Prión (bioquímica)
Prión bovino
En términos generales, los priones son proteínas generadas por el organismo que se encuentran en la membrana de las células nerviosas y que no originan enfermedad alguna. Sin embargo, cuando estas proteínas cambian de configuración pueden provocar enfermedades, como la encefalopatía espongiforme bovina. De momento, se sabe poco acerca de la función de los priones y del mecanismo de su acción infecciosa. En la estructura van alternándose sucesivamente segmentos helicoidales (en verde), laminares, (en amarillo) y planos (en azul). En los priones patógenos esta estructura se altera ocasionando la enfermedad. Las letras N y C designan los respectivos extremos de la cadena: N (nitrógeno), el extremo N-terminal (con un grupo amino libre); C (carbono), el extremo C-terminal (con un grupo carboxilo libre).
Prión (bioquímica), agente infeccioso que no contiene ácido nucleico, sino una forma anormal de glicoproteína, una proteína celular que normalmente se encuentra en el hospedador. De estructura más elemental que los virus, los priones causan enfermedades en los seres humanos y en los animales. Antes de la identificación de los priones, estas enfermedades, conocidas colectivamente como encefalopatías espongiformes transmisibles (patologías que cursan con degeneración del cerebro) estaban vinculadas sólo por la similitud de los síntomas; recientemente se ha demostrado que tienen una causa común.
| 2 | | DESCUBRIMIENTO DEL PRIÓN |
El camino que condujo al descubrimiento del prión comenzó con las investigaciones de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET). En 1967 la científica británica Tikvah Alper y sus colegas del Hospital Hammersmith en Londres, extrajeron tejido del cerebro de una oveja infectada con scrapie. Intentaron tratar químicamente el tejido para aislar un virus, bacteria u otro agente potencialmente causante de la enfermedad. El tejido procesado fue entonces inyectado en una oveja sana para comprobar si la enfermedad era transmisible. La oveja sana contrajo el scrapie, lo que indicaba que el agente infeccioso estaba en el tejido del cerebro enfermo. Por tanto, este experimento mostró que el agente infeccioso podía reproducirse en animales sanos causando la enfermedad. Alper expuso entonces extractos de tejidos infectados con scrapie a radiacción ultravioleta (un tratamiento que normalmente destruye ácidos nucleicos) encontrando que los extractos mantenían su capacidad de transmitir la enfermedad.
Al comienzo de la década de 1980, Stanley B. Prusiner, neurólogo y bioquímico estadounidense que trabajaba en la Universidad de California en San Francisco, encontró que extractos de tejidos similares a los utilizados por Alper no causaban enfermedad cuando se exponían a tratamientos que destruían proteínas. Prusiner concluyó, en un estudio publicado en 1982, que los agentes infecciosos responsables de las encefalopatías espongiformes transmisibles eran proteínas. Prusiner denominó a estas partículas proteicas infecciosas priones y sugirió que las proteínas causaban la enfermedad al replicarse en tejidos del sistema nervioso.
En 1997 el bioquímico Stanley B. Prusiner recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus estudios sobre los priones, un trabajo revolucionario y nuevo pero todavía inacabado.
| 3 | | CARACTERÍSTICAS DE LOS PRIONES |
La proteína infecciosa o prión, identificada con las siglas PrPSC es una forma anormal, con una configuración distinta, de la proteína prión (PrPC), componente normal de las membranas neuronales de los mamíferos. En los seres humanos la proteína prión se codifica por un gen (PrP) situado en el brazo corto del cromosoma 20. La función biológica de la proteína normal no se conoce con exactitud, aunque sí se han determinado las características de su estructura. La proteína normal está compuesta por 253 aminoácidos plegados en tres largas espirales (semejantes al cable del teléfono) conocidas como hélices alfa. La forma infecciosa de esta proteína o prión presenta exactamente la misma secuencia de aminoácidos. No obstante, en lugar de plegarse en forma de hélice lo hace mediante un plegamiento plano, semejante al de un acordeón parcialmente abierto. La forma patógena se caracteriza por su resistencia parcial a las proteasas; además, es muy resistente a las altas temperaturas y no produce ningún tipo de reacción en el sistema inmunológico.
No se sabe con exactitud cómo afecta el PrPSC al hospedador, pero puede replicarse transformando la proteína prión normal sintetizada por el hospedador en PrP anormal. Algunos científicos creen que la proteína alterada causa enfermedad simplemente cuando contacta con la proteína normal, obligando a ésta a cambiar su configuración, pasando de un plegamiento en forma de hélice a una forma aplanada y transformándola en una proteína patógena. Las nuevas proteínas pueden inducir el cambio de configuración en otras proteínas normales iniciando así una reacción en cadena.
| 4 | | ENFERMEDADES CAUSADAS POR LOS PRIONES |
La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ), el síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS), el kuru y el insomnio familiar fatal son enfermedades originadas por priones que afectan a los seres humanos. Entre las enfermedades provocadas por priones que afectan a distintas especies animales se pueden citar el scrapie (o escrapie) de ovejas y cabras; las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET) de visones, bovinos, felinos y antílopes; y la enfermedad del agotamiento crónico de mulas y ciervos en cautiverio.
El prión causante de la enfermedad puede adquirirse por procedencia externa o por mutaciones del gen PrP (heredadas o esporádicas). Así, se ha observado la transmisión de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob en trasplantes de córnea, inyecciones de hormona del crecimiento o en injertos de duramadre, todos ellos procedentes de donantes afectados. Incluso la nueva variante de ECJ se ha relacionado con la ingestión de carne contaminada. En otros casos la enfermedad puede deberse a una mutación espontánea del gen que codifica la proteína prión (responsable de la ECJ esporádica) o a la herencia de un gen alterado; este último caso se relaciona con algunas de estas patologías que se transmiten por herencia familiar (la ECJ familiar, el síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker o el insomnio familiar fatal).
| 4.1 | | Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob |
La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob es una encefalopatía espongiforme que afecta a los seres humanos. Produce una demencia que suele aparecer de los 50 a los 65 años y que afecta tanto a hombres como a mujeres, ocasionando finalmente la muerte. En 1994 empezaron a descubrirse casos de Creutzfeldt-Jakob en adolescentes y adultos jóvenes sin antecedentes de exposición familiar a los factores de riesgo entonces conocidos. En marzo de 1996, el Comité Consultivo de Encefalopatías Espongiformes constituido por el gobierno británico sugirió que esta nueva variante de Creutzfeldt-Jakob se debía probablemente al consumo de carne de vacuno contaminada por el prión causante de la encefalopatía espongiforme bovina.
| 4.2 | | Kuru |
Hay muchas similitudes entre la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y otra encefalopatía espongiforme humana conocida como kuru, una enfermedad mortal del cerebelo con síntomas parecidos al Parkinson. El kuru fue la primera enfermedad humana del sistema nervioso central para la que se aisló el agente infeccioso. Se ha observado sólo entre los miembros de la tribu fore de las montañas orientales de Papúa-Nueva Guinea.
Al principio se pensaba que era una enfermedad genética, pero en 1965 se demostró que un extracto del cerebro de una persona fallecida a consecuencia del kuru transmitía la enfermedad a un chimpancé.
En 1920 la tribu había adquirido la costumbre de comer el cerebro de los muertos como muestra de respeto, y se cree que ésta era la vía de contagio. La administración australiana prohibió la práctica del canibalismo en 1957. Al erradicarse esta tradición, la enfermedad parece haberse extinguido por completo.
| 4.3 | | Scrapie |
Esta enfermedad causada por priones afecta al ganado ovino y caprino y es endémica en muchos lugares del mundo. Hasta ahora no se ha demostrado que los seres humanos contraigan la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob por comer carne o sesos de cordero infectado por el scrapie.
| 4.4 | | Encefalopatía espongiforme bovina |
En 1986 murió en un zoológico de Gran Bretaña un niala (un herbívoro ungulado africano) a consecuencia de una enfermedad desconocida; el departamento de patología del Laboratorio Veterinario Central examinó el cerebro del animal y comprobó que estaba afectado por una degeneración parecida a la causada por el scrapie. Muchas vacas habían muerto en circunstancias similares desde abril de 1985. Las nuevas muertes se investigaron con mayor detenimiento, y en 1987 quedó claro que se trataba de una epidemia. Se llamó a la enfermedad encefalopatía espongiforme bovina y, como otras encefalopatías espongiformes, se determinó que se debía a la acción de un prión. Se concluyó que la enfermedad se había originado debido, seguramente, a la alimentación de los animales con harinas fabricadas con restos de ovejas enfermas de scrapie. La mayor incidencia de la enfermedad tuvo lugar en el año 1992 (37.316 casos en todo el mundo de los que 37.056 correspondían al Reino Unido) y desde entonces ha ido disminuyendo, fundamentalmente por el descenso del número de casos en el Reino Unido.
