Prion

Maladies à prions (EST)
les ressources de classification et externes
"Trous" sont caractéristiques microscopiques dans des coupes de tissus prions affecté, ce qui provoque le tissu de développer une architecture "spongieux".
CIM 10	Un 81
CIM 9	046

Un prion ( / p r Je ɒ n /) Sous la forme de la tremblante (PrP ^Sc) est un agent infectieux composé de protéine dans un forme mal repliée. Ce est l'idée centrale de la Prion hypothèse, qui reste débattue. Ce serait, contrairement à tous les autres agents infectieux connus ( virus / bactéries / champignons / parasite) qui doit contenir des acides nucléiques (soit ADN , ARN, ou les deux). Le mot prion, inventé en 1982 par Stanley Prusiner, est dérivé de la protéine de mots et l'infection. Les prions sont responsables de la les encéphalopathies spongiformes transmissibles dans une variété de mammifères , y compris encéphalopathie spongiforme bovine (l'ESB, également connu sous le nom de «maladie de la vache folle") dans les bovins et La maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) chez l'homme. Toutes les maladies à prions connus affectent la structure du cerveau ou autre tissu neural et tous sont actuellement incurable et universellement fatale.

Prions propagent en transmettant un Etat des protéines mal repliées. Quand un prion entre un organisme sain, il induit protéines existantes, correctement repliées pour convertir en la forme de prion associée à la maladie; les actes à prions comme un modèle pour guider le mauvais repliement des protéines en plus sous forme de prion. Ces prions nouvellement formées peuvent ensuite passer à convertir plus de protéines elles-mêmes; ce qui déclenche une réaction en chaîne qui produit de grandes quantités de la forme prion. Tous les prions connus induisent la formation d'une amyloïde fois, dans lequel les polymérise de protéines dans un agrégat composé de serrés feuillets bêta. agrégats amyloïdes fibrilles sont, de plus en plus à leurs extrémités, et de se répliquer lorsque la rupture provoque deux extrémités de croissance pour devenir quatre extrémités en croissance. Le période d'incubation des maladies à prion est déterminé par la croissance exponentielle de débit associé à la réplication des prions, qui est un équilibre entre la croissance linéaire et la rupture des agrégats. (Notez que la propagation du prion dépend de la présence de la protéine normalement repliée dans laquelle le prion peut induire mauvais repliement;. Les animaux qui ne expriment pas la forme normale de la protéine prion ne peut se développer ni transmettre la maladie)

Cette structure modifiée est extrêmement stable et se accumule dans les tissus infectés, entraînant des lésions tissulaires et la mort cellulaire. Cela signifie que la stabilité structurelle des prions sont résistants à dénaturation par des agents chimiques et physiques, faisant évacuation et le confinement de ces particules difficiles. Les prions sont de différentes souches, chacune avec une structure légèrement différente, et la plupart du temps, les souches se reproduisent vrai. la réplication des prions est néanmoins soumis à occasionnelle épimutation puis la sélection naturelle comme les autres formes de réplication. Cependant, le nombre de possibles souches de prion distinctes est probablement beaucoup plus petit que le nombre de séquences d'ADN possibles, donc l'évolution a lieu dans un espace limité.

Toutes les maladies à prions mammifères connues sont causées par la dite protéine prion, PrP. Le endogène, bien pliée, forme est notée PrP ^C (C ou C ommune ellular) tandis que la forme mal repliée de la maladie liée est notée PrP ^Sc (pour Sc rapie, après une première des maladies liées aux prions et la neurodégénérescence.) La structure précise du prion est pas connue, mais ils peuvent être formés en combinant PrP ^C, l'acide polyadénylique, et les lipides dans un Mauvais repliement des protéines cyclique Amplification (PMCA) réaction.

Protéines montrant de type prion comportement sont également présents dans certains champignons , qui a été utile pour aider à comprendre les prions de mammifères. Prions fongiques ne semblent pas provoquer la maladie chez leurs hôtes.

Découverte

Pendant les années 1960, deux chercheurs basés à Londres, biologiste de rayonnement Tikvah Alper et mathématicien John Stanley Griffith développé l'hypothèse que certains les encéphalopathies spongiformes transmissibles sont provoquées par un agent infectieux constitués exclusivement de protéines. Alper et Griffith voulu pour tenir compte de la découverte selon laquelle l'agent infectieux mystérieuse provoquant les maladies tremblante et La maladie de Creutzfeldt-Jakob résisté rayonnement ionisant. (A ionisants single "frappé" détruit normalement toute une particule infectieuse, et la dose nécessaire de frapper la moitié des particules dépend de la taille des particules. Les données suggèrent que l'agent infectieux était trop petit pour être un virus.)

Francis Crick a reconnu l'importance potentielle de la protéine seule hypothèse Griffith pour la propagation de la tremblante dans la deuxième édition de son " Dogme central de la biologie moléculaire "(1970): tout en affirmant que la circulation de l'information séquence d'une protéine à, ou à partir de protéines à l'ARN et l'ADN était" empêché ", il a noté que l'hypothèse de Griffith était une contradiction potentielle (bien que ce ne était pas promu par Griffith). L'hypothèse révisée a été formulée plus tard, en partie, à accueillir transcription inverse (qui à la fois Howard Temin et David Baltimore découvert en 1970).

En 1982, Stanley Prusiner du Université de Californie, San Francisco a annoncé que son équipe avait purifié le prion infectieuse hypothétique, et que l'agent infectieux consisté principalement d'une protéine spécifique - se ils ne ont pas réussi à isoler la protéine que deux ans après l'annonce de Prusiner. Bien que l'agent infectieux a été nommé prion, la protéine spécifique du prion qui était composé de est également connu sous le nom ion Pr P rotein (PrP), bien que cette protéine peut se produire à la fois sous des formes infectieuses et non infectieuses. Prusiner a remporté le Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1997 pour ses recherches sur les prions.

Structure

Isoformes

La protéine prion qui sont faites de (PrP) se trouve dans tout le corps, même chez les personnes et les animaux en bonne santé. Cependant, la PrP trouvée dans le matériel infectieux a une structure différente et est résistant à protéases, les enzymes dans le corps qui peut normalement décomposer les protéines. La forme normale de la protéine est appelé PrP ^C, tandis que la forme infectieuse est appelé PrP ^Sc - C se réfère à «cellulaire» ou «commun» PrP, tandis que le Sc se réfère à ' la tremblante du mouton », une maladie à prion se produisant chez les ovins. Alors que la PrP ^C est structurellement bien définie, PrP ^Sc est certainement polydisperse et définie à un niveau relativement faible. PrP peut être amené à se replier dans d'autres isoformes plus ou moins bien définis in vitro, et leur relation à la forme (s) qui sont pathogènes in vivo ne est pas encore clair.

PrP ^C

PrP ^C est une protéine normale trouvé sur le des membranes de cellules . Il possède 209 acides aminés (chez l'homme), une Pont disulfure, une masse moléculaire de 35-36 et un kDa principalement la structure en hélice alpha. Plusieurs formes topologiques existent; une forme de la surface de la cellule par l'intermédiaire ancrée glycolipide et deux formes transmembranaires. La protéine ne est pas normale sedimentable; ce qui signifie qu'il ne peut pas être séparé par centrifugation techniques. Sa fonction est une question complexe qui continue d'être étudié. PrP ^C lie le cuivre (II) des ions avec une haute affinité. L'importance de cette découverte ne est pas clair, mais il concerne vraisemblablement à la structure ou la fonction PrP. PrP ^C est facilement digéré par protéinase K et peut être libéré de la surface cellulaire in vitro par l'enzyme phosphoinositide phospholipase C (PI-PLC), qui clive les glycophosphatidylinositol (GPI) de l'ancre glycolipidique. PrP a été rapporté à jouer un rôle important dans l'adhésion cellule-cellule et la signalisation intracellulaire in vivo, et peut donc être impliqué dans la communication cellule-cellule dans le cerveau.

PrP ^Sc

Le infectieuse isoforme de PrP, appelée PrP ^Sc, est capable de convertir les protéines normales ^PrPC dans l'isoforme infectieuse en changeant leur conformation, ou la forme; Ceci, à son tour, modifie la manière dont le interconnexion protéines. Bien que la structure 3D exacte de la ^PrPSc ne est pas connue, il a une plus grande proportion de β-feuille de la structure en place la normale α-hélice structure. Agrégations de ces isoformes anormales forme hautement structurées fibres amyloïdes, qui se accumulent pour former des plaques. On ne sait pas si ces agrégats sont à l'origine de lésions cellulaires ou sont tout simplement un effet secondaire du processus de la maladie sous-jacente. L'extrémité de chaque fibre agit comme une matrice sur laquelle les molécules de protéines libres peuvent fixer, ce qui permet à la fibre de se développer. Dans la plupart des cas, seuls les molécules de PrP avec une séquence d'acides aminés identique à la PrP ^Sc infectieux sont incorporés dans la fibre de croissance. Cependant, la transmission inter-espèces rares est également possible. Dans un autre prion, Sup35p a été montré pour être en mesure d'être incorporé dans les agrégations existantes même si trois des cinq répétitions d'oligopeptides normalement présents ont été supprimés.

mécanisme de replication Prion

hétérodimère modèle de propagation du prion

modèle de fibrilles de propagation du prion.

La première hypothèse qui a tenté d'expliquer comment les prions répliquent de façon que la protéine est le modèle d'hétérodimères. Ce modèle suppose que d'une seule molécule PrP ^Sc se lie à une seule molécule de PrP ^C et catalyse sa conversion en PrP ^Sc. Les deux molécules de PrP ^Sc viennent alors dehors et peuvent passer à convertir plus PrP ^C. Cependant, un modèle de réplication du prion doit expliquer à la fois la façon dont les prions se propagent, et pourquoi leur apparition spontanée est si rare. Manfred Eigen a montré que le modèle de hétérodimère nécessite PrP ^Sc être un efficace extrêmement catalyseur, ce qui augmente la vitesse de la réaction de conversion d'un facteur de l'ordre de 10 ^15. Ce problème ne se pose pas si la ^PrPSc ne existe que dans des formes agrégées telles que amyloïde, où coopérativité peut agir comme une barrière à la conversion spontanée. Qui plus est, malgré des efforts considérables, infectieuse monomère PrP ^Sc n'a jamais été isolé.

Un autre modèle suppose que PrP ^Sc ne existe que comme fibrilles, fibrilles et que se termine lie PrP ^C et le convertir en PrP ^Sc. Se il en était tout, alors la quantité de prions augmenterait linéaire, formant des fibrilles plus longues jamais. Mais la croissance exponentielle des deux PrP ^Sc et du la quantité de particules infectieuses est observée au cours de la maladie à prions. Ceci peut se expliquer en tenant compte de la rupture de fibrilles. Une solution mathématique du taux de croissance exponentielle résultant de la combinaison de la croissance des fibrilles et la rupture des fibrilles a été trouvé. Le taux de croissance exponentielle dépend largement de la racine carrée de la concentration PrP ^C. Le période d'incubation est déterminée par le taux de croissance exponentielle, et des données in vivo sur les maladies à prions dans souris transgéniques correspondent cette prédiction. La même dépendance de la racine carrée est également vu dans des expériences in vitro avec une grande variété de protéines amyloïdes.

Le mécanisme de la réplication du prion a des implications pour la conception de médicaments. Depuis la période d'incubation des maladies à prions est si longue, un médicament efficace ne est pas nécessaire d'éliminer toutes les prions, mais a simplement besoin de ralentir le taux de croissance exponentielle. Les modèles prédisent que le moyen le plus efficace pour atteindre cet objectif, utilisant un médicament à la dose la plus faible possible, est de trouver un médicament qui se lie à fibrilles extrémités et les bloque de plus en plus loin.

Fonction PrP

Il a été proposé que la neurodégénérescence causée par des prions peut être liée à une fonction anormale de la PrP. Toutefois, la fonction physiologique de la protéine prion reste un sujet de controverse. Bien que les données provenant d'expériences in vitro suggèrent de nombreux rôles différents, des études sur des souris knock-out PrP ont fourni des informations limitées parce que ces animaux présentent des anomalies mineures seulement. Dans une recherche récente effectuée chez la souris, on a trouvé que le clivage des protéines PrP dans les nerfs périphériques provoque l'activation de réparation de la myéline dans Les cellules de Schwann et que le manque de protéines PrP causés démyélinisation dans ces cellules.

PrP mémoire et à long terme

Un examen de la preuve en 2005 suggéré que PrP peut avoir une fonction normale dans l'entretien des la mémoire à long terme. En outre, une étude de 2004 a révélé que les souris dépourvues de gènes pour le spectacle de la protéine PrP cellulaire normale modifié hippocampique potentialisation à long terme.

PrP et les cellules souches renouvellement

Un article de l'Institut Whitehead pour la recherche biomédicale 2006 indique que l'expression de la PrP sur les cellules souches est nécessaire pour l'auto-renouvellement d'un organisme de la moelle osseuse. L'étude a montré que tous à long terme les cellules souches hématopoïétiques expriment PrP sur leur membrane cellulaire et que les tissus hématopoïétiques avec des cellules souches PrP nulles exposées sensibilité accrue à la déplétion des cellules.

Maladie à prions

Les prions causent la maladie neurodégénérative par agrégation au niveau extracellulaire dans le système nerveux central pour former des plaques appelées amyloïde, ce qui perturbe la normale la structure des tissus. Cette perturbation est caractérisé par des «trous» dans le tissu avec l'architecture spongieuse résultante en raison de la la formation de vacuoles dans les neurones. Autres modifications histologiques comprennent astrogliose et l'absence d'un réaction inflammatoire. Tandis que le période d'incubation de maladies à prions est généralement assez long, une fois les symptômes apparaissent la maladie progresse rapidement, menant à des lésions cérébrales et la mort. Neurodégénératives symptômes peuvent inclure convulsions, la démence, ataxie (équilibre et la dysfonction de coordination), et les changements de comportement ou de la personnalité.

Toutes les maladies à prions, connus collectivement appelées encéphalopathies spongiformes transmissibles (EST), sont incurable et fatale. Un vaccin a été développé chez la souris, cependant, qui peuvent donner un aperçu de fournir un vaccin chez l'humain à résister aux infections à prions. En outre, en 2006 les scientifiques ont annoncé qu'ils avaient génétiquement le bétail manque un gène nécessaire à la production de prion - donc théoriquement faire à l'abri de l'ESB, en se appuyant sur la recherche indiquant que les souris dépourvues survenant normalement protéine prion sont résistantes à l'infection par la protéine tremblante du prion.

De nombreuses espèces de mammifères différentes peuvent être affectées par les maladies à prions, comme la protéine prion (PrP) est très similaire dans tous les mammifères. En raison de petites différences dans la PrP entre différentes espèces, il est inhabituel pour une maladie à prion à transmettre d'une espèce à une autre. La variante de la maladie à prions humaine maladie de Creutzfeldt-Jakob, cependant, est censé être causée par un prion qui infecte typiquement bovins, causant Encéphalopathie spongiforme bovine et est transmise par la viande infectée.

Transmission

Il a été reconnu que les maladies à prions peuvent se produire de trois façons différentes: acquis, familial ou sporadique. On suppose souvent que la forme malade interagit directement avec la forme normale pour le faire modifier sa structure. Une idée, l'hypothèse "protéine X", qui est une protéine cellulaire qui n'a pas encore non identifié (protéine X) permet la conversion de la PrP ^{C et} PrP ^Sc en apportant une molécule de chacun des deux ensemble dans un complexe.

La recherche actuelle indique que la méthode primaire de l'infection chez les animaux est l'ingestion. On pense que les prions peuvent être déposés dans l'environnement à travers les restes d'animaux morts et via l'urine, la salive et d'autres fluides corporels. Elles peuvent alors se attarder dans le sol par liaison à de l'argile et d'autres minéraux.

Une équipe de l'Université de Californie de recherche, dirigée par le prix Nobel Stanley Prusiner, a fourni des preuves de la théorie que l'infection peut se produire à partir de prions dans le fumier. Et puisque le fumier est présent dans de nombreux domaines entourant les réservoirs d'eau, ainsi que de nombreux utilisés sur les champs de culture, il soulève la possibilité d'une transmission étendue. Il a été rapporté en Janvier 2011 que les chercheurs avaient découvert prions d'épandage par voie aérienne sur Les particules d'aérosol, dans une expérience de l'expérimentation animale se concentrant sur l'infection de la tremblante chez les souris de laboratoire. Les données préliminaires appuyant l'idée que les prions peuvent être transmises par l'utilisation de l'urine dérivés la gonadotrophine ménopausique humaine, administrée pour le traitement de infertilité, a été publié en 2011.

Stérilisation

Particules infectieuses possédant acide nucléique sont tributaires à diriger leur réplication continue. Les prions, cependant, sont infectieux par leur effet sur les versions normales de la protéine. Stérilisation prions requiert donc la dénaturation de la protéine à un état où la molécule ne est plus capable d'induire le pliage anormal des protéines normales. Les prions sont généralement assez résistant à la protéases, la chaleur , rayonnement, et formol traitements, bien que leur infectivité peut être réduit par de tels traitements. La décontamination de prion efficace repose sur l'hydrolyse ou la réduction ou la destruction de la protéine structure tertiaire des protéines. Des exemples comprennent l'eau de Javel, soude caustique , et les détergents fortement acides tels que LpH. 134 ° C (274 ° F) pendant 18 minutes dans une vapeur sous pression autoclave peut ne pas être suffisant pour désactiver l'agent de la maladie. stérilisation à l'ozone est actuellement à l'étude comme une méthode potentiel de prion dénaturer et la désactivation. La renaturation d'un prion complètement dénaturé à l'état infectieux n'a pas encore été atteint; Toutefois, les prions peuvent être partiellement dénaturées renaturées à un état infectieux sous certaines conditions artificielles.

L' Organisation mondiale de la santé recommande une des trois procédures suivantes pour la stérilisation de tous les instruments chirurgicaux résistant à la chaleur pour se assurer qu'ils ne sont pas contaminés par des prions:

1. Plongez dans une casserole contenant 1N NaOH et la chaleur dans un autoclave à déplacement par gravité à 121 ° C pendant 30 minutes; nettoyer; rincer à l'eau; puis exécuter des processus de stérilisation de routine.
2. Plongez dans l'univers 1N ou NaClO l'hypochlorite de sodium (20 000 parties par million de chlore actif) pendant 1 heure; transférer instruments à l'eau; la chaleur dans un autoclave à déplacement par gravité à 121 ° C pendant 1 heure; nettoyer; puis exécuter des processus de stérilisation de routine.
3. Immerger dans du NaOH 1 N ou de l'hypochlorite de sodium (20 000 parties par million de chlore actif) pendant 1 heure; enlever et rincer à l'eau, puis les transférer dans un bac ouvert et de la chaleur dans une gravité-déplacement (121 ° C) ou dans un poreuse-charge (134 ° C) autoclave pendant 1 heure; nettoyer; puis exécuter des processus de stérilisation de routine.

Débat

Que les prions sont l'agent qui provoque la maladie ou simplement un symptôme causé par un autre agent est encore débattue par une minorité de chercheurs. Les sections suivantes décrivent plusieurs hypothèses: certaines se rapportent à la composition de l'agent infectieux (protéine seule, protéine avec d'autres composants, un virus, ou autre), tandis que d'autres se rapportent à son mécanisme de reproduction.

Protein-seule hypothèse

Avant la découverte des prions, on a pensé que tout pathogènes utilisés acides nucléiques pour diriger leur réplication. La "protéine seule hypothèse" indique que la structure de la protéine peut se répliquer sans l'utilisation d'acide nucléique. Ce était d'abord controversée car elle contredit la dogme central de la biologie moléculaire, qui décrit un acide nucléique comme la forme réplicative centrale d'informations.

Preuve en faveur d'une hypothèse de protéines ne inclut:

• Aucune particule de virus, des bactéries ou des champignons ont été concluante associée aux maladies à prion, bien Saccharomyces cerevisiae est connu pour être associé à des prions infectieux, mais non létales, telles que Sup35p.
• Aucun acide nucléique a été concluante associée à l'infectiosité; l'agent est résistant aux rayonnements ultraviolets et nucléases.
• Pas de réponse immunitaire à l'infection.
• PrP ^Sc expérimentalement transmis entre une espèce à l'autre se traduit par PrP ^Sc avec la séquence d'amino-acide de l'espèce réceptrice, ce qui suggère que la réplication de l'agent donneur ne se produit pas.
• Maladie à prion familiale survient dans les familles avec une mutation dans le gène PrP, et les souris avec des mutations PrP développer la maladie à prion, malgré des conditions contrôlées où la transmission est empêchée.
• Animaux dépourvus de PrP ^C ne contractent pas la maladie à prion.

Les facteurs génétiques

Un gène de la protéine normale a été identifié: le Gène PRNP. Dans tous les cas héréditaires de la maladie à prion, une mutation dans le gène PRNP. Beaucoup de différentes mutations du gène PRNP ont été identifiés et ces protéines sont plus susceptibles de se replier en prion anormale. Bien que cette découverte met un trou dans l'hypothèse générale de prion, que les prions peuvent seulement des protéines agrégées des acides aminés identique maquillage. Ces mutations peuvent se produire tout au long du gène. Certaines mutations impliquent l'expansion de la région de répétition d'octapeptide à l'extrémité N-terminale de la PrP. D'autres mutations qui ont été identifiés comme une cause de la maladie du prion hérité se produisent à des positions 102, 117 et 198 (ESG), 178, 200, 210 et 232 (MCJ) et 178 ( Insomnie fatale familiale, FFI). La cause de la maladie à prions peuvent être sporadiques, génétique et infectieuse , ou une combinaison de ces facteurs. Par exemple, afin d'avoir la tremblante du mouton, à la fois un agent infectieux et un génotype sensible doivent être présents.

Hypothèse multi-composants

Malgré beaucoup d'efforts, des titres significatifs de l'infectiosité des prions ne ont jamais été produites par le repliement des molécules de PrP pures, soulevant le doute sur la validité de l'hypothèse «protéine seulement». En outre, l'hypothèse de la «protéine seulement» ne parvient pas à fournir une explication moléculaire de la capacité des souches de prions pour cibler des zones spécifiques du cerveau dans des modèles distincts. Ces lacunes, ainsi que des données expérimentales supplémentaires, ont donné lieu à l'hypothèse ou "multi-composants" "variation de cofacteur".

En 2007, le biochimiste Surachai Supattapone et ses collègues Dartmouth College produite purifié prions infectieux de novo de composants définis (PrP ^C, lipides co-purifié, et une molécule polyanionique synthétique). Ces chercheurs ont également montré que la molécule polyanionique nécessaire à la formation de prion a été incorporé de manière sélective dans des complexes de haute affinité avec les molécules de PrP, qui les conduit à émettre l'hypothèse que les prions infectieux peuvent être composés de plusieurs composants de l'hôte, y compris la PrP, un lipide, et des molécules polyanioniques, plutôt que PrP ^Sc seul.

En 2010, Jiyan Ma et ses collègues de l'Ohio State University produits prions infectieux d'une recette de la PrP exprimée par une bactérie recombinante, POPG phospholipides, et de l'ARN, confirmant l'hypothèse multi-composant. Ce résultat est en contraste avec les études ont trouvé que minimalement prions infectieux produits à partir de la PrP recombinante seule.

En 2012, Supattapone et collègues purifie la phosphatidyléthanolamine lipidique de la membrane en tant que cofacteur endogène cellulaire capable de faciliter la formation de titre élevé prions recombinantes dérivées à partir de plusieurs souches de prions. Ils ont également signalé que le cofacteur était essentiel pour le maintien de la conformation infectieuse de la PrP ^Sc, et que les molécules de cofacteur dictent les propriétés de déformation de prions infectieux.

Hypothèse de l'empoisonnement par les métaux lourds

Des rapports récents indiquent que le déséquilibre de l'homéostasie cérébrale métallique est une cause importante de PrP ^Sc associée au gène neurotoxicité, bien que les mécanismes sous-jacents sont difficiles à expliquer sur la base des informations existantes. Hypothèses proposées comprennent un rôle fonctionnel de la PrP ^C dans le métabolisme de métal, et la perte de cette fonction en raison de l'agrégation à la maladie associée forme PrP ^Sc comme la cause du déséquilibre cerveau métallique. Autres vues suggèrent gain de fonction toxique par PrP ^Sc en raison de la séquestration de la PrP ^C associée au gène métaux dans les agrégats, résultant dans la génération de complexes ^de PrP ^Sc redox-actif. Les conséquences physiologiques de certains PrP ^C interactions -métal sont connus, tandis que d'autres sont encore mal connues. Les conséquences pathologiques de PrP ^C interaction -métal comprennent les dommages oxydatifs induits métallique, et dans certains cas, la conversion de la PrP ^C à une PrP ^Sc -comme forme.

Hypothèse virale

L'hypothèse de la protéine seule a été critiquée par ceux qui estiment que l'explication la plus simple des éléments de preuve à ce jour est virale. Pour plus d'une décennie, Neuropathologiste Université Yale Laura Manuelidis a été propose que les maladies à prions sont causées par un lieu non identifié virus lent. En Janvier 2007, elle et ses collègues publié un article faisant état d'avoir trouvé un virus dans 10%, ou moins, de leurs cellules infectées par la tremblante dans la culture.

L'hypothèse de virion indique que les EST sont provoquées par une molécule d'information à reproduire (ce qui est susceptible d'être un acide nucléique) lié à la PrP. Beaucoup EST, y compris la tremblante et de l'ESB, montrent des souches ayant des propriétés biologiques spécifiques et distinctes, une caractéristique qui les partisans de la sensation de hypothèse de virion ne est pas expliquée par des prions.

Preuve en faveur d'une hypothèse virale comprend:

• variation de souche: différences dans l'infectiosité des prions, incubation, la symptomatologie et la progression parmi les espèces ressemble à celui observé entre les virus, en particulier les virus à ARN
• La longue période d'incubation et l'apparition rapide des symptômes ressemble les lentivirus, tels que VIH induite par le SIDA
• Les particules virales comme qui ne semblent pas être composé de PrP ont été trouvés dans certaines des cellules de lignées cellulaires ou la tremblante MCJ infectées.

Des études récentes se propageant infectiosité dans les réactions sans cellules et dans les réactions chimiques composant purifié suggèrent fortement contre TSE nature virale. Plus récemment, en utilisant une recette définie similaire de plusieurs composants (PrP, POPG lipides, ARN), Jiyan Ma et ses collègues ont prions infectieux de la PrP recombinante exprimée à partir E. coli, jetant plus de doute sur l'hypothèse virale.

Champignons

Protéines fongiques présentant changement conformationnel templated ont été découverts dans la levure Saccharomyces cerevisiae par Reed Wickner au début des années 1990. Pour leur similitude mécaniste prions de mammifères, ils ont été appelés prions de levure. Par la suite, un prion a également été trouvé dans le champignon Anserina Podospora. Ces prions comportent de façon similaire à la PrP, mais sont généralement non toxique pour leurs hôtes. Le groupe de Susan Lindquist au Whitehead Institute a fait valoir certains des prions fongiques ne sont pas associés à un état pathologique, mais peut avoir un rôle utile; Toutefois, les chercheurs du NIH ont également fourni des arguments suggérant prions fongiques pourraient être considérés comme un état maladif. Ainsi, la question de savoir si les protéines sont des maladies fongiques, ou ont évolué pour certaines fonctions spécifiques, reste encore en suspens.

À partir de 2012, il ya huit protéines prions connus dans les champignons, en sept Saccharomyces cerevisiae (Sup35, Rnq1, URE2, SWI1, MOT3, Cyc8 et Mod5) et une chez Podospora anserina (HET-s). L'article qui a rapporté la découverte d'une forme de la protéine prion MCA1 a récemment été rétractée en raison du fait que les données ne ont pas pu être reproduits. En particulier, la plupart des prions fongiques sont basées sur les séquences / glutamine à l'asparagine riche, à l'exception de HET-s et Mod5.

La recherche sur les prions fongiques a donné un fort soutien au concept de la protéine seule, puisque la protéine purifiée extraite à partir de cellules avec un état de prion a été démontré pour convertir la forme normale de la protéine dans une forme mal repliée in vitro, et dans le processus, de conserver les informations correspondant à différentes souches de l'état de prion. Il a également jeter une certaine lumière sur les domaines à prions, qui sont des régions dans une protéine qui favorisent la conversion en un prion. Prions fongiques ont permis de suggérer des mécanismes de conversion qui peuvent se appliquer à tous les prions, si prions fongiques apparaissent distincte de prions de mammifères infectieuses en l'absence de cofacteur nécessaire pour la propagation. Les domaines de prions typiques peuvent varier entre les espèces caractéristiques, par exemple des domaines à prions fongiques ne sont pas trouvés dans prions de mammifères.

Les traitements potentiels et le diagnostic

Les progrès de la modélisation informatique ont permis aux scientifiques pour identifier des composés qui peuvent servir en tant que traitement pour des maladies causées par des prions, par exemple un composé qui se trouve à lier une cavité de la PrP ^C et stabiliser la conformation, ce qui réduit la quantité de PrP ^Sc nuisible.

Récemment, des anticorps antiprion capable de traverser la barrière sang-cerveau-barrière et le ciblage cytosolique de la protéine prion (un obstacle majeur en thérapeutique contraire à prions) ont été décrits.

Dans la dernière décennie, des progrès ont été signalés traiter avec inactivation ultra-haute pression de l'infectiosité des prions dans la viande traitée.

En 2011, il a été découvert que les prions pourraient être dégradés par les lichens .

Il continue d'être un problème très pratique avec diagnostic des maladies à prion, dont l'ESB et la MCJ. Ils ont une période d'incubation de mois à des décennies au cours de laquelle il n'y a pas de symptômes, même si la voie de convertir la protéine PrP normale cerveau en la forme toxique liée à la maladie PrP ^Sc a commencé. À l'heure actuelle, il n'y a pratiquement aucun moyen de détecter de manière fiable PrP ^Sc, sauf en examinant le cerveau en utilisant des méthodes neuropathologiques et immunohistochimiques après la mort. L'accumulation de la forme PrP ^Sc anormalement repliée de la protéine PrP est une caractéristique de la maladie, mais elle est présente à des niveaux très faibles dans des fluides corporels facilement accessibles comme le sang ou l'urine. Les chercheurs ont essayé de développer des méthodes pour mesurer la PrP ^Sc, mais il ya encore aucune méthode entièrement acceptées pour utilisation dans des matériaux tels que le sang.

En 2010, une équipe de New York décrit la détection de PrP ^Sc même si initialement présent à une seule partie dans une cent mille millions (10 ^-11) dans le tissu cérébral. La méthode combine amplification avec une nouvelle technologie appelée Surround fibre optique immunologique (SOFIA) et certains anticorps spécifiques contre la PrP ^Sc. Après l'amplification, puis en concentrant tout PrP ^Sc, les échantillons sont marqués avec un colorant fluorescent en utilisant un anticorps de spécificité et finalement chargées dans un tube de micro-capillaire. Ce tube est placé dans un appareil spécialement conçu de sorte qu'il soit totalement entouré par des fibres optiques pour capturer toute la lumière émise une fois que le colorant est excité en utilisant un laser. La détection de la technique a permis de PrP ^Sc après plusieurs cycles de conversion de moins que d'autres ont réalisé, réduisant sensiblement la possibilité d'artefacts, ainsi que l'accélération de l'essai. Les chercheurs ont également testé leur méthode sur des échantillons de sang de moutons apparemment en bonne santé qui a continué à développer la tremblante. Les cerveaux des animaux ont été analysés une fois que tous les symptômes sont apparus. Les chercheurs pourraient donc comparer les résultats des tissus du cerveau et le sang pris une fois les animaux symptômes des maladies exposées, avec du sang obtenu plus tôt dans la vie des animaux et des animaux non infectés. Les résultats montrent très clairement que la ^PrPSc pouvait être détectée dans le sang des animaux bien avant l'apparition des symptômes.