Karaktäristiska prioner, struktur, funktioner, sjukdomar



den prioner de är proteiner utan ett genom eller nukleinsyror som fungerar som smittämnen. Uttrycket "prion" betyder proteinhaltig infektiös partikel (från de engelska proteinhaltiga smittsamma partiklarna), och myntade av neurologen och vinnaren av Nobelpriset, Stanley B. Prusiner.

År 1982 identifierade Prusiner och hans kollegor en infektiös proteinpartikel samtidigt som de studerade orsakerna till Creutzfeldt-Jakobs sjukdomar (hos människor) och bovin spongiform encefalopati..

Dessa sällsynta infektionsmedel återfinns i membranet hos normala celler, endast som missveckade proteiner och / eller med en onormal tredimensionell struktur. Dessa proteiner är ansvariga för flera degenerativa sjukdomar och mycket hög dödlighet som påverkar neurala vävnader och hjärnstruktur.

De kallas också prionsjukdomar. Bland de viktigaste påverkar människor har kuru, Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrom, Creutzfeldt-Jakobs sjukdom och fatal familjär insomni.

index

  • 1 Allmänna egenskaper
  • 2 strukturer
    • 2.1 PrP (C)
    • 2,2 PrP (Sc)
  • 3 funktioner
    • 3.1 Med metabotropa glutamatreceptorer
    • 3.2 I embryonisk utveckling
    • 3.3 Neuroprotector
    • 3.4 Perifert nervsystem
    • 3,5 celldöd
    • 3.6 Långtidsminne
    • 3,7 stamcellsförnyelse
  • 4 Sjukdomar orsakade av prioner
    • 4.1 Creutzfeldt-Jakobs sjukdom (CJD)
    • 4.2 Gerstmann-Sträussler-Scheinker-sjukdomen
    • 4.3 Prionopati med variabel känslighet för proteas
    • 4.4 Dödlig sömnlöshet
    • 4,5 Kuru
    • 4.6 Sjukdomar hos djur
  • 5 behandlingar
  • 6 Förebyggande
  • 7 referenser

Allmänna egenskaper

Prioner är proteinkonstruktioner närvarande i cellmembran. Dessa proteiner har en förändrad form eller konformation [PrP (Sc)].

Med avseende på dess multiplikation uppnås det genom omvandling av former, såsom i fallet med scrapie-sjukdom. Vid denna sjukdom, till prioner PrP rekrytera (C) (icke-prionproteiner förändrad konformation) uppmuntra omvandling till isoform PrP (Sc).

Detta alstrar en kedjereaktion som förökar det infektiösa materialet och tillåter därför bevattning av sjukdomen. Det är fortfarande okänt hur denna konverteringsprocess uppstår.

Dessa ovanliga proteiner som kan förökas, presenterar inte nukleinsyror. Bevis för detta är att de är resistenta mot röntgen och ultraviolett strålning. Dessa medel bryter lätt ner nukleinsyror.

Prionproteinerna, av vilka prioner är sammansatta (PrP), finns i hela kroppen, inte bara hos människor utan andra friska vertebrater. Dessa proteiner är i allmänhet resistenta mot proteaser (enzymer som katalyserar proteiner).

Mycket lite är känt om användbarheten av prionproteiner PrP (C), den normala formen av det icke-infektiösa proteinet i människokroppen.

Vissa forskare har emellertid visat att hos dessa möss aktiverar dessa proteiner myelinreparation i celler i det perifera nervsystemet. Det har också visat sig att frånvaron av dessa orsakar demyelinering av sådana nervceller.

strukturer

Kunskapen om prionens struktur ligger främst i den forskning som utförs på bakterien Escherichia coli.

De undersökta studierna visar att PrP (C) (normal) och PrP (Sc) (infektiösa) polypeptider är identiska i aminosyrasammansättningen, men de skiljer sig i 3D-konformationen och vid vikningen av dessa.

PrP (C)

Dessa icke-infektiösa prioner har hos människor 209 aminosyror. De har en disulfidbindning. Dess struktur är alfa-spiralformig, vilket innebär att den har spiralformade aminosyror (alfa-helixer) och få platta aminosyror (beta-blad).

Detta protein kan inte separeras genom centrifugering, vilket innebär att det inte är sedimenterbart. Det smältes lätt av det breda spektrum serinproteas som kallas proteinas K.

PrP (Sc)

Det är ett infektiöst protein som omvandlar PrP (C) till infektiösa PrP (Sc) isoformer och med en onormal konfiguration eller form.

Mycket lite är känt för sin 3D-struktur, men det är känt att det har få spiralformade former och mer platta strängar eller betas. Ändringen till isoformen är det som kallas den grundläggande händelsen av prionsjukdomar.

funktioner

De cellulära prionproteinerna [Prp (C)] är belägna på cellytan av en mängd olika organ och vävnader. Mycket lite är känt om prionens fysiologiska funktioner i organismen. Ändå indikerar erfarenheter gjorda hos möss eventuella funktioner, såsom:

Med metabotropa glutamatreceptorer

Det har visats att PrP (C) verkar med glutamatreceptorer (jonotropa och metabotropa). PrP (C) deltar som en receptor för A-peptidens synaptotoxiska oligomerer på cellytan.

I embryonisk utveckling

I möss från Murinae-familjen har det upptäckts att PrP (C) prionproteiner uttrycks några dagar efter implantation, vid embryonisk utveckling.

Detta indikerar att de spelar en roll under utvecklingen av dessa små däggdjur. Roll som enligt forskarna är relaterad till regleringen av neuritogenesen (produktion av axoner och dendriter av neuroner).

De verkar också på axonal tillväxt. Dessa prionproteiner är även involverade i utvecklingen av cerebellarkretsen. På grund av detta menas att frånvaron av dessa prioner PrP (C) leder till en fördröjning i gnagarnas utveckling av gnagare.

neuroprotektiv

I studier om överuttryck av PrP (C) genom orienteringen av gener visade sig att frånvaron av dessa prioner orsakar problem med blodtillförseln till vissa delar av hjärnan (akut cerebral ischemi).

Detta innebär att prionproteiner fungerar som neuroprotektorer. Dessutom har det visat sig att överuttryck av PrP (C) kan minska eller förbättra lesioner orsakade av ischemi.

Perifert nervsystem

Den fysiologiska funktionen av Prp (C) vid upprätthållandet av perifer myelin upptäcktes nyligen.

Under en laboratoriestudie upptäcktes att i frånvaro av prionproteinet utvecklade laboratoriemusar nervbrister som rör information från hjärnan och ryggmärgen i vad som kallas perifer neuropati..

Celldöd

Det finns några proteiner som liknar prioner, och dessa ligger i andra delar av kroppen än hjärnan.

Funktionerna hos sådana proteiner är att initiera, reglera och / eller styra celldöd, när kroppen attackeras (till virioner till exempel), vilket förhindrar spridningen av patogenen.

Denna speciella funktion av dessa proteiner leder forskare att tänka på den möjliga betydelsen av icke infektiösa prioner i kampen mot patogener.

Långsiktigt minne

En studie genomförd vid Stowers Institute, i Missouri, USA. visade att PrP prions kan ha en roll för att upprätthålla långsiktigt minne.

Studien visade att vissa prionproteiner kan styras för att arbeta vid upprätthållandet av de fysiologiska funktionerna i långsiktigt minne.

Stamcellförnyelse

En forskning om prionproteiner som uttrycks i blodvävnadsceller mödrar, avslöjade att alla dessa mödrar (hematopoietiska) celler uttrycker prionproteiner i deras cellmembran. Så man tror att de deltar i den komplexa och väldigt viktiga processen för cellförnyelse.

Sjukdomar orsakade av prioner

Patologier av prion-ursprung erkänns som progressiva degenerativa hjärnstörningar. De kan attackera nötkreatur, hjort, karibou, får och jämn människor.

Dessa sjukdomar orsakas av en förändring i strukturen av PrP (C) proteiner och vars specifika funktioner är fortfarande osäkra idag. Prionpatologier kan uppstå utan känd orsak. De kan ha ett ärftligt genetiskt ursprung och kan också överföras på ett smittsamt smittsamt sätt.

Prions orsakar familje-typ, sporadiska och smittsamma sjukdomar. Familjliga prionsjukdomar är de som är ärftliga. De sporadiska patologierna är de vanligaste och förekommer utan kända orsaker.

Smittsamma sjukdomar anses vara sällsynta, de är överförbara genom person-till-person-överföring, djur-till-djur, person-till-djur och vice versa. Orsakerna är flera och sträcker sig från förorenad köttkonsumtion, kannibalism, transfusioner, manipulation av förorenad kirurgisk utrustning.

De vanligaste prionsjukdomarna är:

Creutzfeldt-Jakobs sjukdom (CJD)

Betraktas som den vanligaste prionsjukdomen bland människor är det en kosmopolitisk patologi, det vill säga av global distribution. Det kan förekomma på arv (familje), sporadiskt eller infektiöst sätt.

Patienter har symptom som demens, ryck eller plötsliga ofrivilliga rörelser och brister i centrala nervsystemet.

Beroende på behandling och form av sjukdomen kan döden uppstå mellan 4 månader och 2 år efter förvärv av sjukdomen. Diagnosen är svår att göra, det görs vanligtvis post morten, under obduktionen.

Gerstmann-Sträussler-Scheinker-sjukdomen

Det är en sjukdom som orsakas av prioner i en ärftlig eller autosomal dominerande infektiös encefalisk process. Sjukdomen manifesterar sig hos människor i 40 till 60 år.

Dessa människor uppenbarar problem för att artikulera ord (dysartri), ryckande eller plötsliga ofrivilliga rörelser, är ofta aggressivitet.

Cerebellar degeneration åtföljd av instabil gång. Det är också möjligt att observera hyporeflexi, dövhet, blickförlamning, demens, bland andra symtom. Livslängden är ungefär 5 år eller lite längre.

Prionopati med variabel känslighet för proteas

Det är en mycket sällsynt sjukdom, till dess att dess förekomster är 2 till 3 fall per 100 miljoner invånare. Patologin liknar Gerstmann-Sträussler-Scheinker-sjukdomen.

De kliniska manifestationerna av proteinet indikerar låg resistans mot proteaser, vissa är mer och andra mindre känsliga för dessa enzymer.

De symptom som patienterna är närvarande är: Problem med tal och kognitiv försämring, förlust av neuroner i det område där hjärnan kontrollerar rörelser och utför muskelkoordinering.

Sjukdomen är frekvent hos patienter av tredje ålder (70 år) och den beräknade livslängden en gång smittad är ungefär 20 månader.

Dödlig sömnlöshet

Det är en ärftlig eller familjär sjukdom, det kan också ske sporadiskt. Det är känt att sjukdomen beror på en ärftlig eller autosomal dominant mutation.

Patienter presenterar symtom som kumulativa problem att sova och upprätthålla sömn, demens, kognitiv försämring, även problem med hypertoni, takykardi, hyperhidros och andra.

Åldern som den påverkar är ganska bred, eftersom den varierar mellan 23 och 73 år, men medeltiden är 40 år. Livslängden en gång infekterad är drygt 6 år.

Kuru

Denna prionsjukdom har upptäckts endast hos invånare i Papua Nya Guinea. Det är en sjukdom som är relaterad till kannibalism och den kulturella traditionen i ritualen av sorg för de döda, där dessa människor äter encephalon eller mänskligt kött.

Personer som bär sjukdomen visar i allmänhet okontrollerbara och ofrivilliga rörelser i olika delar av kroppen.

De har tremor, förlust av rörelsekontroll och förlust av muskelkoordinering. Livslängden hos infekterade personer är två år.

Sjukdomar hos djur

Bland de patologier som produceras av prioner hos djur är bovin spongiform encefalopati. Denna sjukdom orsakade kaos i Europa, folkhälsan, djurs hälsa och de drabbade ländernas ekonomi.

Andra sjukdomar hos djur är scrapie, transmissibel mink encefalopati, kronisk slösande sjukdom (i hjort) och felin spongiform encefalopati.

Dessa sjukdomar, som de som presenteras hos människor, saknar effektiv behandling, så att förebyggande är väsentligt, särskilt efter mänskliga infektioner som har uppstått till följd av konsumtion av kött från infekterade kor..

behandlingar

Hittills finns det ingen känd botemedel mot prionsjukdomar. Behandlingen är symptomatisk. Patienter rekommenderas att planera palliativ vård och genetisk analys och rådgivning rekommenderas för familjemedlemmar.

Ett brett utbud av läkemedel har testats hos patienter med prionsjukdomar, såsom antiviral, antitumör, läkemedel mot sjukdomar som Parkinsons behandlingar för immunosuppression, antibiotika, antifungaler, till och med antidepressiva medel.

Det finns dock inget bevis för närvarande som indikerar att några av dessa minskar symtomen eller förbättrar patienternas överlevnad.

förebyggande

Prions är resistenta mot olika fysiska och kemiska förändringar. Emellertid används olika tekniker för att förhindra kontaminering av patienter med förorenade kirurgiska instrument.

Bland de mest använda teknikerna är att sterilisera utrustningen i en autoklav vid 132 ° C i en timme och dunka sedan instrumenten i natriumhydroxid under minst en timme.

Å andra sidan har Världshälsoorganisationen (WHO) utvecklat åtgärder för att förhindra spridning av prionsjukdomar. Denna organisation fastställer normer för hantering av förbjudna eller potentiellt riskabla vävnader som: ögon, hjärna, tarm, tonsiller och ryggmärg..

referenser

  1. Prion, smittämne. Återställd från britannica.com.
  2. Vad är en Prion? Återställd från scientificamerican.com.
  3. P.C. Kalikiri, R.G. Sachan. 2003. Prions - Proteineceous Infectious Particles. Journal, Indiska Academy of Clinical Medicine.
  4. Prion. Hämtad från en.wikipedia.org
  5. K.M. Pan, M. Baldwin, J. Nguyen, M. Gasset, A. Serban, D. Groth, I. Mehlhorn, Z. Huang, R.J. Fletterick, F.E. Cohen (1993). Omvandling av alfa-helixer till beta-lakan funktioner vid bildandet av scrapie prion proteiner. Förhandlingar vid National Academy of Sciences i USA.
  6. M.-A. Wulf, A. Senatore & A. Aguzzic (2017). Den cellulära prionproteins biologiska funktion: en uppdatering. BCM Biology.
  7. DC Zhang, A.D. Steele, S. Lindquist, H.F. Lodish (2006). Prionprotein uttrycks i långvariga repopulerande hematopoetiska stamceller och är viktigt för självförnyelse. Förhandlingar vid National Academy of Sciences i USA.
  8. Granskning av sjukdomar som produceras av prioner (transmissibel spongiform encefalopati) Hämtad från msdmanuals.com.
  9. E. Arranz-Martinez, G. Trillo-Sanchez-Redondo, A. Ruiz-Garcia, S. Ares-Blanco (2010). Prionpatier: prion encefalopati. Familjemedicin. SEMERGEN.