Karakteristik prionlar, yapı, fonksiyonlar, hastalıklar



pnonlar bunlar enfeksiyöz ajan olarak işlev gören bir genom veya nükleik asit içermeyen proteinlerdir. "Prion" terimi, proteinli enfeksiyöz partikül anlamına gelir (İngiliz Proteinli Enfeksiyöz Partiküllerden) ve nörolog ve Nobel Ödülü sahibi Stanley B. Prusiner tarafından icat edildi.

1982'de Prusiner ve arkadaşları, Creutzfeldt-Jakob hastalıklarının (insanlarda) ve sığır süngerimsi ensefalopatinin nedenlerini inceleyerek bulaşıcı bir protein parçacığı tanımladılar..

Bu nadir bulaşıcı ajanlar normal hücrelerin zarında, sadece yanlış katlanmış proteinler olarak ve / veya anormal üç boyutlu bir yapıya sahiptir. Bu proteinler çoklu dejeneratif hastalıklardan ve sinir dokularını ve beyin yapısını etkileyen çok yüksek ölüm oranlarından sorumludur..

Bunlara ayrıca prion hastalıkları da denir. İnsanları etkileyen en önemli faktörler arasında kuru, Gerstmann-Sträussler-Scheinker hastalığı, Creutzfeldt-Jakob sendromu ve ölümcül ailesel uykusuzluk vardır..

indeks

  • 1 Genel özellikler
  • 2 Yapılar
    • 2.1 PrP (C)
    • 2.2 PrP (Sc)
  • 3 İşlev
    • 3.1 Metabotropik glutamat reseptörleri ile
    • 3.2 Embriyonik gelişimde
    • 3.3 Nöroprotektör
    • 3.4 Periferik sinir sistemi
    • 3.5 Hücre ölümü
    • 3.6 Uzun süreli hafıza
    • 3.7 Kök hücre yenilenmesi
  • 4 Prionların neden olduğu hastalıklar
    • 4.1 Creutzfeldt-Jakob hastalığı (CJD)
    • 4.2 Gerstmann-Sträussler-Scheinker hastalığı
    • 4.3 Proteaz için değişken duyarlılığa sahip prionopati
    • 4.4 Ölümcül uykusuzluk
    • 4.5 Kuru
    • 4.6 Hayvanlarda hastalıklar
  • 5 Tedaviler
  • 6 Önleme
  • 7 Kaynakça

Genel özellikler

Prionlar, hücre zarlarında bulunan protein yapılarıdır. Bu proteinler değiştirilmiş bir şekle veya konformasyona sahiptir [PrP (Sc)].

Çarpma ile ilgili olarak, hurda hastalığında olduğu gibi formların dönüştürülmesiyle elde edilir. Bu hastalıkta prionlar, PrP (Sc) izoformuna dönüşümü uyarmak için PrP (C) (bozulmamış konformasyonun prion proteinleri) alırlar..

Bu, bulaşıcı materyali yayan ve dolayısıyla hastalığın sulanmasına izin veren bir zincir reaksiyonu oluşturur. Bu dönüşüm işleminin nasıl gerçekleştiği hala bilinmiyor..

Bu olağandışı proteinler çoğalabilir, nükleik asit göstermez. Bunun kanıtı, X ışınlarına ve ultraviyole radyasyona karşı dirençli olduklarıdır. Bu ajanlar nükleik asitleri kolayca parçalayabilir.

Prionların oluşturduğu prion proteinleri (PrP), sadece insanlarda değil, diğer omurgalılarda da bulunur. Bu proteinler genellikle proteazlara karşı dirençlidir (proteinleri katalize eden enzimler).

İnsan vücudunda bulaşıcı olmayan proteinin normal formu olan prion proteinleri PrP (C) 'nin kullanışlılığı hakkında çok az şey bilinmektedir..

Bununla birlikte, bazı araştırmacılar, farelerde, bu proteinlerin periferik sinir sistemi hücrelerinde miyelin onarımını aktive ettiğini göstermiştir. Bunların bulunmamasının, bu tür sinir hücrelerinin demiyelinizasyonuna neden olduğu da gösterilmiştir..

yapıları

Prionların yapısı hakkında sahip olduğumuz bilgi temel olarak bakteri üzerinde yapılan araştırmalardadır. Escherichia coli.

Yapılan çalışmalar PrP (C) (normal) ve PrP (Sc) (enfeksiyöz) polipeptitlerin amino asit kompozisyonunda aynı olduğunu, ancak 3D konformasyonunda ve bunların katlanmasında farklı olduğunu göstermektedir..

PrP (C)

Bu bulaşıcı olmayan prionlar insanlarda 209 amino aside sahiptir. Disülfit bağları var. Yapısı alfa-heliseldir, yani spiral şekilli amino asitlere (alfa helisleri) ve az sayıda yassı amino asit teline (beta tabakaları) sahiptir..

Bu protein santrifüjleme ile ayrılamaz, bu da tortulamayacağı anlamına gelir. Proteinaz K adı verilen geniş spektrumlu serin proteaz tarafından kolayca sindirilir.

PrP (Sc)

PrP (C) 'yi bulaşıcı PrP (Sc) izoformlarına ve anormal bir konfigürasyona veya şekle dönüştüren bulaşıcı bir proteindir.

3D yapısından çok az şey bilinmektedir, ancak az sarmal şekillere ve daha fazla düz şerit veya betaya sahip olduğu bilinmektedir. İzoformdaki değişim, prion hastalıklarının temel olayı olarak bilinir..

fonksiyonlar

Hücresel prion proteinleri [Prp (C)], çok çeşitli organ ve dokuların hücre yüzeyinde bulunur. Organizmalarda prionların fizyolojik fonksiyonları hakkında çok az şey bilinmektedir. Buna rağmen farelerde yapılan deneyimler, aşağıdaki gibi olası işlevleri gösterir:

Metabotropik glutamat reseptörleri ile

PrP (C) 'nin glutamat reseptörleri (iyonotropik ve metabotropik) ile etki ettiği gösterilmiştir. PrP (C), hücre yüzeyinde Ap peptidinin sinaptotoksik oligomerleri için reseptör olarak katılır.

Embriyonik gelişimde

Murina ailesinin farelerinde, PrP (C) prion proteinlerinin embriyonik gelişimde implantasyondan birkaç gün sonra eksprese edildiği keşfedildi..

Bu, bu küçük memelilerin gelişimi sırasında rol oynadıklarını göstermektedir. Araştırmacılara göre nörtogenezin düzenlenmesiyle ilgili rol (nöronların akson ve dendritlerinin üretimi).

Ayrıca aksonal büyüme üzerinde de etki ederler. Bu prion proteinleri serebellar devrenin gelişiminde bile rol oynarlar. Bundan dolayı, bu prion PrP (C) 'nin yokluğunun, kemirgenlerin motor gelişiminde gecikmeye yol açtığına inanılmaktadır..

nöroprotektif

PrP (C) 'nin genlerin oryantasyonu ile aşırı ekspresyonu üzerine yapılan çalışmalarda, bu prionların bulunmamasının beynin bazı kısımlarına (akut beyin iskemisi) kan temini ile ilgili sorunlara yol açtığı bulundu.

Bu, prion proteinlerinin nöroprotektör olarak görev yaptığı anlamına gelir. Ek olarak, PrP (C) 'nin aşırı ekspresyonunun iskeminin neden olduğu lezyonları azaltabileceği veya iyileştirebileceği gösterilmiştir..

Periferik sinir sistemi

Prp (C) 'nin periferik miyelinin korunmasındaki fizyolojik fonksiyonu son zamanlarda keşfedildi.

Bir laboratuvar çalışması sırasında, prion proteininin yokluğunda, laboratuar farelerinin, periferik nöropati olarak adlandırılan şeyde, beyinden ve omurilikten bilgi taşıyan sinir yetersizlikleri geliştirdiği keşfedildi..

Hücre ölümü

Prionlara benzer bazı proteinler vardır ve bunlar vücudun beyinden başka bölgelerinde bulunur..

Bu tür proteinlerin işlevleri, organizmaya saldırıldığında (örneğin virionlar tarafından) hücre ölümünü başlatmak, düzenlemek ve / veya kontrol etmek ve böylece patojenin yayılmasını önlemektir..

Bu proteinlerin bu tuhaf işlevi, araştırmacıların, patojenlerle mücadelede bulaşıcı olmayan prionların olası önemi hakkında düşünmelerini sağlar..

Uzun süreli hafıza

ABD, Missouri'deki Stowers Enstitüsü'nde yapılan bir çalışma. PrP prionlarının uzun süreli hafızanın korunmasında rol oynayabileceğini göstermiştir..

Çalışma, belirli prion proteinlerinin uzun süreli hafızanın fizyolojik fonksiyonlarının korunmasında çalışmak için kontrol edilebileceğini ortaya koydu.

Kök hücre yenilenmesi

Kan dokusunun kök hücrelerinde ifade edilen prion proteinleri üzerine yapılan bir araştırma, tüm bu kök hücrelerin (hematopoetik), hücre zarlarında prion proteinleri ifade ettiğini ortaya koydu. Bu nedenle, hücre yenileme sürecinin karmaşık ve çok önemli bir sürecine katıldıklarına inanılmaktadır..

Prionların neden olduğu hastalıklar

Prion kökenli patolojiler, ilerleyici dejeneratif beyin hastalıkları olarak kabul edilir. Sığır hayvanlarına, geyiklere, karayiplere, koyunlara ve hatta insanlara saldırabilirler..

Bu hastalıklara PrP (C) proteinlerinin yapısındaki bir değişiklik neden olur ve spesifik fonksiyonları günümüzde hala belirsizdir. Prion patolojileri bilinen bir neden olmadan ortaya çıkabilir. Kalıtsal bir genetik kökene sahip olabilirler ve bulaşıcı-bulaşıcı bir şekilde de bulaşabilirler..

Prionlar aile tipi, sporadik ve bulaşıcı hastalıklara neden olur. Ailesel prion hastalıkları kalıtsal olanlardır. Sporadik patolojiler en yaygın olanıdır ve bilinen nedenler olmadan ortaya çıkar.

Bulaşıcı hastalıklar nadir görülür, insandan insana bulaş, hayvandan hayvana, insandan hayvana bulaşabilir ve bunun tersi de geçerlidir. Sebepler çoktur ve kontamine et tüketiminden, yamyamlıktan, transfüzyonlardan kontamine cerrahi ekipmanın manipülasyonuna kadar uzanır.

En sık görülen prion hastalıkları:

Creutzfeldt-Jakob hastalığı (CJD)

İnsanlar arasında en yaygın prion hastalığı olarak kabul edilirse, bu küresel dağılım yani kozmopolit bir patolojidir. Kalıtsal (aile), sporadik veya bulaşıcı bir şekilde oluşabilir..

Hastalarda demans, mastürbasyon veya ani istemsiz hareketler ve merkezi sinir sisteminin eksiklikleri gibi belirtiler vardır..

Tedaviye ve hastalığın şekline bağlı olarak ölüm, hastalığı aldıktan sonra 4 ay ila 2 yıl arasında ortaya çıkabilir. Tanı koymak zordur, genellikle yapılır. ölüm sonrası, otopsi sırasında.

Gerstmann-Sträussler-Scheinker hastalığı

Kalıtımsal veya otozomal dominant bulaşıcı ensefalik süreçte prionların neden olduğu bir hastalıktır. Hastalık kendini 40 ila 60 yaş arasında gösterir..

Bu insanlar sık ​​sık saldırgan olma, kelimeleri ifade etmek (dizartri), sarsıntı veya ani istemsiz hareketler yapmak için problemler ortaya koyuyor.

Serebellar dejenerasyon kararsız yürüyüş eşliğinde. Diğer semptomların yanı sıra hiporefleksi, sağırlık, bakış felci, demansı da gözlemlemek mümkündür. Yaşam beklentisi yaklaşık 5 yıl veya biraz daha uzun.

Proteaz için değişken duyarlılığa sahip prionopati

Çok nadir görülen bir hastalıktır, görülme sıklığı 100 milyon kişi başına 2 ila 3 vakadır. Patoloji Gerstmann-Sträussler-Scheinker hastalığına benzer.

Proteinin klinik belirtileri proteazlara karşı düşük direnç gösterir, bazıları bu enzimlere karşı daha az duyarlı, bazıları ise daha az hassastır.

Hastaların sunduğu semptomlar: konuşma ve bilişsel bozulma ile ilgili problemler, beynin hareketleri kontrol ettiği ve kas koordinasyonunu yaptığı alandaki nöronların kaybı.

Hastalık üçüncü yaştaki hastalarda (70 yaş) sık görülür ve bir kez enfekte edilen tahmini yaşam süresi yaklaşık 20 aydır.

Ölümcül uykusuzluk

Kalıtsal veya ailesel bir hastalıktır, ayrıca sporadik de olabilir. Hastalığın kalıtsal veya otozomal dominant mutasyona bağlı olduğu bilinmektedir..

Hastalar uyku ve uykuda birikme sorunları, demans, bilişsel bozulma, hatta hipertansiyon, taşikardi, hiperhidroz ve diğer problemler gibi semptomlar gösterir..

Etkilediği yaş oldukça geniştir, çünkü 23-73 yaşları arasındadır, ancak yaş ortalaması 40'tır. Enfekte olan yaşam süresi 6 yıldan biraz fazla.

Kuru

Bu prion hastalığı sadece Papua Yeni Gine'de yaşayanlarda tespit edilmiştir. Yamyamlık ve ölülerin yas tutma ritüelinin kültürel geleneği, bu insanların ensefalon veya insan eti yedikleri bir hastalık..

Genel olarak, hastalığı taşıyan insanlar, vücudun farklı bölgelerinde kontrol edilemez ve istemsiz hareketler gösterirler..

Titreme, hareket kontrol kaybı ve kas koordinasyon kaybı var. Enfekte kişilerde yaşam beklentisi iki yıldır.

Hayvanlarda hastalıklar

Hayvanlarda prionlar tarafından üretilen patolojiler arasında sığır süngerimsi ensefalopati vardır. Bu hastalık Avrupa'da, halk sağlığında, hayvan sağlığında ve etkilenen ülkelerin ekonomisinde hasara yol açtı..

Hayvanlardaki diğer hastalıklar hurda, bulaşıcı vizon ensefalopatisi, kronik tükenme hastalığı (geyiklerde) ve kedi süngerimsi ensefalopatidir..

Bu hastalıklar, insanlarda sunulanlar gibi, etkili bir tedaviye sahip değildir, bu nedenle, özellikle enfekte ineklerden et tüketimi sonucu meydana gelen insan enfeksiyonlarından sonra önleme şarttır..

tedaviler

Bugüne kadar prion hastalıklarının bilinen bir tedavisi yoktur. Tedavi semptomatiktir. Hastalara palyatif bakım ve genetik analiz planlamaları tavsiye edilir ve aile üyeleri için danışmanlık önerilir..

Antiviral, antitümör gibi prion hastalıkları, Parkinson hastalıkları için ilaçlar, immünosüpresyon tedavisi, antibiyotikler, antifungaller, hatta antidepresanlar gibi hastalarda çok çeşitli ilaçlar test edilmiştir..

Ancak, şu anda bu semptomların bazılarının azaldığını veya hastaların sağkalımını iyileştirdiğini gösteren herhangi bir kanıt yoktur..

önleme

Prionlar çeşitli fiziksel ve kimyasal değişikliklere karşı dayanıklıdır. Bununla birlikte, hastaların kontamine cerrahi aletlerle kontaminasyonunu önlemek için farklı teknikler kullanılır.

En çok kullanılan teknikler arasında, ekipmanı bir saat süreyle 132 ° C'de bir otoklavda sterilize etmek ve ardından aletleri en az bir saat daha sodyum hidroksit içine batırmaktır..

Öte yandan, Dünya Sağlık Örgütü (WHO), prion hastalıklarının yayılmasını önlemek için önlemler geliştirmiştir. Bu kuruluş, gözler, beyin, bağırsaklar, bademcikler ve omurilik gibi yasaklanmış veya potansiyel olarak riskli dokuların yönetimi için normlar belirler..

referanslar

  1. Prion, Enfeksiyöz Ajan. Britannica.com adresinden kurtarıldı.
  2. Bir prion nedir? Scientificamerican.com adresinden kurtarıldı.
  3. P.C. Kalikiri, R.G. Sachan. 2003. Prionlar - Proteinli Bulaşıcı Parçacıklar. Hint Klinik Tıp Akademisi Dergisi.
  4. Prion. En.wikipedia.org sitesinden alındı
  5. K. M. Pan, M. Baldwin, J. Nguyen, M. Gasset, A. Serban, D. Groth, I. Mehlhorn, Z. Huang, R.J. Fletterick, F.E. Cohen (1993). Alfa helislerinin beta tabakalara dönüştürülmesi, scrapie prion proteinlerinin oluşumunda özellik gösterir. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri.
  6. M.-A. Wulf, A. Senatore ve A. Aguzzic (2017). Hücresel prion proteininin biyolojik fonksiyonu: bir güncelleme. BCM Biyolojisi.
  7. DC Zhang, A.D. Steele, S. Lindquist, H.F. Lodish (2006). Prion proteini uzun süreli repopulating hematopoietik kök hücrelerde eksprese edilir ve kendi kendini yenileştirmesi için önemlidir. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri.
  8. Prionlar (bulaşıcı süngerimsi ensefalopatiler) tarafından üretilen hastalıkların incelenmesi msdmanuals.com.
  9. E. Arranz-Martinez, G. Trillo-Sanchez-Redondo, A. Ruiz-Garcia, S. Ares-Blanco (2010). Prionpathies: prion ensefalopatileri. Aile Hekimliği. SEMERGEN.