Prionen: wat weten we over eekhoorns die doden
Eiwit - het belangrijkste bouwmateriaal van het lichaam en een constant onderdeel van een gezond voedingspatroon. Hoewel eekhoorns onderzoekers altijd zorgen baren, is de aandacht van laatstgenoemden vandaag verschoven naar een speciale soort, prionen. Op internet omdat ze gewoon niet roepen: "ideale moordenaar", "sleutel tot onsterfelijkheid" en zelfs "zombie-molecuul". De wetenschappelijke gemeenschap puzzelt over het gebruik van eiwitten die de hersenen snel en onvermijdelijk kunnen vernietigen, in het belang van de mensheid. We besloten om uit te zoeken wat prionen zijn en vroegen de experts welke moordende eiwitten mogelijk nuttig kunnen zijn voor mensen.
Waarom praten over hen
Prionen werden bestudeerd, omdat ze de oorzaak waren van zeldzame, maar zeer gevaarlijke ziekten van mens en dier. Onder hen is de zogenaamde gekke koeienziekte, schaap jeuk en, bijvoorbeeld, fatale familie slapeloosheid, waarbij een persoon vrijwel stopt met slapen, en binnen 12-18 maanden sterft tegen de achtergrond van progressieve dementie. Een ander voorbeeld van de ziekte van Prion is de ziekte van Creutzfeldt-Jakob, die leidt tot de dood binnen zes maanden of een jaar nadat de eerste symptomen zijn opgetreden; de ziekte beïnvloedt de hersenen, daarom ontwikkelen zich storende factoren van geheugen en aandacht, en vervolgens een stoornis van coördinatie en convulsies. Deze laatste is opgenomen in de lijst van de gevaarlijkste ziekten ter wereld, omdat artsen gewoon niet weten wat ze ermee moeten doen. Het begon allemaal met de mysterieuze ziekte van Kuru in Papoea-Nieuw-Guinea, die geen redelijke verklaring leek te hebben.
Hoe ze te vinden
Het verhaal over de ontdekking van prionen trekt een avonturenfilm aan met elementen van fictie: het lijkt erop dat dit gezonder zou zijn dan op een prachtig eiland in het midden van de oceaan te leven, bijvoorbeeld in Nieuw-Guinea? Maar eens, een ziekte van onbekende aard stortte in op de mensen van Fora, wat zich manifesteerde door een zeer sterk schudden, waardoor een persoon niet eerst kon lopen, maar kon staan en zitten. Uiteindelijk was het enige wat de zieke kon doen liegen en beven. Verlamming gevolgd, gevolgd door de dood. Voor ongebruikelijke klinische manifestaties noemde de lokale bevolking de ziekte kuru (vertaald als "trillen"). Een kinderarts en viroloog Carlton Gaiduszek ging naar Nieuw-Guinea om infectieziekten te bestuderen, waaronder de mysterieuze kip. Hij deed het allemaal: in 1976 ontving Gaidušek de Nobelprijs voor zijn ontdekkingen betreffende nieuwe mechanismen van de oorsprong en verspreiding van besmettelijke ziekten, en deelde het uit met Baruch Blumberg, die het hepatitis B-virus ontdekte.
Gaidushek ontdekte echter niet de prionen zelf - hij suggereerde alleen dat het virus een "pathogeen deeltje" veroorzaakt dat niet zichtbaar is onder de microscoop. Om dit te doen, moest de wetenschapper een lange tijd op het eiland doorbrengen, een paar honderden dode vertegenwoordigers van de handicap onthullen en zelfs hun organen sturen (vooral Gaidushek was geïnteresseerd in de hersenen, die een sponsachtige structuur kregen bij patiënten) aan zijn collega's uit verschillende landen. Ritueel kannibalisme werd de oorzaak van de epidemie onder de Fore-mensen: het werd zelfs beoefend na het officiële verbod van de autoriteiten. De motieven zijn prozaïsch: Faure geloofde dat, samen met het eten van het vlees van een dode, zijn geest, vermogens of talenten aan hen zouden worden overgedragen.
Waar gaat het allemaal over?
Aanvankelijk dachten wetenschappers dat ze een nieuw virus of een virusdeeltje hadden gevonden. Prionen lijken op virussen, omdat ze geen cellulaire structuur hebben, dat wil zeggen dat ze niet bestaan uit cellen, in tegenstelling tot bacteriën. Het virus is een nucleïnezuur, dat wil zeggen DNA of RNA, in de eiwitschil. Maar toen prionen werden aangetast door middel van het vernietigen van deze zuren, bleven de gevaarlijke infectieuze eigenschappen over. Geleidelijk werd geconcludeerd dat een prion slechts een eiwit is, alleen met een ongewone structuur. Alle eiwitmoleculen hebben een bepaalde driedimensionale configuratie - als dit sterk vereenvoudigd is, is dit hoe de keten van aminozuren in de ruimte wordt gelegd. In prionen is deze structuur dus abnormaal; verrassend, met de "gebruikelijke" chemische samenstelling, is het deze configuratie-afwijking die het prion dodelijk maakt.
Hoe wordt normaal eiwit abnormaal?
De naam van de eekhoorns tegen de mens werd gegeven door de Amerikaanse arts Stanley Prusiner. Door de woorden proteïne (eiwit) en infectie (infectie) te combineren, ontving hij 'prionen', identificeerde ze als het nieuwste type biologische ziekteverwekkers en beschreef voor de eerste keer het principe van hun actie. In 1997 ontving hij de Nobelprijs voor zijn werk. Prusiner ontdekte ook een prion-producerend eiwit - het werd prion-eiwit, PrP genoemd. Het meest interessante is dat het PrP-coderende gen vervat zit in het twintigste menselijke chromosoom - dat wil zeggen, het zit in het DNA van ieder van ons. Maar de kans op transformatie tot een prion is minimaal en de meeste mensen leven stil zonder het risico op prionziekten. Echter, slechts één fout bij de eiwitsynthese kan normale PrPC transformeren in abnormale PrP Sc.
Zoals Valery Ilyinsky, een geneticus en CEO van Genotek, uitlegt, zijn prionen gewone eiwitten die een ongebruikelijke structuur hebben gekregen. Hierdoor kunnen ze de structuur van soortgelijke eiwitten veranderen en ze ook prionen maken, dat wil zeggen dat er een proces is dat lijkt op een infectie. Om de ziekte te beginnen, is de manifestatie van het eerste beschadigde eiwit noodzakelijk - dit kan gebeuren als gevolg van een spontane fout tijdens de synthese ervan, of na een prion van buitenaf, van een andere persoon of een ander dier. En dan begint de kettingreactie.
Rustam Ziganshin, Ph.D. in de chemie, merkt op dat de oorzaak en het mechanisme om de "normale" vorm van prioneiwit om te zetten in een gevaarlijke stof tegenwoordig zeer slecht wordt begrepen. Bij in vitro experimenten (in vitro) zijn verschillende aanvullende factoren vereist voor deze transformatie. Tegelijkertijd ontwikkelden zich bij dierproeven prionziekten wanneer het "normale" prioneiwit in muizen werd geïnjecteerd, die volledig verstoken zijn van het gen dat het programmeerde. Het is niet duidelijk waarom hij in dit geval 'agressief' werd.
Eeuwige jeugd of onvermijdelijke dood
Nu praten ze over het feit dat, bijvoorbeeld, de ziekte van Alzheimer of de ziekte van Parkinson kan worden geassocieerd met het prion-mechanisme. Als dat zo is, dan kunnen we verwachten dat nieuwe behandelingsmethoden of preventie van deze ernstige ziekten opduiken. Interessant is dat prionen vergelijkbaar zijn in werkingsmechanisme en gisteiwitten - het is heel goed mogelijk dat gist zal helpen bij de studie van deze vreemde moleculen. Er wordt ook gesproken over welke prionen zullen helpen bij het vinden van een remedie voor verschillende kwaadaardige tumoren of HIV-infectie, en inderdaad zullen ze een 'filosofische steen' worden die de mensheid naar het eeuwige leven of de eeuwige jeugd zal leiden. Hoewel deze uitspraken niet gefundeerd zijn.
Rustam Ziganshin legt uit dat, zoals elk onderzoek op het gebied van biologie, de studie van prioneiwitten de grenzen van onze kennis van het leven vergroot. Vanuit praktisch oogpunt kunnen de resultaten helpen begrijpen hoe een aantal gevaarlijke, maar ongeneselijke ziektes zich ontwikkelen. Misschien krijgen we een tool om met ze om te gaan. Als je begrijpt hoe normaal eiwit afwijkend blijkt te zijn, en leert hoe je dit proces kunt beheersen, dan kunnen we misschien in tegenovergestelde richting beginnen - dat wil zeggen, pathologische eiwitten transformeren in gezonde eiwitten en daarmee gezondheid terugbrengen naar de weefsels en organen.
foto's: Flickr, ibreakstock - stock.adobe.com
