Prioni: Što znamo o vjevericama koje ubijaju
Protein - glavni građevni materijal tijela i stalna komponenta zdrave prehrane. Iako su vjeverice uvijek zabrinjavale istraživače, danas se pozornost potonjih pomaknula na posebnu vrstu, prione. Na internetu kao što oni jednostavno ne zovu: "ideal ubojica", "ključ za besmrtnost", pa čak i "zombi molekula". Znanstvena zajednica zagonetke o tome kako koristiti proteine koji mogu brzo i neizbježno uništiti mozak, za dobrobit čovječanstva. Odlučili smo otkriti što su prioni i upitali stručnjake koji bi ubojiti proteini mogli biti korisni za ljude.
Zašto govoriti o njima
Prioni su počeli proučavati, jer su bili uzrok rijetkih, ali vrlo opasnih bolesti ljudi i životinja. Među njima je tzv. Bolest kravljeg ludila, ovčji svrab i, na primjer, smrtonosna obiteljska nesanica u kojoj osoba praktički prestaje spavati, au roku od 12-18 mjeseci umire na pozadini progresivne demencije. Drugi primjer prionske bolesti je Creutzfeldt-Jakobova bolest, koja dovodi do smrti unutar šest mjeseci ili godinu dana nakon pojave prvih simptoma; bolest utječe na mozak, stoga se razvijaju poremećaji pamćenja i pažnje, a zatim poremećaj koordinacije i konvulzije. Potonje je uvršteno na popis najopasnijih bolesti na svijetu, jer liječnici jednostavno ne znaju što s njom učiniti. Sve je počelo s tajanstvenom bolešću Kurua u Papui Novoj Gvineji, za koju se činilo da nema razumnog objašnjenja.
Kako ih pronaći
Priča o otkriću priona privlači pustolovni film s elementima fikcije: čini se da bi moglo biti zdravije od življenja na prekrasnom otoku usred oceana, primjerice u Novoj Gvineji? Jednom davno, bolest nepoznate prirode srušila se na ljude u Fori, što se manifestiralo vrlo jakim potresom, sprječavajući osobu da prvi put hoda, a zatim stoji i sjedi. Na kraju, sve na što je bolesna osoba bila sposobna leži i drhti. Uslijedila je paraliza, nakon koje je uslijedila smrt. Za neuobičajene kliničke manifestacije, mještani su bolesti nazvali kuru (prevedeno kao "drhtanje"). Pedijatar i virolog Carlton Gaiduszek otišao je u Novu Gvineju na proučavanje zaraznih bolesti, uključujući i tajanstvenu kokoš. Učinio je sve: 1976. Gaidušek je dobio Nobelovu nagradu "za otkrića vezana uz nove mehanizme nastanka i širenja zaraznih bolesti", dijeleći je s Baruhom Blumbergom, koji je otkrio virus hepatitisa B.
Međutim, Gaidushek nije otkrio prave prione - samo je sugerirao da virus uzrokuje "patogenu česticu" koja nije vidljiva pod mikroskopom. Da bi to učinio, znanstvenik je morao dugo provesti na otoku, otkriti nekoliko stotina mrtvih predstavnika hendikepa, pa čak i poslati svoje organe (posebno Gaidusheka je zanimalo mozak, koji je stekao spužvastu strukturu kod pacijenata) svojim kolegama iz različitih zemalja. Ritualni kanibalizam postao je uzrok epidemije među narodima: prakticirao se čak i nakon službene zabrane vlasti. Motivi su prozaični: Faure je vjerovao da će, zajedno s jedenjem tijela mrtve osobe, na njih proći njegov um, sposobnosti ili talenti.
O čemu se radi?
U početku su znanstvenici mislili da su pronašli novi virus ili česticu virusa. Prioni su zapravo slični virusima u tome što nemaju staničnu strukturu - to jest, ne sadrže stanice, za razliku od bakterija. Virus je nukleinska kiselina, tj. DNA ili RNA u proteinskoj ljusci. Ali kada su prioni bili pogođeni uništavanjem tih kiselina, ostale su opasne zarazne osobine. Postupno je zaključeno da je prion samo protein, samo s neobičnom strukturom. Sve molekule proteina imaju određenu trodimenzionalnu konfiguraciju - ako se uvelike pojednostavi, to je način na koji se lanac aminokiselina polaže u prostor. Dakle, u prionima, ova struktura je abnormalna; iznenađujuće, s "uobičajenim" kemijskim sastavom, upravo ta konfiguracijska anomalija čini prion smrtonosnim.
Kako normalni protein postaje abnormalan?
Ime vjeverica koje rade protiv čovjeka dao je američki liječnik Stanley Prusiner. Kombinirajući riječi protein (protein) i infekcija (infekcija), primio je "prione", identificirao ih kao najnoviji tip bioloških patogena i prvi put opisao načelo njihovog djelovanja. Godine 1997. dobio je Nobelovu nagradu za svoj rad. Prusiner je također otkrio protein koji stvara prion - nazvan je prionski protein, PrP. Najzanimljivije je to što se PrP kodirajući gen nalazi u dvadesetom ljudskom kromosomu - to jest, on je u DNK bilo kojeg od nas. No, vjerojatnost njegove transformacije u prion je minimalna, a većina ljudi živi tiho bez rizika od prionskih bolesti. Međutim, samo jedna pogreška u sintezi proteina može transformirati normalan PrPC u abnormalnu PrP Sc.
Kako objašnjava Valery Ilyinsky, genetičar i glavni izvršni direktor Genotek, prioni su obični proteini koji su stekli neobičnu strukturu. To im omogućuje da promijene strukturu sličnih proteina, pretvarajući ih u prione, tj. Proces sličan infekciji. Za početak bolesti neophodna je manifestacija prvog oštećenog proteina - to se može dogoditi ili kao posljedica spontane pogreške tijekom njegove sinteze, ili nakon priona izvana, od druge osobe ili životinje. A onda počinje lančana reakcija.
Dr.sc. Rustam Ziganshin, kemičar, napominje da je uzrok i mehanizam za pretvaranje "normalnog" oblika prionskog proteina u opasan danas vrlo slabo shvaćen. U in vitro pokusima (in vitro) potrebni su različiti dodatni faktori za ovu transformaciju. U isto vrijeme, u pokusima na životinjama, prionske bolesti su se razvile kada je "normalan" prionski protein ubrizgan u miševe, koji su potpuno lišeni gena koji ga programiraju. Nije jasno zbog čega je postao "agresivan" u ovom slučaju.
Vječna mladost ili neizbježna smrt
Sada govore o činjenici da, na primjer, Alzheimerova bolest ili Parkinsonova bolest mogu biti povezani s prionskim mehanizmom. Ako je tako, onda možemo očekivati pojavu novih metoda liječenja ili prevencije ovih ozbiljnih bolesti. Zanimljivo je da su prioni slični u mehanizmu djelovanja i proteini kvasca - sasvim je moguće da će kvasac pomoći u proučavanju ovih čudnih molekula. Također se govori o tome što će prioni pomoći u pronalaženju lijeka za različite maligne tumore ili HIV infekciju, i doista će postati “filozofski kamen” koji će voditi čovječanstvo u vječni život ili vječnu mladost. Međutim, dok su te izjave neosnovane.
Rustam Ziganshin objašnjava da, kao i svako istraživanje u području biologije, proučavanje prionskih proteina proširuje granice našeg znanja o životu. S praktične točke gledišta, rezultati mogu pomoći da shvatimo kako se razvija niz opasnih, ali neizlječivih bolesti. Možda ćemo dobiti alat za rješavanje istih. Ako shvatite kako se normalni protein ispostavlja anomalnim, i naučite kako kontrolirati taj proces, možda ćemo ga moći pokrenuti u suprotnom smjeru - to jest, transformirati patološke proteine u zdrave, a zajedno s njima vratiti zdravlje u tkiva i organe.
slike: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com
