie RNA, bo priony zdrowy i chory mają te same sekwencje.
Skoro patologiczna i zdrowa forma prionu różnią się nie sekwencją, ale strukturą przestrzenną, to niewykluczone, że pojawi się peptyd, który połączy się z formą patologiczą, ale nie ze zdrową. Poza tym nie można wykluczyć, że forma patologiczna w kompleksie ze sztucznym peptydem nie będzie miała zdolności tworzenia złogów, choć oczywiście nie da się tego przewidzieć teoretycznie i wymaga to empirycznego sprawdzenia.

MACIEJ PANCZYKOWSKI

 Autor wortalu: Maciej Panczykowski, Copyright © 2003-2018 by Maciej Panczykowski