Prió

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Un prió o PrP és un agent infecciós format principalment per proteïnes. Fins fa poc temps, es pensava que totes les malalties infeccioses eren transmeses per virus o bacteris. En el que fou una de les grans sorpreses de la medicina moderna, es va descobrir que certes malalties neurològiques infeccioses eren transmeses per agents semblants als virus, pel que fa la grandària, però que només estava formades per proteïnes. Aquestes malalties inclouen encefalopatia espongiforme bobina (generalment anomenada malaltia de les vaques boges) i malalties anàlogues en altres organismes, incloent-hi la malaltia de Creutzfeldt-Jakob (CJD) en els éssers humans i la tremolor ovina en les ovelles.

Història[modifica | modifica el codi]

L'impulsor principal de la hipòtesis de la implicació dels prions com a causants i transmissors únics d'aquestes malalties neurològiques infeccioses fou el neuròleg bioquímic estatunidenc Stanley Prusiner. En 1997 fou guardonat amb el Premi Nobel de Medicina, un èxit que, segons l'acadèmica de les Ciències de Suècia, “amplia les possibilitats per una millor comprensió de les malalties com l'alzheimer, i obre les portes en la recerca de nous medicaments i teràpies”. Prusiner ha publicat prop de 200 articles i uns 10 llibres, entre els quals es troba Prion diseases i Prion biology and diseases.

Proteïna relacionada amb els prions[modifica | modifica el codi]

La PrP es troba present normalment en molts animals (inclosos els ésser humans) en una forma no patològica denominada PrP^c (proteïna cel·lular relacionada amb el prió), abundantment al cervell. La conformació estable de la PRP^c pot canviar en condicions determinades i encara desconegudes, fins a adoptar una conformació denominada PrP^{sc} o proteïna del tremolor relacionada amb el prió. Aquesta forma en que apareix mínimament plegada en una làmina beta, la porció N terminal desordenada destrueix el sistema nerviós. Més sorprenent és el fet que la ingestió de PrP^{sc} pot induir la conversió de PrP^c a PrP^{sc} en el receptor, transmetent d'aquesta forma la malaltia.[1] Es desconeguda el procés de la conversió. En què es diferencia l'estructura de la proteïna en la forma agregada de la proteïna en el seu estat normal al cervell? S'han fet estudis d'espectrometria de massa de PrP^{sc} dissenyats per revelar modificacions postraduccionals no caracteritzades amb anterioritat. Aquests estudis han revelat que de fet, la PrP^{sc} i la PrP^c són idèntics des del punt de vista químic i, per tant, va semblar més probable que diferissin en les seves estructures secundària o terciària, o en ambdues. Estudis sobre la CJD demostren que les conformacions de la PrP^{sc} i la PrP^c són força diferents. L'estructura de la proteïna PrP^c normal té grans regions en hèlix alfa (40% aproximadament ) i relativament poca estructura en cadena beta (aproximadament un 3%). L'estructura de la forma de la proteïna present als cervells infectats, PrP^{sc}, encara no ha estat determinada, a causa de la dificultat afegida de la seva naturalesa insoluble i heterogènia. Tanmateix, una varietat considerable de dades (estudis RM del domini globular) indiquen que algunes parts de la proteïna que estaven en hèlix alfa o girs s'han convertit en conformacions en cadena beta, donant lloc als següents percentatges: 30% d'hèlix alfa i 45% de fulles beta. Les cadenes beta d'una proteïna s'uneixen amb les duna altra proteïna i formen fulls beta, que uneixen dues proteïnes i faciliten la formació d'agregats, que s'anomenen formes amiloides. És evident que el canvi de conformació de la PrP^c a PrP^{sc} és autocatalític: la PrP^{sc} indueix la conversió de PrP^c a PrP^{sc}.[2] Tot i així, hi ha una creixent evidència que aquesta conversió és facilitada per una xaperona molecular, encara no identificada, denominada proteïna X.

A partir del fet que l'agent infeccions en les malalties priòniques és una forma agregada de la proteïna, ja que és present en el cervell, ha sorgit un model per a la transmissió de la malaltia. Els agregats de proteïna formats a partir de formes anormals de la PrP actuen com a factor de nucleació al qual s'uneixen altres molècules de PrP. Així, les malalties priòniques es poden transferir d'un organisme concret a un altre amb la transferència d'aquest factor de nucleació. Probablement, l'epidèmia de les vaques boges al regne unit als anys 90 es va basar en aquesta hipòtesis de transmissió.

En les cèl·lules es diposita PrP^{sc} en vesícules citosoliques, en lloc de quedar ancorades en la membrana de la superfície cel·lular, com les PrP^c. Tant les PrP^c com les PrP^{sc} es sotmeten per últim a una degradació proteolítica a la cèl·lula. No obstant, tot i que la PrP^c es degrada en la seva totalitat, la PrP^{sc} només perd els seus 67 residus N terminals per formar un nucli de 27 a 30 kDa, resistent a proteases. Aquest derivat encara té moltes fulles beta i, per tant, tendeix a formar plaques amiloides responsables directament de la degeneració neuronal, característica de les malalties per prions.[2]

Hipòtesi sobre la síntesi de prions[modifica | modifica el codi]

Nucli de PrPsc indueix el seu propi creixement facilitat per l'adició de PrP normal

L'estranya composició dels prions planteja l'interrogant de com se sintetitzen. Hi ha tres visions:

  1. Tot i les evidències que contradiuen aquesta teoria, els prions podrien contenir un genoma d'àcids nucleics protegits, en part, contra la detecció; és a dir, els prions són virus convencionals. Això no obstant, l'enorme i encara creixent informació referida a la naturalesa dels prions fa aquesta noció cada cop menys versemblant.
  2. D'alguna manera, els prions podrien codificar la seva pròpia seqüència d'aminoàcids per “traducció inversa”, amb el fi d'obtenir un àcid nucleic que, a condicions normals, sigui traduït pel sistema cel·lular. És obvi que aquest procés s'oposa directament al “dogma central de la biologia molecular” que estableix que la informació genètica flueix en sentit unidireccional des dels àcids nucleics fins a les proteïnes. Com a alternativa, els prions podrien catalitzar de manera directa la seva pròpia síntesi.
  3. Les cèl·lules susceptibles portarien un gen que codifica la PrP corresponent. La infecció d'aquestes cèl·lules per prions activa aquest gen o altera el producte proteic per alguna via autocatalítica. Aquesta darrera hipòtesis es considera el mecanisme més possible de replicació dels prions.

Malalties associades a prions[modifica | modifica el codi]

Certes malalties infeccioses que afecten al sistema nerviós central es van classificar a l'inici com a malalties causades per “virus lents”, doncs trigaven mesos, anys o inclús dècades en desenvolupar-se. Entre aquestes malalties es troben l'encefalopatia espongiforme bovina (BSE o malaltia de les vaques boges),la síndrome d'Alpers, encefalopaties espongiformes transmissibles (TSE), on s'inclouen el kuru i la malaltia de Creutzfeldt-Jakob (CJD) i l'scrapie.

Encefalopatia espongiforme bovina (BSE)
També coneguda com a malaltia de les vaques boges, és una malaltia neurològica degenerativa, que causa una degeneració espongiforme al cervell i a la medul·la espinal. Té un període d'incubació d'uns 5 anys. Es va detectar per primera vegada al Regne Unit a finals del 1985. Aviat es va transformar en epidèmia, i en el pic més elevat, al 1993, es van detectar més de 3000 casos de BSE al mes, amb una incidència anual de l'1% de la població britànica bovina. La teoria acceptada és que la BSE va sorgir com a conseqüència d'alimentar el bestiar boví amb farina de carn i ossos obtinguts d'ovelles infectades per scrapie. En el 1988, un cop que el Regne Unit va prohibir l'alimentació de rumiants amb proteïnes derivades de rumiants (llevat la llet) l'epidèmia de la BSE va disminuir ràpidament accelerada pel sacrifici d'una gran quantitat de bestiar boví en risc de patir la malaltia.

Es creu que la malaltia es va transmetre als humans mitjançant la ingesta de productes càrnics provinents de bovins infectats per la BSE. En els humans, aquesta malaltia es coneix com a nova variant de la malaltia de Creutzfeld-Jakob.

Síndrome d'Alpers
És una malaltia degenerativa del sistema nerviós central que afecta principalment a infants. El quadre simptomatològic és un retard mental progressiu, hipotònia (disminució del to muscular), espasticitat (símptoma degut a un trastorn motor del sistema nerviós central en que alguns músculs es troben constantment contrets) que pot derivar en una tetraplegia, i una progressiva demència. Es donen convulsions, que poden ser de tipus epilèptic. També es pot presentar sordera, o atròfia ocular, que sovint dóna lloc a ceguera. En contra de l'esperat, sovint també es manifesten disfuncions cròniques del fetge.
  • Encefalopaties espongiformes transmissibles (TSE):

Aquest nom és degut al fet que en totes aquestes malalties les neurones desenvolupen grans vacúols que confereixen al teixit cerebral un aspecte microscopi similar a una esponja. És conegut que cap de les malalties TSE mostra signes de processos inflamatoris o febre, fet indicatiu que el sistema immune no s'activa ni es deteriora per la malaltia.

  1. Malaltia de Creutzfeldt-Jakob (CJD): trastorn del cervell progressiu poc freqüent, similar i que pot arribar a ser idèntic al kuru. Aquestes malalties, que poden ser mortals, tenen símptomes similars que suggereix la seva estreta relació. Apareix en les etapes més avançades de la vida, aproximadament als 60 anys, i comporta pèrdues de memòria, falta de coordinació i alteracions de la visió i canvis de comportament, amb una letalitat del 90% en el període d'un any després de diagnosticar la malaltia.
  2. Kuru: és un trastorn cerebral degeneratiu del poble Fore de Papua (Nova Guinea). Aquesta malaltia es transmetia per canibalisme ritual. El seu nom significa tremolor. També es coneix com a mort del riure. Causa afeccions tant psicològiques com neurològiques que acaben am la vida del pacient en una mitjana de 12 mesos. Es caracteritza per falta de coordinació muscular del tronc, mals de cap constants, dolors i tremolors de les extremitats.
Ovella afectada per scrapie
Scrapie
És un trastorn neurològic que afecta a ovelles i cabres i rep aquest nom per la tendència de les ovelles infectades a eliminar la seva llana per fricció (es freguen contra els cercs en un esforç per mantenir-se de peu, degut a l'ataxia o pèrdua de la coordinació muscular). L'agent de scrapie sembla ser una sola espècie de proteïna. Es va establir aquesta conclusió a partir de les observacions que l'agent de scrapie s'inactivava per substàncies que modificaven proteïnes, per exemple proteases, detergents, fenol o urea, mentre que no s'afecta per agents que alteren els àcids nucleics, per exemple nucleases, irradiacions UV i substàncies que reaccionen de manera específica amb els àcids nucleics. Les propietats de l'agent del scrapie que distingeixen dels virus i els plasmidis, van comportar la seva denominació com a prió (per proteïna infecciosa absent d'àcids nucleics). La proteïna de scrapie, denominada PrP, consta de 208 residus, en la seva majoria hidròfobs.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Mathews Van Holde. Bioquímica. Addison Wesley, pàg. 214.
  2. 2,0 2,1 Donald Voet. Judith Voet. Bioquímica. Editorial Médica Panamericana, pàg. 323.

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

  • L. Nelson, David; Michael M. Cox. Lehninger. 4a edicion. 
  • Stryer, Lubert; M. BErg, John L.Tymoczko. Bioquímica. Reverté. 
  • Van Holde Ahern, Matthews. Bioquímica. 3a edicion. Adison wesley. 
  • Voet, Donald; Judit G. Voet. Fisiologia humana. 4a edició. Medica panamericana. 

Enllaç extern[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Prió