erwin. priones

Priones

Dr. en C. Erwin Chiquete

Objetivos• Definir el concepto de prión y mencionar sus caracteríasticas distintivas.

• Mencionar las enfermedades causadas por priones así comosu mecanismo patogénico.

• Enumerar los puntos en los que el conocimiento de los priones aparentemente ha contravenido lasteorías centrales de la biología molecular y la bioquímica.

En busca de un agente infeccioso

En busca de un agenteinfeccioso

En 1957 Gajdusek, virólogo e inmunólogo visita Nueva Guinea y conoce una extraña enfermedad que los nativos llamaban “kuru” (temblor). Nota que la enfermedad afectaba al 50% de la población acualquier edad y más al sexo femenino.

Inicialmente Gajdusek piensa queel kuru se trataba de una encefalitisviral, pero no logra cultivar ningún virus. Más tarde, la hipótesis de una enfermedad hereditaria se descartó.

Hadlow reconoce que los cambiosneuropatológicos son similaresa los observados en el “scrapie”. Gajdusek logra transmitir la enfermedad a monos con extractos de cerebros humanos. Concluye quela enfermedad es causada por unvirus lento.

Klatzo nota que los cambios patológicos son casi indistinguiblesde los de la enfermedad hereditariade Creutzfeldt-Jakob (ECJ). Prusiner estudia las necropsiasde pacientes con ECJ y concluyeque se trata del agente más pequeño conocido y sobre todo queeste agente carecía de DNA.

Las hipótesis heréticasacerca de los priones.

Antiguos dogmas

• Los mecanismos infectivos implicanreplicación del agente infeccioso, estosupone que éste debe contener ácidos nucleicos.

• La estructura primaria de una proteína le confiere a ésta su arregloen órdenes superiores:

“una secuencia, una conformación”

¿Qué es un prión?

¿Qué es un prión?

Prusiner acuñó el término prión de“proteinaceous infectious particle”.

Se trata de una proteína celular que es expresada constitutivamenteen neuronas, tejido linfático yen uniones neuromusculares.

Su gen es el PRPN, cuyo locus es20p12. Evolutivamente es muy conservada,encontrándose también en levaduras. Es una pequeña glucoproteínaanclada a la membrana celular en suparte exterior mediante GPI.

La proteína normal es denominadaPrPc (o proteína priónica) y a la versión patológica es llamada PrPsc

(o simplemente prión).

La características de patogenicidad las confiere su conformación tridimensional, paticularmente suestructura de orden superior.

Características estructurales

Características estructurales

PM: 30 kDEP: 254 aaES: 40% hélices, muy pocas hojas

PrPc

PrPsc

PM: 30 kDEP: 254 aaES: 30% hélices, 45% hojas

PrPc

Características estructurales

Características estructurales

PrPsc

Características estructurales

PrPsc

Características estructurales

PrPsc, fibrillas amiloides

Características estructurales

Sus características estructuralesle confieren resistencia a altas temperaturas y a antisépticos y microbicidas utilizados regularmente.

Sin embargo, el tratamiento conenzimas proteolíticas (algunas) ofenol produce extractos inofensivos.

Características funcionales

Características funcionales

Priones y enfermedad

Priones y enfermedad

Encefalopatíaespongiforme

Hereditaria(mutación germinal

de PRPN)Infecciosa

Esporádica(mutación somática

de PRPN)

Priones y enfermedad

Enfermedad Huésped MecanismoKuru Humano Canibalismo ritual

iCJD Humano Yatrogénica

vCJD Humano Priones bovinos (?)

fCJD Humano Mutaciones germinales

GSS Humano Mutaciones germinales

FFI Humano Mutaciones somáticas

sCJD Humano Mutaciones somáticas o conversión espontánea (?)

FSI Humano Mutaciones somáticas o conversión espontánea (?)

Scrapie Oveja Infección en ovejas genéticamente susceptibles

BSE Vaca Infección con material contaminado

TME Mink Infección de vacas u ovejas

CWD ciervo, alce ?

FSE Gatos Infección con carne contaminada

Mecanismo infectivo

Mecanismo infectivo

La hipótesis que goza de más adeptos es la de “sólo una proteína”,es decir, sólo se requiere de PrPsc para provocar el daño.

El hecho de que no ha sido posiblela generación de partículas recombimamtes infectivas apoya lahipótesis de “el factor permisivo”.

Mecanismo infectivo

En el humano elmecanismo puedeimplicar dos formas:

• Consumo de carne infectada.

• Yatrogénica.

Mecanismo infectivo

Mecanismo infectivo

La forma en que PrPsc “prolifera” es asociándose con PrPc e imprimiéndole cambios conformacionales patológicos:

• Plegamiento (transformación de una forma secundaria predominantemente de hélice a una con hojas plegadas ,además de disminución de la glucosilación, etc.).

Mecanismo infectivo

Mecanismo infectivo

Mecanismo infectivo

Normalmente PrPc no es resistentea proteinasa K, pero al incubarla conPrPsc, adquiere resistencia, aunqueno ha sido posible crear partículas infectivas con este método.

Cepas

Cepas

Se han identificado 30 “cepas” diferentes causantes de scrapie en ovejas y 4 de ECJ en humanos, quese distinguen por sus diferentes propiedades fisicoquímicas, como resistencia a digestión por proteinasa K, glucosilación y unión a metales.

Cepas

Se han identificadovarias mutaciones delgen PRPN, que ofrecen unaversión patológica de PrPc

(enfermedad hereditaria), obien, susceptibilidad al cambio impuesto por PrPsc.

También se han detectadopolimorfismos que tieneninfluencia en la progresiónde la enfermedad, así comosu expresión fenotípica.

Mecanismo patológico

Mecanismo patológicoEncefalopatía espongiforme

BSE (vaca) Kuru (humano)

Scrapie (oveja) CJD (humano)

Mecanismo patológico

Posiblemente:

• Efecto neurotóxico directo, relacionado con el dominio 106-126 (epítope expuestoen PrPc y oculto en PrPsc).• Disminución de PrPc y ulterior estrés oxidativo.• Disminución de PrPc y apoptosis.

Mecanismo patológico

Sin embargo:

• No se ha podido demostrar quePrPsc sea directamnete citotóxico.

• Es necesaria la expresión de PrPc

para que PrPsc cause daño celular;como una condición sine qua non.

Manifestaciones clínicasde la disfunción tisular

Manifestaciones clínicas

Muy variadas, pero en general:

• Demencia progresiva.• Movimientos anormales (temblor,sacudidas, temblores, rigidez).• Ataxia.• Coma.• La muerte invariablemente.

Conclusiones

Conclusiones

• Los priones son versiones patológicasde proteínas celulares normales.• Se comportan como agentes infecciosos(confieren contagiosidad) a pesar de noposeer ácidos nucléicos.• Su periodo de incubación es largo.• Causan muerte neuronal y disfuncióntisular en SNC, de donde derivan las manifestaciones clínicas.• Invariablemente causan la muerte delhuésped.

Perspectivas

Perspectivas

• Métodos de diagnóstico molecularaccesibles.

• Dilucidación exacta de los mecanismosinfectivos y patológicos.

• Participación de los priones o agentessimilares en otras enfermedades.

• Tratamiento.

Gracias