Другие [19] сообщили о случае прионной болезни, болезни Крейтцфельдта-Якоба, первоначально возникшей у человека с COVID-19.” [выделение добавлено].
Прионы: исследования таинственных молекул продолжаются
Он и его коллеги, используя очищенный образец Скрапи, взятый у хомяков, были первыми учеными, которые получили представление об этой аберрантной структуре. Но это было сделано с помощью инфракрасного спектрометра, который измеряет поглощение инфракрасного света и не позволяет получить структурные детали. Ученые часто используют адаптированные к грызунам штаммы скрапи в качестве прототипов для родственных прионных заболеваний человека болезнь Крейтцфельдта-Якоба , крупного рогатого скота коровье бешенство , оленей и лосей хроническая болезнь истощения. Исследователи опубликовали результаты изучения бета-листов в прионах в 1991 году, и с тех пор Коги и многие молодые ученые, которых он наставлял, работали над усовершенствованием этой работы. Использованный тогда штамм скрапи хомячка 263K - тот же самый, что и в их недавнем исследовании. Революция в степени разрешения В 2019 году Краус открыла свою собственную независимую лабораторию, но, что важно, сотрудничество с лабораторией Коги продолжалось - теперь Краус имела доступ к новому, усовершенствованной криогенной электронной микроскопии. Используя протоколы и систему, разработанную коллективом в течение многих лет, Коги готовил образцы для отправки Краус для получения изображений а Краус отправляла Коги терабайт за терабайтом данные, которые затем анализировались и включались в разрабатываемую модель. К осени 2020 года - во время пандемии - группы получили изображения прионов скрапи с беспрецедентным разрешением и, используя недавно разработанные вычислительные методы, продемонстрировали огромные перспективы для создания первой модели на атомном уровне. Зная, что они близки к цели, Краус вспоминает, что работал день и ночь в течение ноября и декабря 2020 года и в 2021 году.
По словам Крауса, "было много встреч, телефонных звонков, текстовых сообщений и удаленных вычислительных задач", в ходе которых было получено около 13 000 изображений в высоком разрешении. Затем, в начале января 2021 года, последняя деталь: "Когда огромные массивы данных были проанализированы, мы впервые поняли, что можем визуализировать с высоким разрешением структуру приона. Это была такая веселая встреча по Zoom. Мы провели вторую половину дня, исследуя, что мы сделали правильно, что нет, а о чем даже не задумывались".
В январе 2021 года Эллисон Краус нашла последний фрагмент в изучении молекулярной структуры инфекционного приона - головоломки, которую ее наставник, Байрон Коги начал решать 30 лет назад.
Они вместе с многочисленной командой ученых впервые разгадали трехмерную структуру приона в высоком разрешении. Они также получили беспрецедентные, но с меньшим разрешением, изображения другого штамма приона. Определение структуры прионов и их разнообразия имеет фундаментальное значение для того, чтобы помочь исследователям понять, как развиваются прионные заболевания, как можно применять целевые методы лечения для замедления и предотвращения болезни, и как прионы соотносятся с белками, вызывающими родственные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Для сравнения, нормальная форма прионного белка показана привязанной к клеточной мембране рядом с поврежденной формой, которая является инфекционной. Это графическое изображение было создано после того, как ученые проанализировали тысячи данных из изображений инфекционных прионов.
Коги считает, что их исследование "Структура высокого разрешения и сравнение штаммов инфекционных прионов млекопитающих", опубликованное 23 августа в журнале Molecular Cell, даст коллегам исходный пример того, как нормальные молекулы PrP могут сворачиваться и аккумулироваться, вызывая заболевания. Ранее у ученых были лишь обоснованные догадки о структуре прионов, которыми они могли руководствоваться в своей работе. Две ведущие теории предполагали, что структура представляет собой либо ряд сложенных в штопор молекул - бета-соленоидная модель, либо то, что было предложено группой Коги в 2014 году и теперь подтвердилось: модель PIRIBS. PIRIBS, что расшифровывается как parallel-in-register intermolecular beta-sheet, показывает блиноподобные слои молекул PrP, образующие прионные фибриллы. Бета-листы являются ключевой лестничной субструктурой таких фибрилл.
Сравнивая новые изображения двух прионных штаммов грызунов, Краус и Коги смогли увидеть, что они заметно отличаются по структуре, что отчасти объясняет различные нейродегенеративные заболевания, которые они вызывают. Они признают, что эти первоначальные структуры не смогут объяснить все штаммы прионов, и что им необходимо, как говорит Коги, "гуманизировать понимание структур прионов".
Редко патологический белок можно занести в организм, съев полусырое мясо, зараженное прионами например, говядину , или же из-за плохо обработанных хирургических инструментов. Исследователи за более чем 40 лет успели достаточно хорошо изучить строение прионов, но зафиксировать само перерождение удавалось редко, и этот процесс пока известен плохо, поскольку переходные формы крайне неустойчивы. Международной группе ученых удалось изучить все стадии перерождения мутантной формы белка T183A huPrP, которая может становиться прионной и обнаруживается у людей с наследственной формой болезни Крейтцфельдта-Якоба. С помощью ЯМР-спектроскопии и вычислительного анализа они смогли обнаружить «слабые места» в молекуле, с которых начинаются конформационные перестройки. Изменения во вторичной форме белка, обусловленные мутацией, дестабилизируют дальнейшее сворачивание белка в третичную форму и обуславливают его переход в промежуточную форму, которая имеет тенденцию превращаться затем в патологическую прионную T183A huPrPSc. Исследователи воспользовались моноклональным антителом POM Abs, чтобы попытаться остановить переход белка из нормальной в промежуточную форму, и обнаружили, что этот подход может быть очень эффективен.
Болезнь Крейтцфельда-Якоба CJD — редкое, но тем не менее наиболее известное прионное заболевание человека. Существует несколько форм CJD — наследственная, ятрогенная, спорадическая, вариативная, при этом первые три отличаются преимущественно способом распространения. Патоморфологические картины наследственной, ятрогенной и спорадической CJD схожи: во всех случаях наблюдаются прогрессирующие когнитивные нарушения, поражения и дисфункуция мозжечка или комбинация этих расстройств; нарушение зрения вплоть до слепоты; миоклонические припадки. В терминальной стадии появляются глобальные когнитивные нарушения, смерть наступает через 8—10 месяцев после диагностирования CJD [14]. Вариативная CJD имеет несколько более глубоких отличительных особенностей: поражает молодых людей в возрасте в среднем до 30 лет, ее начало характеризуется изменениями поведения, бессонницей, депрессией; двигательные нарушения проявляются примерно через 6 месяцев от начала заболевания в виде прогрессирующей атаксии, хореи, миоклонуса; слабоумие наступает позднее, чем при классической форме, пациент осознает свое ухудшающееся состояние. Для вариабельной БКЯ типичны не только начало в более молодом возрасте, но и средняя выживаемость, превышающая 14 месяцев [15]. Болезнь начинается в среднем возрасте с проявления мозжечковой атаксии, речевых расстройств, деменции и измнений в поведении.
К числу этих симптомов могут прибавляться диплопия, глухота, миоклонические приступы, спастичность. Куру— прионное заболевание, эндемичное для некоторых районов Папуа-Новой Гвинеи. Основным способом распространения этой болезни был ритуальный каннибализм. Симптоматика включает в себя двигательные расстройства тремор, массивные фасцикуляции, хореоатетоз, миоклонии. Смерть наступает через приблизительно 2 года после дебюта заболевания. В 2009 году было уставлено, что некоторые члены одного из аборигенных племён обладают врождённым иммунитетом к куру благодаря появлению у них относительно новой полиморфической модификации гена PNRP [17]. Отмечается, что существует и спорадическая форма этого заболевания «спонтанная», FSI [18].
В обоих случаях наблюдается следующая картина: нарушения сна, галлюцинации, вегетативная гиперактивация, двигательные нарушения, резкое и прогрессирующее снижение когнитивных способностей. Болезнь продолжается от 8 до 72 месяцев среднее значение составляет около 18 месяцев , после чего больной умирает. Происходит стремительная гибель нейронов и астроглиоз переднего и медиального таламуса и нижних оливок с последующим поражением коры головного мозга и мозжечка. Описана стадийность заболевания [18]: начальная форма характеризуется появлением тяжёлой бессонницы, панических атак, патологической тревоги и фобий; на второй стадии развития болезни больной начинает испытывать галлюцинации; на предпоследней стадии больной утрачивает способностью ко сну и стремительно теряет вес; терминальная стадия приводит к утрате речи и смерти. В 2013 году была обнаружена иная клиническая форма прионных заболеваний, связанная с поражением вегетативной нервной системы [19]. Заболевание ассоциировано с появлением новой мутации в гене PRNP, приводящей к укорочению прионного белка и последующим нарушением его связи с клеточными мембранами. В этом случае распространение прионных агрегатов не ограничивается ЦНС.
Предположительно, имеет место миграция PrPSc в переферические нервы и внутренние органы. Серия симптомов проявляется уже в раннем возрасте: хронический понос, вегетативная недостаточность и сенсорная полинейропатия. В зрелом возрасте наступает поражение ЦНС, приводящее к появлению деменции и судорог в числе симптомов. Вариабельная протеаза-чувствительная прионопатия VPSPr, ВПЧП — ещё одно новое редкое спорадическое прионное заболевание, впервые описанное в 2008 году. Невосприимчивость прионных белков, вызывающих VPSPr, к действию протеаз, значительно снижена. Болезнь манифестируется расстройствами речи афазия, дизартрия , когнитивными нарушениями, в некоторых случаях атаксией и паркинсонизмом. Перспективы лечения прионных заболеваний Множество исследований в этой области дают основание для возможности ингибиции репликации прионов и лечения вызывамых ими болезней.
Как было отмечено выше, иммунный ответ организма на PrPSc отсутствует. Однако эксперимент, проведённый с полученными in vitro прионами, доказал, что использование антител, выработанных на определённые антигенные детерминанты PrP, индуцирует ингибирование размножения PrPSc [21], приводящее к отсрочке заболевания. Иной подход основан на использовании антисенсовых олигонуклеотидов АСО — коротких фрагментов нуклеиновых кислот, останавливающих трансляцию с матричной РНК за счёт образования на ней петлеобразных участков.
Что еще почитать
- Прионы: исследования таинственных молекул продолжаются
- Общие сведения
- Некоторые сведения о прионах
- Глава Министерства здравоохранения Карелии предупредил о страшной напасти для человечества
- Лесная амнистия, запрет на снос домов и не только
- Два охотника умерли от странной болезни мозга
Neurology: зафиксирована смертельная болезнь, передавшаяся 2 людям от оленя
Но найти число заразившихся прионной болезнью в 2021 году не так уж просто. Прионные болезни — это недостаточно исследованные формы инфекционных и наследственных поражений, которые возникают в организме человека на фоне проникновения. Все наследственные прионные заболевания связаны с аутосомным наследованием мутаций, произошедших в данном гене.
Похожие статьи
- Neurology: Зомби-олени заразили 2 человек смертельной инфекцией
- В 2023 году людям грозят прионные болезни, заявил глава Минздрава Карелии
- Neurology: зафиксирована смертельная болезнь, передавшаяся 2 людям от оленя
- Прионная болезнь смертельна. В России диагноз не ставят
- Лесная амнистия, запрет на снос домов и не только
- Прионные болезни
7 фактов о прионных болезнях, которые заставят насторожиться
Мутировав, прионы вызывают такие смертельные недуги, как куру и губчатая энцефалопатия. Заболеть может каждый, независимо от возраста. Чиновник отметил, что человечество пока не готово к таким вызовам.
Редко патологический белок можно занести в организм, съев полусырое мясо, зараженное прионами например, говядину , или же из-за плохо обработанных хирургических инструментов. Исследователи за более чем 40 лет успели достаточно хорошо изучить строение прионов, но зафиксировать само перерождение удавалось редко, и этот процесс пока известен плохо, поскольку переходные формы крайне неустойчивы. Международной группе ученых удалось изучить все стадии перерождения мутантной формы белка T183A huPrP, которая может становиться прионной и обнаруживается у людей с наследственной формой болезни Крейтцфельдта-Якоба. С помощью ЯМР-спектроскопии и вычислительного анализа они смогли обнаружить «слабые места» в молекуле, с которых начинаются конформационные перестройки. Изменения во вторичной форме белка, обусловленные мутацией, дестабилизируют дальнейшее сворачивание белка в третичную форму и обуславливают его переход в промежуточную форму, которая имеет тенденцию превращаться затем в патологическую прионную T183A huPrPSc. Исследователи воспользовались моноклональным антителом POM Abs, чтобы попытаться остановить переход белка из нормальной в промежуточную форму, и обнаружили, что этот подход может быть очень эффективен.
Мутировав, прионы вызывают такие смертельные недуги, как куру и губчатая энцефалопатия. Заболеть может каждый, независимо от возраста. Чиновник отметил, что человечество пока не готово к таким вызовам.
И даже не потому, что они такие редкие хотя это на самом деле так. К примеру, болезнь Крейтцфельдта-Якоба в доковидное время встречалась у одного человека из миллиона , но еще и потому, что болезнь считается заразной — передается не воздушно-капельным путем, а через кровь. Для врача это риск, потому что нужно делать люмбальную пункцию введение иглы в пространство спинного мозга на поясничном уровне, — прим. Помня истории о том, как у кого-то порвалась перчатка, психологически это делать сложно и неприятно. Поэтому, как правило, их выписывают с какой-нибудь стандартной энцелофапатией домой, и они там тихо умирают», — признался «Доктору Питеру» врач одной из петербургских больниц. В итоге люди оказываются без диагноза, не зная от чего умирают, а родственники не понимают, что они в огромной опасности. Кроме того, по требованию Роспотребнадзора врач обязан известить о пациенте с прионным заболеванием в течение двух часов после постановки диагноза, и утилизировать то есть уничтожить все медицинское оборудование, с которым соприкасался пациент.
По логике — если ему делали МРТ, то аппарат утилизируют тоже. Поэтому врачи предпочитают не ставить такой диагноз, считая, что для пациента он уже не имеет особого значения — финал в любом случае печальный. Долгое развитие и быстрый финал Об особенностях прионных заболеваний, и почему ковид повлиял на их развитие, «Доктору Питеру» рассказала врач-невролог Ирина Милюхина. Ирина Милюхина Руководитель научно-клинического центра нейродегенеративных заболеваний и ботулинотерапии, заведующая отделением неврологии Института мозга им.
Человечеству грозят прионные болезни, в 2023 заявил глава Минздрава Карелии
Но найти число заразившихся прионной болезнью в 2021 году не так уж просто. Прототипом прионной болезни было трансмиссивное нейродегенеративное заболевание овец – таинственная смертоносная скрейпи (или почесуха овец). "Я хочу поделиться новостью о том, что Кентукки присоединился к длинному списку штатов по всей стране – с подтвержденным случаем хронического истощающего заболевания.
Neurology: зафиксирована смертельная болезнь, передавшаяся 2 людям от оленя
| Что такое прионные болезни, и почему в 2021 году их в России вспоминают вместе с коронавирусом | Прионовые заболевания вызваны белковыми агентами (прионами), не содержащими нуклеиновых кислот; характеризуются тяжелым поражением центральной нервной системы. |
| Пускают слюни и ничего не боятся: опасный для людей «зомби-вирус» нашли у оленей в США Блокнот. | Почему прионы называют «молекулами-зомби» и чем именно так опасны прионные заболевания? |
| Прионы — Википедия | Однако при прионных заболеваниях безвредный белок начинает аномально сворачиваться, в результате чего образуется враждебная и заразная форма. |
| Cамая страшная болезнь: почему Франция приостановила изучение прионов? | Сенефф считает, что прионные заболевания связаны с токсичными химическими веществами, потому что они вызывают неправильную укладку белков. |
| Министр здравоохранения Карелии объяснил, чем опасны незнакомые многим прионные болезни | Статья на конкурс «био/мол/текст»: Прионные заболевания — феномен, открытый в двадцатом веке, и в нем же начавший играть большую роль: увеличение прод. |
Прионные болезни: причины, симптомы, диагностика, лечение
Биологи научились избирательно отключать ген, связанный с развитием «коровьего бешенства» и других смертельно опасных прионных заболеваний. Что такое прионная болезнь "Прионные заболевания — они же называются трансмиссивными губчатыми энцефалопатиями — представляют собой семейство редких прогрессирующих. Аномальное сворачивание прионных белков «приводит к повреждению головного мозга и характерным признакам и симптомам заболевания», говорится на веб-сайте CDC. О прионных болезнях и о том, кто в зоне риска, рассказал министр здравоохранения Карелии Михаил отметил, что прионные болезни вскоре будут встречаться все чаще. У человека наиболее известной прионной болезнью является болезнь Крейтцфельдта-Якоба, практически всегда приводящая к летальному исходу.