Отличия прионов от вирусов
Большая устойчивость к воздействию физико-химических факторов (УФ-и ионизирующее облучение, ультразвук, нагревание, антисептики).
Отсутствие сердцевины из НК (не инактивируются нуклеазами, не чувствительны к интерферону).
Устойчивы к протеолизу (содержат мало α-участков).
Не распознаваемы при электронной микрокоспии.
Не индуцируют иммунный ответ в организме хозяина (отсутствие антигенных свойств).
По-видимому, вызывают блокаду отдельных генов.
60-е гг. ХХ в. – К. Гайдушек показал, что инфекционное начало куру передается в результате ритуального каннибализма между членами племени Форе. Сенсация – “вирус без ДНК!
Однако обнаружен ядерный ген PrР у разных видов организмов. Последовательности нуклеотидов в генах PrР разных видов гомологичны, особенно в части, кодирующей N-терминальный конец полипептида.
Прионные белки обнаружены не только в пораженной нервной ткани (амилоидные бляшки), но и в нормальных клетках, причем не только в нейронах.
Предполагают, что нормальный прионный белок PrPC необходим для стабилизации нейронного сообщества ЦНС, прежде всего головного мозга.
Избирательное поражение ЦНС не связано со специфической рецепцией прионов нейронами. При периферийном введении, прежде чем попасть в мозг, прионы обнаруживаются в ретикулоэндотелиальной системе. Но, они никогда не накапливаются здесь в высоких титрах. Это объясняется тем, что клетки делятся чаще, чем удваивается количество прионов, а потому самостерилизуются.
Прионы поражают только нейроны, которые лишены способности к делению.
Первопричиной болезни является спонтанное изменение характера укладки полипептидной цепи, что приводит к изменению третичной структуры белка. В результате белок инактивируется и возникает устойчивость к протеолизу.
В 1994 г. Д. Уэстауэй показал, что к появлению аномальных белков – прионов PrPSc приводит сверхэкспрессия генов PrР. Таким образом, было доказано, что наследственности без ДНК не бывает.
Однако остается неразгаданным вопрос:
”Каким образом прион, попадая в здоровый организм человека или животного, превращает все вновь синтезируемые молекулы в прионы?”.
Действуя аутокаталитически, экзогенные прионы вызывают конформационные изменения в клеточном прионовом белке, переводя его патогенетически значимые изоформы. Обладая устойчивостью к внутриклеточным протеазам PrPSc накапливается в клетках, вызывая дегенеративные изменения.
Цепная реакция обеспечивает экспоненциальный рост концентрации PrPSc:
1) PrPC + PrPSc → PrPC– PrPSc → 2 PrPSc,
2) 2PrPC + 2PrPSc → 2PrPC– PrPSc → 4 PrPSc,
3) 4PrPC + 4PrPSc → 4PrPC– PrPSc → 8 PrPSc.
Прионы позвоночных и цитогены дрожжей (Ψ-фактор) имеют сходство по структуре и характеру наследственной детерминации, указывают на существование в природе ранее неизвестного механизма регуляции активности генных продуктов – белков.