Priony

Rozruch kolem nemoci šílených krav (BSE), Creutzfeldovy-Jakobovy nemoci (CJD) a nebezpečí hovězího masa již dávno utichly, novináři i širší populace o tuto notně vychladlou novinku ztratili zájem již dávno. Pro podstatně pomalejší rytmus, v němž žije vědecká veřejnost, však události teprve na podzim roku 97 pokročily do další fáze předáním Nobelovy ceny Stanleymu Prusinerovi za objevení a charakterizaci infekčního proteinového agens, všeobecně známého pod názvem PRION (proteinaceous infectious particle). A co to vlastně ten prion je? Z chemického hlediska se de facto jedná o bílkovinu a co se nukleových kyselin týče, pak je v něm obsažena velmi vzácná nukleová kyselina (kratší než 100 nukleotidů), ovšem její přítomnost není ještě prokázána.

Prion je nově objevený typ patogenu, který se významně liší od doposud běžně známých patogenů, jako jsou bakterie a viry. Priony jsou neobyčejně odolné vůči teplotě a působení chemikálií, dokonce ani teplota 100°C je dostatečně nezničí. Priony jsou zcela rezistentní na celou řadu běžných dezinfekčních prostředků, velmi obtížně se biologicky rozkládají a v půdě přežívají mnoho let. Rozlišujeme dva základní typy prionů:
a) PrPC - prionový protein celulární, ten je neškodný, dobře štěpitelný proteázami (enzymy štěpící bílkoviny) a je běžně obsažen v lidském těle na povrchu řady buněk, např. se vyskytuje v nervové tkáni nebo na některých typech lymfocytů.
b) PrPSc - prionový protein scrapie (Scrapie- prionové onemocnění ovcí), infekční, je nerozpustný, vytváří agregáty (seskupuje se) a je rezistenční k některým proteázám. Vzniká mutací z PrPC, konkrétně změnou trojrozměrné struktury

Prionová onemocnění
Jako prionové onemocnění dnes označujeme všechny ty nemoce, které jsou způsobeny abnormálním metabolismem a konformací, tedy trojrozměrnou stavbou PrP s jeho následným hromaděním v buňce. Normální PrP zdravé buňky je u nemocných jedinců změněn na typ se zcela odlišnou trojrozměrnou strukturou a právě tyto změny způsobují, že je PrPSc na rozdíl od PrPC nerozpustný a odolný proti proteázám. V této téměř nezničitelné podobě se PrPSc hromadí v buňce, ovlivňuje její fungování a v konečném důsledku způsobuje zřejmě degeneraci nervové tkáně.
Nejdůležitější a nejpřekvapivější vlastností PrPSc je jeho infekčnost (tedy schopnost rozmnožování a šíření). Abnormální PrPSc interaguje s normálním PrPC a změní jeho strukturu. Z počáteční dvojice jednoho normálního a jednoho abnormálního proteinu tak vzniknou dva abnormální, které se mohou zase oddělit a spojit s dalšími normálními buněčnými proteiny. Vinou této řetězové reakce teoreticky stačí vnést do buňky jediný abnormální protein, který bude převádět správné bílkoviny na nesprávné, a tak způsobí rozvoj onemocnění. Vzácnost prionových onemocnění umocňuje i infekční jednotka PrPSc (nejnižší počet molekul PrPSc nutných k úspěšnému přenosu nemoci na organismus), odpovídající nejméně 100 000.

Přenos prionového onemocnění.
K nákaze abnormálním PrPSc může dojít třemi základními různými způsoby:
a) přenos infekčního proteinu prostřednictvím biologického materiálu z mrtvol (konzumace např. masa)
b) dědičným přenosem
c) náhodná, sporadická onemocnění (náhodná mutace bez vnějšího činitele)

Nákazu zapříčiněnou konzumací např. masa lze dosáhnout i mezidruhového onemocnění, což je umožněno zřejmě podobností PrP různých druhů organismů. Lidský a hovězí PrP jsou si poměrně podobné, takže se navzájem rozeznají a přenos nemoci je tak povolen. Mezidruhový přenos prionového onemocnění je ale vždy spojen s prodloužením inkubační doby. Vědci ale nevylučují ani možnost, že se při přenosu nemoci objevuje ještě další, neznámý, faktor X. Tento faktor je nejspíš bílkovina a patří zřejmě do skupiny proteinů usnadňujících, či přímo určujících poskládání bílkovin do správného tvaru. Bez jeho pomoci zřejmě nemůže dojít ke změně konformace PrP a vůbec se nedá vyloučit jeho další role ve vzniku a regulaci hromadění prionů. Jaký má ale konkrétní vliv na přenos onemocnění a zda jej vůbec má, to samozřejmě není dosud jasné. V otázce prionů je vůbec stále ještě hodně otazníků, a i když pan Prusiner objevil již mnoho, nedá se říci, že bychom měli v mnoha věcech jasno.

Pozn. aut: Stanley B. Prusiner (*1942) absolvoval medicínu na Pensylvánské univerzitě a od roku 1984 je profesorem na Kalifornské univerzitě v San Francisku. Svou práci v oblasti prionových onemocnění započal roku 1972 poté, co zemřel jeden z jeho pacientů na Creutzfeldovu-Jakobovu chodobu (CJD). Již tehdy existovalo mnoho teorií popisujících nemoci, jako jsou CJD, kuru (přenášená rituálním pojídáním mozků zemřelých členů kmene na ostrově Papua Nová Guinea, pozorovaná D. C. Gajduskem) aj., včetně té pro tehdejší svět nejfantastičtější, při které infekční částice postrádá nukleovou kyselinu. Prusiner začal s identifikací patogenu a po deseti letech získal spolu se svými kolegy čistý preparát infekčních částic. Všechny experimenty potvrzovaly, že jde o jediný protein, který Prusiner nazval prion . Laureát Nobelovy ceny z roku 1997.