Maladiile prionice 2.pptx

8/14/2019 Maladiile prionice 2.pptx

1/19


2/19

Termenul de "prion"(semnificand o "proteina infectioasa") a fostintrodus in biologia moleculara de Stanley Prusiner de laUniversitatea din San Francisco, in 1982. Prionii (cunoscuti anteriorsub numele de protovirine, virinos, virusuri latente) reprezinta o

clasa de agenti infectiosi subvirali, cu greutatea moleculara de27.000-30.000, unici in felul lor, fiind rezistenti la toate proceselede inactivare care degradeaza acizii nucleici (caldura, razele UV,radiatiile ionizante).

Prionii raman o enigma, "o perplexitate" a biologiei

moleculare, deoarece admiterea existentei lor drept agentiinfectiosi, lipsiti de acid nucleic si formati exclusiv din proteine, arpleda pentru daramarea dogmei centrale a biologiei moleculare, prinacceptarea unei codificari si multiplicari a acestei proteine prioniceinfectioase, nu prin intermediul acidului nucleic din structura

agentului prionic respectiv, ci prin intermediul acidului nucleic alcelulei-gazda. Proteinele prionice exista, in mod normal, in absoluttoate celulele mamiferelor, participand la structura membranelorcelulare.


3/19

Acumulari de prioni in tesutul cerebral uman

Forma normala a proteinelor prionice este cunoscuta in literatura sub denumireaPrPc (proteina prionica celulara), dar rolul sau fiziologic nu este, inca, bine stabilit.Forma infectioasa a acestei structuri este notata PrPsc (prescurtarea sc provine de latermenul scrapie, aceasta fiind boala prionica a oilor) - figura 1. Din motive mai multsau mai putin cunoscute, se pare ca moleculele proteice prionice normale (PrPc) aucapacitatea de a se plia si de a polimeriza (sub actiunea foldazelor celulare),generand structuri anormale, amiloidice (figura 2) care se acumuleaza masiv insistemul nervos central.

Bolile prionice sunt considerate astazi "pseudoinfectioase" in comparatie cu bolileinfectioase clasice, ai caror agenti etiologici sunt microorganismele (virusuri,bacterii) care contin in structura lor acid nucleic. Caracteristicile principale ale bolilorprionice sunt urmatoarele:- afecteaza sistemul nervos central, producand encefalopatii spongiforme;

- au o perioada foarte lunga de incubatie: de la cateva luni pana la 37-40 de ani;- au o evolutie lenta, progresiva, totdeauna letala.Pana astazi au fost descrise 12 boli prionice: sase la animale si sase la om (tabelul).Dintre acestea, cel mai bine studiate sunt scrapia la animale si boala Creutzfeldt-Jakob (CJD) la om. Celelalte zece boli prezinta similaritati de ordin clinic,anatomopatologic si histochimic cu aspectele din scrapie.In prezent, se admit trei posibilitati de producere a bolilor prionice:- infectia lenta;

- infectia sporadica;- alterarea genetica.


4/19


5/19

Scrapiaeste o boal neurodegenerativ natural,transmisibil i fatal a ovinelor i caprinelor, produs de unagent transmisibil nonconvenional din grupul prionilor. Boalaface parte din grupul encefalopatiilor spongiforme transmisibile,

alturi de encefalopatia spongiform bovin(boala vaciinebune), boala Creutzfeldt-Jakob(la om) i altele.

Denumirea de scrapieprovine din limba englez, de la verbul toscrape(a hri, a freca, a juli), scrpinatul prin frecare depietre, garduri sau copaci i leziunile produse de acesta fiind

una din manifestrile caracteristice bolii:

Oaie bolnav de scrapie, cu scdere n greutate i tulburare de postur cuimposibilitatea meninerii poziiei ridicate a capului:
http://ro.wikipedia.org/wiki/Prionhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Encefalopatia_spongiform%C4%83_bovin%C4%83http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Boala_Creutzfeldt-Jakob&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Boala_Creutzfeldt-Jakob&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Boala_Creutzfeldt-Jakob&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Boala_Creutzfeldt-Jakob&action=edit&redlink=1http://ro.wikipedia.org/wiki/Encefalopatia_spongiform%C4%83_bovin%C4%83http://ro.wikipedia.org/wiki/Prion


6/19

Encefalopatia spongiforma a bovinelor(Boala vacii nebune) este oafectiune a creierului care devine spongios ca un burete, sistemulnervos central se descompune, boala fiind mortala. Varianta bolii laom se numeste CREUTZFELDT-JAKOB,forma clasica fiind o

afectiune neurologica, cu simptome asemanatoare cu ale maladieiALZHEIMER.

Incubatia poate dura 30 ani. Boala se manifesta printr-un sindromcerebelos (atingere a creierului mic), prin tulburari de mers, printr-oabsenta a coordonarii miscarilor, printr-o tremuratura a corpului si,

in final, prin dementa. Evolutia este mortala in cateva luni.


7/19

Boala Creutzfeldt-Jakob. Este cunoscuta din secolul VIII, este destul derara si apare frecvent in jurul varstei de 60 de ani, la ambele sexe.Simptomatologia se caracterizeaza prin: pierderea echilibrului, afectarealocomotiei, pierderea memoriei, stare de confuzie, dezorientare, dementa.

In producerea bolii Creutzfeldt-Jakob, se admit azi trei mecanismeprincipale: infectia lenta, infectia spontana si alterarea genetica. In formeleinfectioase de CJD se considera ca perioada de incubatie dureaza de lacateva luni pana la cativa zeci de ani. Referitor la cazurile de CJD prininfectie lenta, se considera ca mecanismul prin care celula neuronala dinSNC ajunge sa codifice proteina infectioasa tip PrPCJD poate fi castigat

prin contaminare cu o proteina exogena tip PrPCJD. Boala Kuru. Este o infectie lenta, semnalata in anii 1950 la triburile din

Papua - Noua Guinee care practicau ritualuri canibalice. Boala sedeclansa in urma consumului de creier uman. Analiza amanuntita aistoricului pacientilor a dus la constatarea ca perioada minima de

incubatie a bolii Kuru variaza ntre 34-41 de ani. n medie, perioada deincubatie a fost estimata la o perioada ntre 39-56 de ani, dar nrealitate ar putea fi chiar cu sapte ani mai lunga.


8/19

Insomnia Fatala Familiala (FFI). Boala debuteaza intre 35 si 60 de ani si are oevolutie de 7-12 luni. Simptomele bolii includ: tulburari de ritm circadian cuinsomnie pana la pierderea totala a somnului,disparitia ritmurilor circadienepentru: temperatura, respiratie, presiune arteriala, frecventa cardiaca,amnezie,dizartrie, disfagie,tulburari de echilibru, mioclonii.Este dovedit ca atatin FFI, cat si in CJD apare o proteina prionica anormala (in celulele neuronale din

SNC), drept consecinta a doua mutatii pe gena PrPc de pe cromozomul 20 de laom. Prima mutatie este identica in ambele boli. In lantul proteic al acesteiproteine este inglobata in final, in locul acidului aspartic, asparagina. A douamutatie este diferita in cele doua boli, si anume: in cazul genotipului heterozigotnormal metionina/valina, cand apare o mutatie in una din cele doua alele alegenei PrPc, alela mutanta nu poate codifica decat unul din cei doi aminoacizi:metionina sau valina.

Scleroza multipla (MS).Este cunoscuta de mai bine de 100 de ani. Apare la tineride 13-20 de ani si la adulti de varsta medie. Perioada de incubatie este de 10-20de ani. Literatura de specialitate evidentiaza ca perioada lunga de latenta a boliiar fi determinata de un ceas biologic care declanseaza timing-ul diferitelorfunctii celulare, determinand evolutia in timp a bolii prionice. Modul detransmitere a acestei boli nu este inca pe deplin cunoscut. Nu s-a reusittransmiterea experimentala a bolii de la om la animale (soarece, oaie,cimpanzeu). Au fost suspectate ca produc aceasta boala a SNC anumite virusuri:

rabic, herpes simplex, parainfluenza, paramixovirusurile, virusul rubeolei,parotiditei epidemice, varicelei, virusul Epstein-Barr. In scleroza multipla s-aremarcat un proces accentuat de demielinizare, celulele tinta aparand a fioligodendrocitele. S-a emis ipoteza conform careia proteina prionica PrPMS,localizata la suprafata celulei neuronale, ar fi recunoscuta de sistemul imunitardrept non-self (straina). Boala Alper este ultima encefalopatie degenerativa de laom admisa astazi a fi de etiologie prionica


9/19

Caracteristicile prionilor :

Absenta ADN-ului in structura prionilorIn incercarile de purificare a prionilor, prin electroforeza in gel-sarcosil sisedimentare in gradient discontinuu de sucroza, s-a obtinut numaiizolarea unei proteine (sialoglicoproteina) cu greutatea moleculara de27.000-30.000 D, dar nici un acid nucleic.De asemenea, investigatiile radiobiologice au aratat ca agentul scrapieinu poseda acid nucleic si este foarte rezistent la toti factorii fizico-chimici si la toate procedurile de inactivare eficiente pe acizi nucleici.Aceasta extrema rezistenta a agentului scrapie la procedurile deinactivare a acizilor nucleici reprezinta un argument in plus pentru faptulca structura prionilor este diferita de cea a virusurilor si viroizilor (ARNgol, fara manta proteica) sau pentru posibilitatea ca genomul presupusal agentului scrapiei sa fie un acid nucleic criptic (neobisnuit), aflat intr-un invelis gros de proteina care ar impiedica penetrarea actiuniinucleazelor pana la acidul nucleic. In 1991, s-a aratat ca, daca acest acidnucleic exista, el este foarte mic si contine mai putin de 100 denucleotide. Deci, daca in agentul scrapie si agentii prionici inruditi existatotusi un acid nucleic, acesta este foarte mic si foarte bine protejat de ocarcasa proteica impotriva razelor UV; acest acid nucleic nu este implicatin infectivitate, ci doar proteina s-a dovedit a fi asociata cu infectivitatea.


10/19

Structura exclusiv proteica a prionilor :

Dupa cum s-a aratat, in tesutul cerebral al animalelor cu infectie prionica apar placi deamiloid si fibrile amiloide. Amiloidul reprezinta un derivat dintr-o glicoproteina celularanormala (PrP), care se gaseste in mod normal pe membrana celulei neuronale. Se stieastazi ca in cursul infectiei prionice se produce conversia unei cantitati mari de proteinaPrPc (prin modificari posttranslationale) in PrPsc (izoforma anormala a PrPc). AceastaPrPsc reprezinta tocmai SAF (proteina inalt infectioasa).PrPc si PrPsc au aceeasi greutate moleculara (33-35 kDa), dar Prpc poate fi completcatabolizata in vitro de proteinaza K, in timp ce PrPsc este rezistenta (este doar partialcatabolizata), lasand un miez rezistent la proteinaza K; acest miez este reprezentat de PrP27-30kDa (greutate moleculara de 30 kDa). PrPsc are o abilitate foarte mare de adetermina modificari posttranslationale ale propriei molecule si de a forma amiloid, faptce are consecinte asupra replicarii, transmisibilitatii si neuropatogeniei bolii. Fibrilele deamiloid reprezinta produse de degradare (de rupere) a PrPsc infectioase.

Modificarile post-translationale care contribuie la transformarea PrPc in PrPsc au fostconsiderate un timp a fi doar modificari conformationale de impaturire.PrPsc este derivata din PrPc in urma unor procese post-translationaleProteina normalaPrPc are o structura primara formata din 254 aminoacizi; in conditiinormale, devine functionala abia dupa un numar de modificari post-translationale deordin chimic si conformational.

Modificari chimice ale proteinei PrPc

In literatura de specialitate au fost descrise cateva modificari, si anume:- clivarea peptidului semnal N-terminal (cu 22 de aminoacizi);- modificarea reziduului de arginina la nivelul codonului 25;- glicozilarea oligozaharidelor linkate de asparagina la nivelul codonilor 181 si 198;- formarea unui inel cu o legatura disulfidica prin care se unesc doua re ziduuri de cisteinade la nivelul codonilor 179 si respectiv 214;- indepartarea peptidului hidrofob Cterminal (cu 20 de aminoacizi) si fixarea, in schimb, aunui glicozilfosfatidilinozitol.


11/19

Modificari conformationale :

Acestea presupun replierea proteinei structurale intr-o anumita configuratie de

structura secundara de tip -helix. In aceasta forma, PrPc din celula neuronala normala isipoate pastra viabilitatea si functia normala. Pentru realizarea acestei replieri este necesara

o sursa de energie. Conform ipotezei lui Prusiner, se admite ca rolul de enzima (sursa deenergie) l-ar avea chiar proteina PrPc, pentru a-si cataliza propria impaturire (rol deautofoldaza = proteina chaperone). In comparatie cu proteina normala PrPc, izoformaanormala PrPsc este constituita tot din 254 de aminoacizi, avand acelasi semnal peptidicformat tot din 22 de aminoacizi. Dar in cazul izoformei PrPsc, izolata de la hamster cuscrapie experimental, Prusiner demonstreaza prezenta unor modificari post-translationalechimice si conformationale diferite fata de cele de la PrPc.

Proteina prionica:


12/19

Modificarile chimice ale PrPsc :Pentru proteina anormala PrPsc, s-au descris cateva modificari:

- gradul de glicozilare a celor doua oligozaharide linkate de asparagina, la nivelulcodonilor 181 si 197, in cazul PrPsc, s-a dovedit ca poate duce la o diversitate destructuri oligozaharidice, care ar putea genera, in final, mai mult de 400 deforme diferite de proteine prionice de scrapie. Ramane de stabilit insa daca toate

aceste oligozaharide glicozilate sunt implicate in infectivitatea prionica dinscrapie sau in modificarea proteinei prionice celulare. Ramane de stabilit si dacarespectivele oligozaharide linkate de asparagina difera semnificativ in cele douaproteine, normala (PrPc) si izoforma patologica (PrPsc);

- in interiorul inelului (alaturi de CHO linkate de asparagina), la nivelul co-donului189, a fost evidentiata o substituire de arninoacid care ar putea avea rol inmodificarea timpului de incubatie in scrapie.Cu referire speciala la boala Creutzfeldt- Jakob (CJD) si insomnia fatala familiala(FFI), s-a demonstrat recent ca izoforma anormala a PrPc prezinta dreptmodificari ale gradului de glicozilare forme de proteina inalt glicozilata in FFI siforme foarte frecvent nonglicozilate in CJD. Aceste modificari post-translationale chimice ar deter mina mai departe alte diferente post-translationale semnificative si de metabolism, in comparatie cu proteinanormala PrPc, ceea ce in final ar avea drept consecinta aparitia diferitelor

fenotipuri de boli prionice.Modificari conformationale ale PrPsc :

Dupa modificarile post-translationale chimice, urmeaza replierearespectivelor proteine in structuri secundare de tip , ceea ce va atrage dupa sineo structura si o functionalitate anormala a respectivei izoforme proteice.


13/19

Prionii nu sunt imunogeniSpre deosebire de virusuri, care produc raspuns imun specific, prionii nu suntimunogeni. Bolile prionice sunt boli cu evolutie lenta, apar paradoxal in absentaoricarui raspuns imun care ar putea opune rezistenta inaintarii infectiei. Daca nereferim la scrapie (boala prionica cea mai studiata pana astazi), replicarea agentuluiscrapie este un proces prezent numai in vivo, intr-un numar restrans de celule (celule

permisive) tip: sistem reticulo-histiocitar (celule circulante rezistente la radiatii) sicelule din SNC. In infectia prionica naturala, prin absenta oricarui raspuns imun, seintelege:- absenta sintezei anticorpilor specifici (anticorpi antiscrapie in boala naturala);- absenta raspunsului celular specific;- absenta oricaror alterari calitative, cantitative si functionale a limfocitelor T si B;- absenta oricaror modificari ale nivelului interleukinelor. Unele cercetari efectuate infaze clinice tardive ale bolilor prionice au evidentiat modificari ale unor constante

imunologice, dar acestea au fost totdeauna nespecifice, fiind interpretate in functiede distructia majora a SNC si de stransa interrelatie dintre SNC si sistemul imunitar.In cazul infectiei experimentale:- la soarece, nu s-a observat nici o variatie a principalilor mesageri intracelulari(AMCc si GMPc), nici o variatie specifica a actiunii macrofagelor; au fost remarcatediminuarea activitatii celulelor NK, a citotoxicitatii celulare (a 10-14-a zi de lainocularea agentului prionic), modificarea sintezei Ig M, scaderea numarului de celulehelper;

- la cobai, s-a observat modificarea anumitor fractiuni ale complementului (in CJDexperimental);- la iepure, in cazul imunizarii cu PrPsc purificat, s-au obtinut seruri cu titruri crescutede anticorpi anti-PrPsc.


14/19

Forme multiple de prioni cu grad inalt de infectiozitate:

Prionii pot exista sub forma de bastoane, complexe proteice cu lipid-

detergent (DLPCs) si sub forma de lipozomi. Aceste forme sunt interconvertibile; intoate aceste forme, singura molecula identificata este tot PrPsc.

Rapida interconversie a acestor forme de prioni pledeaza pentru (fara insa sadovedeasca) faptul ca prionii sunt formati dintr-un singur tip de macromolecule(este foarte greu de inteles cum o molecula de acid nucleic, daca exista alaturi deproteina PrPsc, poate ramane atat de protejata, incat sa nu poata fi evidentiata).Prin procesul de interconversie, PrPsc, legata de membrana prin proteolizalimitata, se transforma in PrP 27-30 legata de membrana; din aceasta, prinextractie cu detergent, se formeaza bastoane, care, la randul lor, prin adaos defosfolipide, se transforma in bastoane dispersate in complexe de proteine-lipide-detergent (DLPC). Aceste complexe DPLC se pot forma si direct la nivel demembrana, prin adaos de detergent si lipide.

Prioni in interiorul unei

structuri neuronale umane:


15/19

Ce sunt PRIONII ?

Prionii sunt particule infecioase care cauzeazun grup de maladii neurodegenerativecaracterizate prin degenerarea sistemuluinervos central. Sunt lipsii de orice tip de acidnucleic i pot induce o serie de maladii att la

om ct i la animale. La om, cele mai cunoscutesunt: maladia Creutzfeld-Jacob (CJD), sindromulGerstmann-Straussler-Scheinker (GSS),insomnia fatal familial (FFI), maladia Kuru isindromul Alpers (ntlnit numai la copii), iar laanimale: scrapie (la oi i capre), encefalopatia

spongiform bovin (BSE) sau boala vacilornebune, encefalopatia spongiform a felinelor,a cervidelor, etc.


16/19

Procesul care declaneaz boala estereprezentat de conversia unei proteinenormale, sintetizat n mod natural n creierultuturor mamiferelor (PrPc), ntr-una mutant,anormal (PrPSc). In funcie de factorul careinduce conversia PrPcn PrPSc, natura acestorafeciuni poate fi genetic (n cazul uneimutaii punctiforme a genei pentru PrP,transmis autozomal dominant), infecioas(ca urmare a consumului alimentelorcontaminate, a folosirii unor instrumentechirurgicale nesterile, injectrii unor hormoniderivai din hipofiza prelevat de la cadavre),sau sporadic (datorat unor mutaii spontaneale genei PrP, care intensific rata conversiei

proteinei prionice, ct i unor factorinecunoscui).


17/19

Maladiile prionice reprezint un grupheterogen de disfuncii neurodegenerativecunoscute ca encefalopatii spongiforme

transmisibile (TSE), ce au n comun leziunicerebrale, produse prin degenerescenavacuolar a neuronilor. Post-mortem seconstat un aspect spongios al creierului,

aspect datorat prezenei vacuolelor care segsesc n special la nivelul substanei cenusii,corespunztor corpilor neuronali.


18/19

Intrebari care asteapta raspuns:- Care este natura completa a agentului prionic? (Este acesta formatdoar din PrPsc sau contine si un al doilea component?)- Exista un singur tip sau mai multe tipuri de prioni? Conformatiidistincte de PrPsc corespund la diferite tipuri de prioni?

- Daca exista un agent prionic in mediul extern, care este rolul exact alacestui agent, ubicuitar raspandit, in declansarea bolilor prionice?- Care este mecanismul prin care prionii transporta informatia specifica?- Care este mecanismul prin care substituirile de aminoacizi din PrPc(modificari ale structurii primare a PrPc) ar putea modula (crea)predispozitia dezvoltarii bolii prionice la om?- Care este mecanismul de transformare a PrPc (proteina normala) intr-

un "agent infectios transmisibil" tip PrPsc, si anume care este pondereamodificarilor de structura primara si cea a modificarilorposttranslationale in aparitia izoformei proteice patologice, indeclansarea bolii prionice si in determinarea proceselor degenerative dinSNC?- Exista cu adevarat riscul transmiterii iatrogene prin sange a agentuluiprionic al CJD de la donatori (tratati cu hormon hipofizar contaminat) la

persoanele transfuzate?- Exista sau nu un risc de transmitere a agentului prionic al BSE de labovine la om?- Un numar de boli degenerative ramase pana in prezent de etiologienecunoscuta (boala Parkinson, scleroza laterala amiotrofica, diabetul,artrita reumatoida, lupusul eritematos) au drept cauza agentii prionicisau alti agenti etiologici?


19/19

Concluzii

Dei cunoscute de sute de ani,maladiile prionice reprezint ncun domeniu puin cunoscut dinpunct de vedere biologic imedical fiind necesare, nc,

numeroase studii i cercetripentru stabilirea cu exactitate acauzelor i a mecanismului caredetermin apariia acestor boli.Faptul c exist numeroasevariante ale acestor boli, i c pot

fi de natur diferit, reprezint obarier n realizarea acestuiobiectiv.

Date post:	04-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	ana-cernaianu
View:	243 times
Download:	0 times

Maladiile prionice 2.pptx

Documents