Zašto su prioni neurotoksični?

prion, izvor: Eye of Science

Stanley Prusiner se 1972. zainteresirao za grebež (scapie), jednu zaraznu bolest ovaca čiji uzrok niko nije znao. Do tada poznate infektivne bolesti su bile uzrokovane ili bakterijama, ili virusima te nekim protistima, a Prusiner je sumnjao da se kod grebeža radi o nekom virusu. Međutim, eksperimenti su sugerirali da ovu bolest izaziva nešto potpuno nepoznato nauci: bolest su uzrokovale infektivne čestice nađene u mozgu zaraženih ovaca, a koje nisu sadržavale niti DNK, niti RNK, kao kod RNK-virusa. Ove čestice su sadržavale samo protein. Stanley Prusiner ih je nazvao "prioni", što je skraćenica za "protein infectious particles". 

Premda su prioni identificirani po prvi put kod ovaca, mnogi drugi organizmi mogu biti inficirani nekom klasom priona. Prioni ponajviše napadaju nervni sistem, uništavajući na neki način nervne stanice, zbog čega se javljaju "rupe" u moždanom tkivu. Zbog toga su ove bolesti obično opisane kao "spongiformne encefalopatije". Bolest ludih krava je zapravo goveđa spongiformna encefalopatija. 

Stanley Prusiner, izvor: Guardian

Kuru je zarazna neurodegenerativna bolest endemska za područje Papua Nova Gvineja, a ime je dobila prema riječi u lokalnom jeziku koja znači "drhtati, tresti se", a koja je među lokalnim življem poznata i kao "bolest smijeha" jer je jedan od simptoma nekontrolisan smijeh. Inače, kuru je bolest kojom se domoroci ovog područja zaraze preko ritualnog kanibalizma pri sahranjivanju mrtvih, koji je jedan od adeta tamošnjeg stanovništva sa kojim su se borili kršćanski misioniri. Uglavnom, naravoučenije je da ne treba papati bližnjeg svog. 

Zanimljivo je da se prioni mogu vezati za biljke: kada su naučnici hranili hrčke travom koja je nikla na mjestu uginuća jednog jelena koji je imao neku oblik spongiformne prionske encefalopatije, i ti hrčci su dobili bolest. To je još jedan od slučaja interspecijskog prenošenja bolesti, odnosno kada uzročnik može da "preskače" vrste. Poznatiji slučaj te interspecijske infekcije je kravlje ludilo.

Međutim, način na koji prioni oštećuju nervne stanice u mozgu do sada je bio nepoznat i tek je rad objavljen nedavno u magazinu PLoS Pathogens dao neki uvid u mehanizme djelovanja priona. Prema novim saznanjima, prioni djeluju tako da skraćuju dendritske nastavke nervni stanica, koji služe za prenošenje nervnog impulsa sa jedne stanice na drugu. 

David Haris sa Boston University i njegove kolege su inficirale kulture neurona miša prionima i otkrili su kako su dendriti reagovali 24h nakon infekcije i to tako da su se nastavci skratili.

Ovaj rad još nije odgovorio na pitanje kako to dolazi do skraćivanje dendrita, ali jeste jedan priličan korak u razumijevaju neurotoksičnosti priona.