Prione

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Malattie da prioni
Histology bse.jpg
Microscopici "buchi" che contraddistinguono le zone dei tessuti colpite dai prioni, causando una struttura "spugnosa".
Codici di classificazione
ICD-9-CM (EN) 046
ICD-10 (EN) A81

Prione, dall'inglese prion (acronimo di "PRoteinaceus Infective ONly particle"=particella infettiva solamente proteica),[1] è il nome attribuito dal Dr. Stanley B. Prusiner ad un allora ipotetico "agente infettivo non convenzionale" di natura proteica. Si tratta di un isomero conformazionale di una glicoproteina normalmente espressa. Non è considerabile un microrganismo, è privo di acidi nucleici[2] e conseguentemente dell'informazione genetica basata su di essi.

È considerato omologo ad un virus patogeno sebbene le sue proprietà biochimiche si discostino dalla classica definizione di virus, dove l'informazione genetica viene veicolata da acidi nucleici; essi aprono probabilmente il campo ad una nuova classe di agenti biologici. I prioni sono causa di una serie di malattie in una varietà di organismi, tra cui l'encefalopatia spongiforme bovina (BSE, nota anche come "malattia della mucca pazza") in bovini e la malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD) negli esseri umani. Tutte le malattie animali da prioni note influenzano la struttura del Sistema nervoso centrale[3] o di altri elementi neurali dei tessuti, e tutti sono attualmente incurabili e sempre letali. La sua modalità di infezione è data da una particolare catena proteica alfa e beta ripiegata in maniera scorretta, che induce altre proteine ad assumere la stessa conformazione anomala. Queste proteine sono poi in grado a loro volta di infettare le proteine adiacenti. Studi recenti effettuati da ricercatori tedeschi hanno portato alla luce meccanismi secondo i quali questi agenti infettivi, responsabili delle suddette malattie, sarebbero trasmissibili per via aerea (un minuto di esposizione ad un aerosol con prioni è sufficiente per provocare la malattia). I risultati di questi esperimenti, presentati sulla rivista PLoS Pathogens, si pensa possano rappresentare un punto di partenza per la creazione e sperimentazione di nuove metodologie difensive.[4][5][6]

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Il suo isolamento avvenne grazie alla decennale ricerca del neurobiologo californiano Prusiner e collaboratori nel campo delle cosiddette "neuropatie spongiformi", malattie nervose degenerative caratterizzate dalla presenza in determinate aree cerebrali di gruppi di neuroni intensamente vacuolizzati (aspetto spugnoso) e di placche amiloidi "tipo alzheimer" con assenza di ogni reazione infiammatoria. Causa di tali malattie, oltre ai prioni, furono anche ritenuti, da alcuni scienziati, un virino, cioè un acido nucleico avvolto o associato ad una proteina, da altri un "viroide", cioè un virus atipico costituito esclusivamente da un frammento di RNA.

Prusiner iniziò ad interessarsi a queste malattie a partire dal 1972 venendo a conoscenza del fatto che già Tikvah Alper e collaboratori dell'Hammersmith Institute di Londra avevano proposto che l'agente della scrapie (una neuropatia spongiforme degli ovini) potesse essere privo di acidi nucleici. A tal proposito lo scienziato americano dimostrò che gli agenti patogeni delle EST (Encefalopatie Spongiformi Trasmissibili) risultavano invariati se esposti ad agenti fisici quali calore, radiazioni ionizzanti e ad agenti chimici (aldeidi e acidi forti). Ne concluse che questi agenti infettivi mostravano forme di resistenza a tutti i processi di degradazione degli acidi nucleici ma non ai fenomeni di proteolisi.
Dal 1974 iniziò un lungo lavoro per la purificazione dell'agente della scrapie da estratti di cervelli di criceti infetti che si concluse nel 1982 con l'annuncio che tale agente risultava essere esclusivamente di natura proteica. Per un certo periodo la comunità scientifica snobbò le ricerche di Prusiner, finché egli nel 1984 scoprì che il gene della proteina prionica era naturalmente presente nel genoma del criceto e (probabilmente) di tutti i mammiferi.

A differenza di virus e batteri, i prioni rimangono intatti anche, in assenza di ulteriori trattamenti, dopo un riscaldamento alle normali temperature di sterilizzazione per oltre un'ora, a forti dosi di radiazioni ionizzanti, al trattamento con formaldeide, varechina e acqua bollente. Inoltre sono resistenti alla maggior parte delle proteasi, pertanto l'organismo infettato (umano e non) non ha modo di degradarli. Il decorso clinico nell’animale e nell’uomo è progressivo, irreversibile e letale, l’incubazione dura generalmente parecchi anni. La comparsa dei sintomi della suddetta patologia si manifesta precocemente.

Il prione (PrPres=proteina prionica resistente alle proteasi o PrPsc=proteina della scrapie) sarebbe la forma alterata di una proteina utile presente nei mammiferi (PrPsen=proteina sensibile alle proteasi o PrPc=proteina cellulare), tra cui l'uomo, in tutti gli organi ma in particolare sulle cellule del tessuto nervoso la cui funzione ipotizzata implica la trasmissione di impulsi nervosi e alcuni meccanismi relativi alla memoria a lungo termine.

Nell'uomo la PrPc è codificata da un solo gene che sta nel braccio corto del cromosoma 20. Il complesso di maturazione della proteina comporta la riduzione di 22 R (catena residuale degli amminoacidi legati) della NH2 e 23 del terminale COOH. All'amminoacido 230 viene legata una molecola di GPI (glicosil fosfatidil innositolo) che ha funzione di ancorare la proteina matura alla membrana cellulare dei neuroni. Una volta ancorata ai neuroni se viene a contatto con PrPsc, la PrPc subisce un cambiamento conformazionale (la differenza tra le due è solo conformazionale ed è legata alla mutazione puntiforme di un solo amminoacido). La PrPsc è poco solubile e quindi precipita formando aggregati insolubili chiamati placche amiloidi che innescano la reazione a catena.

Secondo il modello più accreditato (proposto dallo stesso Prusiner) la PrPc diviene pericolosa in seguito a un mutamento conformazionale, indotto da un prione infettante o da una mutazione genetica spontanea, che la trasforma in PrPres, la quale a sua volta agisce su altre PrPc con una reazione a catena.
La PrPsc differirebbe dalla proteina naturale per la conformazione tridimensionale: PrPc ha una struttura più aperta contenente 3 segmenti "alfa eliche" e pochi "foglietti beta"; PrPsc invece ha una struttura più compatta e stabile in cui troviamo un aumento di "foglietti beta".

In natura la trasmissione dei prioni può essere sia verticale (madre-figlio/ereditaria), che orizzontale (contagio). Quest'ultima è spiegata, nella maggior parte dei casi, con il cannibalismo/carnivorismo (volontario o meno), mentre è incerta in altri casi (per esempio nella scrapie).
Il problema del "salto di specie" è emerso con i primi casi di BSE (pecora>bovino?) nel 1986, ma soprattutto con la "nuova variante della malattia di Creutzfeldt-Jakob" (bovino>uomo?) a partire dal 1996.

Per tutte le sue ricerche, che ancora continuano, Prusiner fu insignito del Premio Nobel per la medicina 1997.

I prioni sono estremamente resistenti a tutta una gamma di agenti fisici e chimici, ma risultano sensibili ai seguenti trattamenti drastici con reagenti chimici:

Prioni noti[modifica | modifica wikitesto]

I prioni sono attualmente considerati i più probabili agenti delle encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE) dei mammiferi; sono stati inoltre individuati un prione negli uccelli e diversi prioni dei funghi.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Prion Strain Mutation Determined by Prion Protein Conformational Compatibility and Primary Structure, Science, 28 maggio 2010: Vol. 328 no. 5982 pp. 1154-1158 doi:10.1126/science.1187107
  2. ^ Deleault NR, Harris BT, Rees JR, Supattapone S, Formation of native prions from minimal components in vitro in Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 104, nº 23, giugno 2007, pp. 9741–6, DOI:10.1073/pnas.0702662104, PMC 1887554, PMID 17535913. URL consultato il 28 febbraio 2010.
  3. ^ Malattie Da Prioni
  4. ^ I prioni sono trasmissibili per via aerea
  5. ^ Alla base dell'Alzheimer amiloide e prioni
  6. ^ Le malattie cerebrali potrebbero essere trasmesse dalla chirurgia

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Stanley B. Prusiner, I prioni, "Le Scienze", dicembre 1984, pag. 36
  • Stanley B. Prusiner, Malattie da prioni, "Le Scienze", marzo 1995, pag. 22
  • Stanley B. Prusiner, Sconfiggere la mucca pazza, "Le Scienze", settembre 2004, pag. 36

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]