Prióny: Čo vieme o veveričkách, ktoré zabíjajú

Proteín - hlavný stavebný materiál tela a konštantnou zložkou zdravej výživy. Aj keď veveričky sa vždy obávali výskumníkov, dnes sa pozornosť týchto výskumníkov presunula na špeciálny druh, prióny. Na internete, pretože nie sú len nazývaní: "ideálny vrahovia", "kľúč k nesmrteľnosti" a dokonca "zombie molekuly". Vedecká komunita hádanky o tom, ako používať proteíny, ktoré môžu rýchlo a nevyhnutne zničiť mozog, v prospech ľudstva. Rozhodli sme sa zistiť, aké priony sú, a spýtali sa expertov, aké proteíny zabíjačov by mohli byť užitočné pre ľudí.

Prečo o nich hovoriť

Prióny sa začali študovať, pretože boli príčinou zriedkavých, ale veľmi nebezpečných chorôb ľudí a zvierat. Medzi ne patrí takzvaná choroba šialených kráv, pruritus oviec a napríklad smrteľná rodinná insomnia, pri ktorej človek prakticky prestane spať a do 12-18 mesiacov zomrie na pozadí progresívnej demencie. Ďalším príkladom priónového ochorenia je Creutzfeldt-Jakobova choroba, ktorá vedie k smrti do šiestich mesiacov alebo jedného roka po objavení sa prvých príznakov; choroba postihuje mozog, preto sa vyvíja porucha pamäti a pozornosti a potom porucha koordinácie a kŕčov. Ten je zaradený do zoznamu najnebezpečnejších chorôb na svete, pretože lekári jednoducho nevedia, čo s ním robiť. Všetko to začalo záhadnou chorobou Kuru v Papue-Novej Guinei, ktorá zjavne nemala žiadne rozumné vysvetlenie.

Ako ich nájsť

Príbeh o objavení prionov ťahá dobrodružný film s prvkami beletrie: zdá sa, že by to mohlo byť zdravšie ako žiť na krásnom ostrove uprostred oceánu, napríklad v Novej Guinei? Ale kedysi dávno, choroba neznámej povahy sa zrútila na ľuďoch Fora, čo sa prejavilo veľmi silným otrasom, brániacim osobe pred prvou chôdzou, potom státím a sedením. Nakoniec všetko, čo chorá osoba dokázala, leží a triasla sa. Nasledovala paralýza, nasledovaná smrťou. Pre nezvyčajné klinické prejavy, miestni obyvatelia nazývali kuru choroby (preložené ako "triaška"). Pediater a virolog Carlton Gaiduszek odišiel na novú Guineu, aby študoval infekčné ochorenia, vrátane tajomnej sliepky. Urobil to všetko: v roku 1976 dostal Gaidušek Nobelovu cenu "za svoje objavy o nových mechanizmoch vzniku a šírenia infekčných chorôb" a podelil sa s Baruchom Blumbergom, ktorý objavil vírus hepatitídy B.

Avšak, Gaidushek neobjavil vlastné prions - on len navrhol, že vírus spôsobuje "patogénne častice", ktorá nie je viditeľná pod mikroskopom. Na to musel vedec stráviť dlhý čas na ostrove, odhaliť niekoľko stoviek mŕtvych predstaviteľov hendikepu a dokonca poslať svoje orgány (najmä Gaidushek sa zaujímal o mozog, ktorý získal hubovitú štruktúru u pacientov) svojim kolegom z rôznych krajín. Rituálny kanibalizmus sa stal príčinou epidémie medzi ľuďmi z predku: praktizoval sa aj po oficiálnom zákaze úradov. Motívy sú prozaické: Faure veril, že spolu s jesť telo mŕtveho človeka, jeho myseľ, schopnosti alebo talenty by prešiel na ne.

O čo ide?

Vedci si najskôr mysleli, že našli nový vírus alebo vírusovú časticu. Prióny sú naozaj podobné vírusom v tom, že nemajú bunkovú štruktúru - to znamená, že nie sú zložené z buniek, na rozdiel od baktérií. Vírus je nukleová kyselina, to znamená DNA alebo RNA v proteínovom obale. Keď však boli prióny ovplyvnené ničením týchto kyselín, nebezpečné infekčné vlastnosti zostali. Postupne sa dospelo k záveru, že prión je len proteín, len s nezvyčajnou štruktúrou. Všetky molekuly bielkovín majú určitú trojrozmernú konfiguráciu - ak je značne zjednodušená, tak je reťazec aminokyselín položený vo vesmíre. Takže v priónoch je táto štruktúra abnormálna; prekvapivo, s "obvyklým" chemickým zložením, je to konfiguračná anomália, ktorá robí prión smrtiacu.

Ako sa normálny proteín dostane abnormálne?

Názov veveričiek pracujúcich proti človeku dal americký lekár Stanley Prusiner. Kombináciou slov proteín (proteín) a infekcie (infekcie) dostal "priony", identifikoval ich ako najnovší typ biologických patogénov a prvýkrát opísal princíp ich činnosti. V roku 1997 získal Nobelovu cenu za svoju prácu. Prusiner tiež objavil prion-generujúci proteín - bol nazývaný priónový proteín, PrP. Najzaujímavejšie je, že gén kódujúci PrP je obsiahnutý v dvadsiatom ľudskom chromozóme - to znamená, že je v DNA každého z nás. Ale šanca na jeho premenu na prión je minimálna a väčšina ľudí žije v tichosti bez rizika priónových ochorení. Avšak len jedna chyba v syntéze proteínov môže transformovať normálnu PrPC na abnormálnu PrP Sc.

Ako vysvetľuje Valery Ilyinsky, genetik a generálny riaditeľ spoločnosti Genotek, prióny sú obyčajné bielkoviny, ktoré získali nezvyčajnú štruktúru. To im umožňuje zmeniť štruktúru podobných proteínov, tiež ich premieňať na prióny, to znamená, že proces podobný infekcii sa vyskytuje. Na začatie ochorenia je nevyhnutný prejav prvého poškodeného proteínu - to môže nastať buď v dôsledku spontánnej chyby počas jej syntézy, alebo po prione zvonku, od inej osoby alebo zvieraťa. A potom začne reťazová reakcia.

Rustam Ziganshin, Ph.D., v odbore chémia, poznamenáva, že príčina a mechanizmus na premenu „normálnej“ formy priónového proteínu na nebezpečný je dnes veľmi zle pochopený. V in vitro experimentoch (in vitro) sú pre túto transformáciu potrebné rôzne ďalšie faktory. Súčasne sa pri pokusoch na zvieratách vyvinuli priónové choroby, keď sa "normálny" priónový proteín injikoval myšiam, ktoré ho úplne neobsahovali. Nie je jasné, čo ho v tomto prípade urobilo „agresívnym“.

Večná mládež alebo nevyhnutná smrť

Teraz hovoria o tom, že napríklad Alzheimerova choroba alebo Parkinsonova choroba môžu byť spojené s priónovým mechanizmom. Ak áno, potom môžeme očakávať vznik nových metód liečby alebo prevencie týchto závažných ochorení. Zaujímavé je, že prióny sú podobné v mechanizme účinku a kvasinkových proteínov - je celkom možné, že kvasinky pomôžu pri štúdiu týchto podivných molekúl. Hovorí sa tiež o tom, čo priony pomôžu nájsť liek na rôzne malígne nádory alebo infekciu HIV a skutočne sa stanú „filozofickým kameňom“, ktorý povedie ľudstvo k večnému životu alebo večnej mladosti. Aj keď sú tieto vyhlásenia neopodstatnené.

Rustam Ziganshin vysvetľuje, že rovnako ako každý výskum v oblasti biológie, štúdium prionových proteínov rozširuje hranice našich vedomostí o živote. Z praktického hľadiska môžu výsledky pomôcť pochopiť, ako sa vyvíja množstvo nebezpečných, ale nevyliečiteľných chorôb. Možno dostaneme nástroj na ich riešenie. Ak pochopíte, ako sa normálny proteín ukáže ako anomálny, a naučíte sa, ako tento proces ovládať, možno ho budeme môcť začať v opačnom smere - to znamená, transformovať patologické proteíny na zdravé, as nimi vrátiť zdravie do tkanív a orgánov.

fotografie: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com