Clade | Biota |
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Super domínio | Acytota |
Campo | Aminoacuea |
Táxons de classificação inferior
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Um príon é um patógeno que consiste em uma proteína cuja conformação ou dobramento é anormal e que, ao contrário de agentes infecciosos como vírus ou bactérias , ou mesmo parasitas , não possui ácido nucléico ( DNA ou RNA ) como portador de informação infecciosa. O termo "príon", cuja paternidade remonta a Stanley Prusiner e data de 1982, seria a sigla de partícula infecciosa protéica - "pró-in" sendo reorganizado em "príon" para simplificar sua pronúncia -, ou, de acordo com outras fontes , a sigla de PRoteinaceous Infectious ONly .
Podemos distinguir príons de mamíferos que infectam humanos e diferentes espécies animais, príons encontrados em fungos como Saccharomyces cerevisiae (fermento de padeiro).
Os príons de mamíferos são os agentes causadores responsáveis pelas encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons. Dentre os ESTs mais conhecidos, podemos citar
Todas essas doenças são caracterizadas pela degeneração do sistema nervoso central ( cérebro e medula espinhal ) ligada à propagação ou multiplicação de príons no hospedeiro infectado.
Do ponto de vista anatomopatológico , observamos assim no cérebro a formação de vacúolos (dando uma aparência esponjosa ao cérebro, daí o nome espongiforme em EST), morte de neurônios , gliose (multiplicação de astrócitos e microglia ) e o acúmulo de uma proteína hospedeira, PrP C (abreviação de proteína príon celular, a isoforma normal), sob uma conformação anormal (ou mal dobrada) então chamada de PrP Sc (abreviação de proteína príon scrapie ).
Príons atípicos, aparentemente também patogênicos, mas provavelmente esporádicos, também foram observados durante o surto de EEB em 2011 na Europa, Japão, Estados Unidos e Canadá.
O prião patológico ou PrP Sc proteína é uma forma especial do normal, a PrP C proteína que está presente no seu estado natural e está envolvido no funcionamento normal da célula, em particular ao nível das microdomínios Raft da membrana plasmática . As funções da PrP C ainda não são totalmente compreendidas, mas parecem essenciais. Na verdade, a proteína PrP C estava presente antes da especiação dos mamíferos, o que significa que todos os mamíferos (e, portanto, os humanos) são suscetíveis a desenvolver doenças por príons. A proteína PrP C está envolvida no desenvolvimento do sistema nervoso do embrião . Em adultos, é expresso principalmente no cérebro e na medula espinhal ( neurônios e glia ). Está envolvida nos processos de diferenciação e adesão das células umas às outras. Teria também um papel protetor antioxidante e vis-à-vis a morte celular programada ou apoptose . Essa proteína também teria um papel no enovelamento de outras proteínas.
De acordo com a equipe de D r Scott (dezembro de 2006), A proteína normal, estudada em ratos, mostra acumulações específicas dentro das células pancreáticas especializado na produção de insulina , e ratos predispostos a diabetes têm 3 vezes mais células produtoras de insulina com tufos de PrP C proteínas . O nível de PrP C no pâncreas de um rato normal muda dramaticamente dentro de um a três dias após altas concentrações de açúcar serem administradas no sangue. A proteína PrP C pode estar envolvida no diabetes tipo 1 ou juvenil, doenças caracterizadas por um ataque do sistema imunológico às células produtoras de insulina (no pâncreas).
O prião patológico é uma proteína PrP C com dobragem diferente, designada PrP Sc . PrP Sc é o resultado de uma alteração na estrutura tridimensional da PrP C . Causa doenças priônicas ( doença da vaca louca ou encefalopatia espongiforme bovina, doença de Creutzfeldt-Jakob , scrapie de ovelha , doença debilitante crônica ou doença debilitante crônica do colo do útero). Durante a infecção, o agente de prião, o agente patogénico responsável pela infecção, penetra no neurónio, onde por razões e por um mecanismo ainda mal compreendido que multiplica, por desdobramento / dobragem das PrP C proteínas em PrP Sc proteínas. , Uma forma que é deixa de ser degradado pela proteólise e que, por acúmulo na célula, acaba matando-a e formando depósitos de depósitos no cérebro .
Em todas estas doenças, nenhum ácido nucleico (ADN / ARN) poderia ser especificamente associada com a infectividade, como poderia ser o PrP Sc proteína . Isso é conhecido como um agente transmissível não convencional (NCTA).
As doenças por príons são transmissíveis de pessoa para pessoa e, em certa medida, de espécie para espécie.
Recentemente, foram descobertas duas formas atípicas de príons patogênicos denominados BSE-H e BSE-L de tipo baixo , com sintomas semelhantes em animais de laboratório aos da BSE, mas diferentes daqueles que causam BSE, provavelmente esporádicos. Sua origem bovina confirma que o agente da BSE pode, de fato, ser um príon bovino mutante.
Pelo menos um príon patogênico (aquele que causa a doença debilitante crônica em cervídeos) afeta a vida selvagem de livre circulação e circula no meio ambiente, na América do Norte e, mais recentemente, no norte da Europa.
Ainda estamos tentando entender melhor a ocorrência desse príon e da "ecologia" e de outros príons patogênicos (de fazendas de gado e ovelhas) e a forma como circulam no ambiente onde sabemos que estão 'podem persistir por mais de 15 anos, especialmente em solo onde permanece infeccioso.
Com a melhoria dos limites de sensibilidade das ferramentas de ensaio, a avaliação das cargas ambientais de príons no solo e na água começou a se tornar mais clara na década de 2000. TA Nichols & al. assim, em 2009, procurou e detectou o PrPCWD em água amostrada em uma área endêmica de CWD, durante o degelo. Os testes (tipo bioensaio ) indicaram níveis de PrPCWD abaixo dos limiares considerados infecciosos, mas confirmando a presença de baixo ruído ( "concentrações muito baixas" ) de PrPCWD no meio ambiente, a persistência e acúmulo de príons no meio ambiente. O meio ambiente, por exemplo levantando a questão da possível acumulação no sedimento ou possível bioconcentração por filtração de organismos aquáticos (mexilhões de água doce, esponjas de água doce, larvas de invertebrados, etc.).
Em 2014 , Rasmussen & als. me pergunto se as plantas poderiam ajudar a espalhar doenças por príons; depois de expor plantas de trigo intactas a príons infecciosos (PrPTSE) por 24 h em três estudos repetidos com PrPTSE, o príon foi encontrado ligado às raízes, mas não pôde ser detectado no caule ou nas folhas pelos métodos empregados. Os autores concluíram que, no caso do trigo, se os príons são transportados da raiz ao caule, eles são transportados em níveis abaixo dos limites detectáveis por Western blot e kits de diagnóstico IDEXX ou Bio-Rad.
Por outro lado, um estudo realizado nos Estados Unidos (onde um grande número de cervídeos portadores ou potencialmente portadores de príons patogênicos foram mortos e enterrados, para lutar contra a disseminação da CWD, ou "caquexia crônica"), realizado pelo Centro ciências da saúde da Universidade do Texas ( Houston ) mostraram em 2015 que as plantas também são vetores de príons e, potencialmente, de duas maneiras:
As doenças de príon causam degeneração do sistema nervoso central, que é sempre fatal:
Em março de 1996 , uma forma clínica apareceu em indivíduos jovens (<30 anos), chamada de nova variante da doença de Creutzfeld-Jakob , cuja ligação com BSE foi posteriormente comprovada. Acredita-se que a transmissão se deva à ingestão de carne bovina contaminada com BSE. O prião é também a causa de outras doenças humanas: Kuru agora desapareceu (afetando tribos perfurados de Nova Guiné que tiveram a particularidade cultural de comer os cérebros de mortos em ritos canibais funeral e que foi o 1 st encefalopatia espongiforme humana com transmissibilidade demonstrou a macacos ), Doença de Gertsmann-Sträussler-Scheinker e insônia familiar fatal .
Existem outras doenças neurológicas com acúmulo de proteínas anormais, como a doença de Alzheimer e a doença de Parkinson . A responsabilidade por um príon, entretanto, não foi demonstrada nesses casos, embora ele possa coexistir.
Os dados disponíveis vêm de experimentos de transgênese em camundongos / hamsters dos quais o gene para a proteína PrP C foi removido e que, portanto, não possuem mais essa proteína, ou cuja produção da proteína PrP C pode ser interrompida à vontade . Este trabalho elucida gradualmente as funções da proteína. Alguns camundongos sem proteína por knock-out do gene prnp que codifica essa proteína são viáveis e férteis, sem fenótipo aparente. Outros desenvolvem morte neuronal maciça no cerebelo . Essa morte se deve a outra proteína, paralela à proteína saudável PrP C , chamada Doppel (Dpl).
São mais modelos experimentais do que príons reais, pois nesses casos a noção de “infecção” não existe. A levedura "PrP C " não forma proteínas príon como nos animais, mas na verdade são proteínas (frequentemente proteínas de choque térmico) que imitam seu comportamento: sob certas condições estressantes, elas mudam sua conformação e se acumulam, interrompendo o funcionamento celular da levedura.
Quando o maquinário e os componentes necessários (RNA polimerase, ribossomo , etc.) estão presentes, é possível fazer proteínas a partir do DNA de acordo com o programa que contém. No entanto, com composição idêntica, uma proteína pode ter mais de uma forma de dobramento , ou seja, conformações diferentes.
Foi descoberto que a proteína príon anormal promove um tipo anormal de dobramento. No entanto, o bom ou o mau modo como uma proteína é dobrada depende de sua funcionalidade.
O computador mais poderoso do mundo (em 2004 ), o gene Blue , foi encomendado pelo Laboratório Nacional Lawrence Livermore para estudar sistematicamente, por simulação, o dobramento de proteínas na presença e ausência de príons.
A cerveja levedada pode ser um modelo experimental interessante: algumas de suas proteínas têm propriedades de "forma de contágio" que evocam as de príons , embora se discuta a assimilação ao passado.
O diagnóstico de uma doença por príon é feito em amostras de tecido neurológico obtidas post-mortem. Em animais, ovelhas ou vacas, a técnica rotineiramente utilizada baseia-se na detecção da proteína príon patológica por técnica imunológica (ELISA e / ou Western-Blot). As técnicas bioquímicas são preferidas às técnicas de imuno-histoquímica porque permitem que análises seriadas sejam realizadas em milhares de animais. Eles são realizados em laboratórios veterinários departamentais. Para vacas loucas, qualquer resultado positivo é verificado no laboratório de referência para vacas loucas da ANSES (anteriormente AFSSA) em Lyon. Em humanos, três tipos de técnicas são usados para diagnosticar a doença do príon:
As duas primeiras técnicas são geralmente realizadas na França em doze departamentos de anatomocitopatologia que são membros de uma rede focada em doenças humanas por príons; na França, as técnicas bioquímicas são realizadas apenas em dois laboratórios hospitalares equipados com instalações P3 dedicadas apenas a agentes transmissíveis não convencionais (Groupement hospitalier Est, HCL, Lyon e La Pitié-Salpétrière, APHP, Paris).
Muito mais raro, o príon pode ser detectado em tecido cerebral obtido por biópsia. Este gesto só deve ser reservado nos casos em que se menciona um diagnóstico alternativo curável (encefalite viral, etc.). Finalmente, quando há suspeita de doença de Creutzfeldt-Jakob relacionada à vaca louca (v-CJD), a proteína príon patológica pode ser testada para o tecido da tonsila obtido por amigdalectomia. Este procedimento invasivo só deve ser realizado com argumentos sólidos para a suspeita de v-CJD.
Infelizmente, atualmente, por falta de sensibilidade, a busca por príons não é feita nos fluidos biológicos convencionais (urina, sangue ou líquido cefalorraquidiano). Ganhando em sensibilidade (detecção de um pequeno número de partículas), espera-se poder fazer, no futuro, um diagnóstico por um simples exame de sangue em um sujeito vivo.
Baseia-se em:
É difícil encontrar uma vacina devido à presença da proteína normal no corpo. Pesquisadores suíços, portanto, modificados os genes de ratos de modo a que os seus linfócitos B produzem anticorpos, que será capaz de diferenciar uma PrP Sc de um normal de PrP C. No entanto, até o momento, não há vacina ou soro que tenha demonstrado eficácia.
Os principais obstáculos a um tratamento eficaz são as doenças do cérebro , separadas da corrente sanguínea por uma barreira hematoencefálica que impede a passagem da maioria das moléculas e que o sistema imunitário não reconhece este tipo de agentes infecciosos.
Os avanços na modelagem por computador permitiram aos cientistas identificar compostos que podem servir como tratamento para doenças por príons. Por exemplo, os investigadores descobriram uma proteína de chaperona capaz de se ligar ao PrP C de proteína e estabilizar esta conformação, o que reduz a quantidade de nocivo proteína prião citosólica (PrP Sc ).
O príon é uma proteína sólida (de tamanho bastante pequeno: 30 kDa ), destruída principalmente por altas temperaturas (autoclave a 134 ° C por 18 minutos) a uma pressão de 3 bar. É por isso que é importante cumprir rigorosamente a temperatura de 134 ° C por 18 minutos. Existem também métodos químicos como alvejante recém-diluído a 6 ° clorométrico e refrigerante usado em temperatura ambiente por 1 hora ou produtos que atendem ao protocolo padrão de príons (consulte o site ANSM). Sem metabolismo , dificilmente fica vulnerável às irradiações normalmente utilizadas para fins de esterilização. No entanto, nenhum desses métodos oferece uma garantia absoluta; a eficiência máxima é obtida combinando o tratamento químico com o tratamento térmico. Os resíduos inativados por esses métodos devem ser incinerados em um centro aprovado.
Em 2004, o Instituto de Genética Humana (IGH), em Montpellier, depositou uma patente pela descoberta da degradação pela ação combinada do cobre e de um agente oxidante como o peróxido de hidrogênio .
A pesquisa sobre o príon foi tema de dois prêmios Nobel de Fisiologia ou Medicina :