Zwierzęta zombie, szalone krowy i nie tylko – czym są choroby prionowe?

Czas czytania w minutach: 5

Słyszeliście kiedyś o prionach? Jeśli jesteście przedstawicielami pokolenia millenialsów lub starszego – to pewnie tak, bo na przełomie wieku choroby prionowe to był bardzo głośny temat. Jednak od pewnego czasu słyszy się o nich niewiele. Czym więc są priony, jakie choroby wywołują i co możemy na to poradzić? Pozwól, że wyjaśnię!

Co to są priony?

Żeby zrozumieć priony, musimy przypomnieć sobie, czym są i jak działają białka. Pisałem tu już kiedyś o nich – szczególnie o enzymach, ale również o zwijaniu białek. Otóż białka są to łańcuchy złożone z połączonych, jeden za drugim, aminokwasów. Te łańcuchy – czasem “ozdobione” rozmaitymi dodatkami, na przykład jonami żelaza, chlorofilem, hemem i tak dalej – zwijają się w określone kształty. Jest to bardzo istotna kwestia: to kształt determinuje funkcję białka. Na przykład, jeżeli białko ma katalizować określoną reakcję chemiczną, to związki biorące udział w tej reakcji muszą do białka pasować.

I właśnie dlatego proces zwijania białka jest kluczowy. Jest szereg czynników odpowiadających za jego kontrolę, w tym specjalne białka, które mają za zadanie zwijać inne białka do właściwego kształtu. Białka, które nie osiągną tego kształtu, który mają, nie będą funkcjonować należycie, a tym samym sprawią, że cała nasza machina komórkowa będzie funkcjonować gorzej – mniej efektywnie. Ba, może się zdarzyć, że białko w ogóle straci uporządkowaną strukturę. To prowadzi na ogół do wytrącania się go w formie tzw. agregatów. Taka agregacja ma udział w chorobach neurodegeneracyjnych, na przykład Alzheimera czy Parkinsona. Ale może być jeszcze gorzej.

Niewłaściwe białko – jak powstają choroby prionowe

Niektóre białka, w tym przede wszystkim białko PrP, mogą się źle uformować w sposób o wiele bardziej przerażający. Gdy przyjmą niewłaściwy kształt, to nie tylko nie pracują, jak należy. Nie tylko przejawiają skłonność do agregacji. Potrafią również zmienić kształt innych, już gotowych i dobrze zwiniętych białek tak, żeby te również przestały pełnić swoją funkcję, również zaczęły tworzyć agregaty… I również zmieniały kształt kolejnych białek. I tak dalej, i tak dalej, i tak dalej. Widzicie, ku czemu to zmierza, prawda?

Jeśli każda taka cząsteczka może przekształcić inne cząsteczki białka tak, żeby te przekształcały następne, to przypomina to sytuację , gdy przyłożymy zapaloną zapałkę do stogu porządnie przesuszonego siana. Owszem, początkowy płomyk jest bardzo mały. I co z tego? Dużo nie potrzeba, żeby cały stóg spłonął. I tak też wygląda sytuacja w tym wypadku, choć może nie rozwija się aż tak szybko. I tak właśnie działają priony – czyli proteinowe (białkowe) czynniki infekcyjne.

Czy chorobą prionową można się zarazić?

I teraz wracamy do przełomu wieków, kiedy to o prionach mówiło się dużo. Czy kojarzycie temat choroby szalonych krów? Albo choroby Creutzfeldta-Jakoba? To właśnie są przykłady chorób wywoływanych przez priony. Chorób neurodegeneracyjnych, ponieważ białko PrP występuje właśnie w mózgu. Jego przekształcenie w priony, i cała kaskada dalszych przekształceń, powoduje śmierć komórki. Gdy komórki zaczynają obumierać i choroba prionowa roznosi się dalej, powstają zlokalizowane “centra” pozbawione komórek nerwowych. A pamiętajcie, że komórki nerwowe praktycznie się nie regenerują¹. A to oznacza, że mózg przestaje działać tak, jak powinien. U krów objawia się to między innymi trudnością w zachowaniu równowagi czy w chodzeniu, a także agresją. Stąd też nazwa – choroba szalonych (lub wściekłych) krów².

Skąd się ta choroba bierze? W większości wypadków – powstaje spontanicznie. Bez wyraźnie określonej przyczyny. Głównie u starszych zwierząt. Choć, jak już pisałem, proces nadawania kształtu białkom jest dobrze kontrolowany, czasem coś pójdzie nie tak. A jeśli co jakiś czas rzucasz dziesięcioma kościami, to od czasu do czasu wypadnie na nich dziesięć jedynek. Któreś białko stanie się prionem – a potem to już z górki. Tym bardziej że priony są w dużej mierze odporne na działanie enzymów, które rozkładają zwykłe białka – nie ma więc naturalnego mechanizmu pozwalającego się ich pozbyć. No ale dobrze, wiemy, że ta choroba czasem się po prostu pojawia, więc skąd jej nagła popularność 25 lat temu?

Z oszczędności.

Krowy trzeba czymś karmić. Co więcej, jeśli mają się nam na coś w przyszłości przydać, to muszą dostawać w miarę zbilansowaną dietę, bo tylko to umożliwi im zdrowy rozwój i zapewni maksymalną produktywność. No ale przecież nikt nie chce wydawać na hodowlę więcej niż to naprawdę niezbędne, prawda? No więc pojawiło się proste rozwiązanie: mączka kostna bądź preparaty kostno-mięśniowe. Pozyskane z krów, które padły bądź zostały zabite, ale z różnych przyczyn nie nadawały się do spożycia przez ludzi. Tanio, a jednocześnie z wysoka zawartością cennych składników odżywczych, takich jak wapń czy fosfor. I tu pojawia się problem. Bo jeśli krowa padła z powodu BSE, to przetworzenie jej na paszę może sprawić, że w paszy pojawią się… Zgadliście, priony. A jeśli zjedzą je następne krowy… I tak dalej, i tak dalej. Oczywiście, ze względu na to, że priony występują głównie w mózgu, pasza wyprodukowana z chorej krowy niekoniecznie będzie zakażona prionami. Ponadto zjedzenie takiej paszy nie musi koniecznie wywołać choroby – priony muszą trafić do mózgu. Innymi słowy, szansa na zakażenie jest stosunkowo niewielka, ale na tyle duża, że wprowadzono radykalne środki zapobiegawcze. Po co?

Żeby chronić ludzi. Ponieważ białka krowie są na tyle podobne do ludzkich, że ich priony mogą przekształcić również nasze zdrowe białka w priony. A co za tym idzie, wywołać u nas chorobę podobną do choroby szalonych krów – nazywającą się chorobą Creutzfeldta-Jakoba. Objawami są problemy psychiatryczne, zaburzenia koncentracji i koordynacji, demencja i wreszcie śmierć. Śmiertelność jest stuprocentowa. Żadnego lekarstwa. A czas inkubacji? Dokładnie nie wiadomo, ale… Lata. Być może nawet dziesiątki lat.

Jak często zdarzają się choroby prionowe?

A skąd o tym wiemy? Z udokumentowanych przypadków – oraz regionalnych tradycji. Na przykład we Francji zdarzył się zgon z powodu choroby Creutzfeldta-Jakoba wywołanej wypadkiem w laboratorium – ukłuciem igłą zanieczyszczoną chorą tkanką nerwową – 9 lat wcześniej. Ba, mówi się czasem nawet o 50 latach – na podstawie doświadczeń z inną, podobną chorobą: kuru. Pojawiała się ona stosunkowo często wśród jednego z ludów papuaskich, znanego między innymi ze zwyczaju… zjadania swoich zmarłych. W tym ich mózgów. I teraz wystarczyła spontaniczna choroba prionowa u któregokolwiek zmarłego. I epidemia gotowa. Ale skąd mowa o 50-letnim okresie inkubacji? Stąd, że w latach ‘60 oficjalnie zakazano tego typu praktyk, a 50 lat później wciąż pojawiały się sporadyczne przypadki chorób prionowych. Inna rzecz, że zakazy – zakazami, a praktyka – praktyką.

Istotne jest to, że tego typu choroby są bardzo, bardzo rzadkie. Mówimy tu o częstotliwościach rzędu jednego przypadku na milion rocznie – i w zdecydowanej większości są to przypadki “spontaniczne”, czyli wspomniane już wyrzucenie dziesięciu jedynek na dziesięciu kostkach. Poza tym jest to rzadki przypadek sytuacji, w której rządy posłuchały naukowców i wprowadziły surowe zasady dotyczące hodowli bydła i wprowadzania mięsa na rynek. Przede wszystkim – zakaz stosowania mączki kostnej i podobnych produktów jako paszy. Obowiązkowe badania bydła padłego w starszym wieku – gdy miało już szansę rozwinąć chorobę – lub w podejrzanych okolicznościach. Często zakazy wprowadzania na rynek mięsa starszych krów, i tak dalej, i tak dalej. Dzięki temu choroby w wersji “zakaźnej” zostały praktycznie wyeliminowane. Myślę, że idea rozprzestrzeniającej się w sposób niezauważony, długo inkubującej śmiertelnej choroby, podziałała na wyobraźnię kogo trzeba.

Niestety, na wariant “spontaniczny” nie jesteśmy w stanie nic poradzić. Być może rozwijające się terapie genowe, z zastosowaniem nagrodzonej Noblem w 2020 roku metody CRISPR/Cas, zmienią ten stan rzeczy. Co więcej, choć rozmaite metody obrazowania czy analizy płynu mózgowo-rdzeniowego pozwalają wstępnie potwierdzić diagnozę, jedyną stuprocentowo pewną metodą diagnozy chorób prionowych, czy to u ludzi, czy u zwierząt, jest biopsja bądź sekcja mózgu.

Zwierzęta zombie i inne skutki

Dodajmy jeszcze, że BSE, choroba Creutzfeldta-Jakoba i kuru to nie są jedyne choroby prionowe znane ludzkości. Wśród tych zwierzęcych najszerzej znana jest trzęsawka³. Dotyka ona kóz oraz owiec. Objawy? Jak nazwa sugeruje, drgawki, oraz standardowe problemy z równowagą, koordynacją, chodzeniem. No i prawdopodobnie intensywne swędzenie, co sprawia, że dotknięte tą chorobą zwierzęta ocierają się, o co popadnie, i to do poziomu rozległych i głębokich ran. Swoją drogą – są hipotezy, że to szczątki owiec z trzęsawką mogły rozpocząć epidemię choroby szalonych krów wśród bydła. Innym szerzej znanym przykładem jest chroniczna choroba wyniszczająca⁴ wśród zwierzyny płowej – czyli łosi, reniferów i temu podobnych.

A wśród ludzi? Spośród szerzej znanych przykładów jest jeszcze śmiertelna bezsenność rodzinna czy Zespół Gerstmanna-Sträusslera-Scheinkera – obydwie dziedziczne. I tak samo śmiertelne. Jednak z powodu rzadkości występowania i trudności w diagnostyce, jest szansa, że chorób takich krąży więcej, tylko ich po prostu nie zauważamy. Ot, choćby są mylone ze “zwykłą” demencją. Warto tu jeszcze raz podkreślić – ryzyko zapadnięcia na którąś z nich jest bardzo niskie, a interwencje ustawowe, bazujące na ustaleniach naukowych, obniżyły je jeszcze bardziej. Pozostaje tylko mieć nadzieję, że kiedyś dalszy rozwój nauki pozwoli nam nie tylko zapobiegać, ale również leczyć.

Bibliografia

Zainteresowało Cię to, co czytasz? Chcesz wiedzieć więcej? Śledź nas na Facebooku, i – pozwól, że wyjaśnię!