Аналитический обзор по экологии

студентки группы УЯ-07-02

Строгановой Оксаны Андреевны

на тему: « Прионы. Прионные инфекции»

План

1. Введение

2. Открытие приона

3. Характеристика

4. Пути заражения

5. Прионные заболевания

6. Государственные программы

7. Заключение

8. Литература

Введение

Прионные заболевания можно смело назвать чумой ХХІ века. Губкообразная энцефалопатия и коровье бешенство - прионные болезни, которые сейчас у всех на слуху из-за последних эпидемий крупного рогатого скота. Специалисты считают, что эта беда хуже СПИДа: болеют и животные, и люди со 100%-ным смертельным исходом. Заразиться можно при употреблении продуктов и препаратов животного происхождения, а также при различных медицинских манипуляциях. Прионные болезни абсолютно «безразличны» ко всем лекарствам и методам лечения, а диагностика их только посмертная - по характерным изменениям нервной системы. Однако американские ученые разработали методику диагностики болезни Крейцфельдта-Якоба по анализу крови. Клаудио Сото и его коллеги из Техасского университета (США) научились выявлять болезнетворные прионы в образцах крови хомячков. Если окажется, что технология применима и к людям, прежде всего, можно будет проверить банки донорской крови во избежания заражения при переливании. [8]

Открытие приона

Понятие «медленные болезни» впервые ввел исландский исследователь Б.Сигурдссон еще в 1954 г., который и сформулировал основные характерные черты этой особой формы инфекции: поражение одного органа или одной системы и наличие одного хозяина, продолжительный инкубационный период (от нескольких месяцев до нескольких лет), неуклонное нарастание клинической симптоматики, неизбежно приводящее к смерти. Довольно долго считалось, что все медленные болезни вызываются вирусами, однако постепенно, по мере накопления фактического материала, стала выделяться особая группа заболеваний человека и животных, возбудителей которых стали называть «необычными вирусами». Своеобразие этих болезней проявляется в избирательном поражении центральной нервной системы, что неуклонно приводит к губкообразному состоянию серого и/или белого вещества головного и спинного мозга при отсутствии воспалительной реакции. Выяснение патоморфологических и клинических особенностей этих необычных заболеваний позволило выделить их в отдельную группу медленных болезней под общим названием «трансмиссивные губкообразные энцефалопатии» (ТГЭ). Все эти заболевания объединяет наличие единого (или близкого по свойствам) возбудителя, общность патогенеза, экспериментально показанная возможность переноса инфекции и воспроизведения клинической и патогистологической картины заболевания. Эти выводы - итог многолетних исследований разных ученых - сформулировал американский биохимик С.Прузинер, получивший в 1997 г. Нобелевскую премию «за открытие прионов - нового биологического принципа инфекций». До этого все попытки обнаружить возбудителей ТГЭ заканчивались неудачей, хотя многое об их свойствах было известно. Прузинер назвал инфекционный агент прионом (частичная анаграмма от англ. proteinaceous infectious particles - белковоподобная инфекционная частица), а белок - РrP (от англ. prion protein).[2]

Характеристика

Прионы - особый класс инфекционных агентов, чисто белковых, не содержащих нуклеиновых кислот, вызывающих тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных. Одним из первых охарактеризованных прионнных белков стал PrP массой около 35 кДа. Принятые сокращения: prion – proteinacious infectious particle; PrP – прионный белок; PrPC – нормальная форма прионного белка; PrPSc – инфекционная форма прионного белка; PrPres – инфекционная форма прионного белка, образуемая in vitro; Prnp – ген, кодирующий PrP; PrD – прионный домен. Известно, что прион способен проходить через бактериальные фильтры с диаметром пор от 25 до 100 нм,воспроизводит феномен титрования (вызывает гибель зараженных животных при высоких значениях инфицирующей дозы для 50%, способен первоначально репродуцироваться в селезенке и других органах ретикулоэндотелиальной системы, а затем в мозговой ткани, способен к адаптации к новому хозяину, что нередко сопровождается укорочением инкубационного периода, характеризуется наличием генетического контроля чувствительности некоторых хозяев (например, у овец и мышей для возбудителя скрепи), имеет специфический (для конкретного штамма) круг хозяев, может изменять патогенность и вирулентность для различного круга хозяев, может селекционироваться из штаммов дикого типа, характеризуется возможностью воспроизведения феномена интерференции (например, медленно репродуцирующегося штамма возбудителя скрепи с быстро репродуцирующимся штаммом в организме мышей), обладает способностью к персистенции в культуре клеток, полученных из органов и тканей зараженного организма [3].

Прионы не только являются инфекционными агентами, но представляют собой общебиологическое явление. У низших эукариот феномен прионов лежит в основе эпигенетической наследственности и регуляции экспрессии генов на посттрансляционном уровне. [4] Известно, что PrP может существовать в двух конформациях — «здоровой» — PrP^C, которую он имеет в нормальных клетках (C — от англ. cellular — «клеточный»), в которой преобладают альфа-спирали, и «патологической» — PrP^Sc, собственно прионной (Sc- от scrapie), для которой характерно наличие большого количества бета-тяжей. При попадании в здоровую клетку, PrP^Sc катализирует переход клеточного PrP^C в прионную конформацию. [9] Следует отметить, что замена аминокислот в PrP приводит не только к врожденным прионным болезням. С ними связано существование и видовых барьеров. В последние годы появились прецеденты прорыва этого барьера. Так, прионные заболевания стали регистрироваться у животных, у которых в обычных условиях эта патология не наблюдается (у содержащихся в неволе обезьян и жирафов), что связывается с их кормлением продуктами, из тканей животных – традиционных носителей патологической формы прионного белка (овцы, козы). [5]

Механизм накопления инфекционного прионного белка в зараженном организме сегодня точно не известен. Однако имеющиеся сведения и представление о том, что это посттрансляционный процесс, дают основание считать, что инфицирующий прионный белок вызывает в здоровом до этого организме трансформацию нормального (клеточного) прионного белка в его инфекционную форму за счет его конформационных (пространственных) изменений. В этом случае речь идет об изменении третичной или даже четвертичной структуры исходного белка РrР^C. Таким образом, процесс накопления инфекционного прионного белка происходит не в результате синтеза в зараженном организме молекул PrP^Sc de novo, а вследствие конформационных изменений уже синтезированных нормальных молекул РrР^C под влиянием молекул инфекционного прионного белка РrР^Sс. Есть основания считать, что в этом процессе определенную роль играет еще какой-то белок "X", выполняющий функцию шаперона. Схематически процесс накопления инфекционного прионного белка представлен на рисунке. Он предусматривает прежде всего необходимость контакта двух молекул. В результате под влиянием одной молекулы РrР^Sc происходит трансформация контактирующей с ней одной молекулы РrР^C в ее инфекционную форму. Таким образом всего в организме образуются две молекулы РrР^Sc. Следующий этап включает в себя уже влияние двух молекул РrР^Sc, под воздействием которых сразу образуются еще две (а всего их будет четыре) молекулы РrР^Sc и т.д. Таким образом, процесс накопления инфекционного прионного белка носит лавинообразный характер.