Вы уже знаете, что такое прионы? Они безжалостно расправляются с человеком, сперва превращая его в бессловесное неразумное существо, а потом просто убивая. Это не очередная «страшилка» из фильма ужасов, а жестокая реальность современной действительности. Неожиданный вызов человечеству преподнес обычный белок, необходимый для нормального функционирования организма. Вернее, не совсем обычный. Чем белки-убийцы отличаются от мирных собратьев и насколько они опасны, разбираемся вместе с экспертами.
Предыстория
Впервые о таинственном возбудителе странных инфекций заговорили во второй половине прошлого века. После многолетних исследований странных массовых смертей овец от неизвестного недуга. Внешне здоровые животные испытывали сильный кожный зуд, возбудимость, дрожь, теряли шерсть и погибали от паралича. Вскрытие умерших овец показывало странное изменение структуры мозга. Он напоминал губку с неровно рваными порами. Однако никаких следов присутствия бактерий или вирусов обнаружено не было.
Через несколько лет болезнь со схожими симптомами поразила аборигенов новогвинейского племени форе. Туземцы искренне верили, что она является результатом колдовского воздействия. Они дали ей соответствующее название − «куру» («дрожь от сглаза»). На заболевшего папуаса нападала «трясучка». Она вначале лишала его возможности передвигаться, затем укладывала в постель и награждала слабоумием. А в конце попросту лишала жизни. Мозг умершего был поразительно похож на овечий. Тот который в свое время вызывал недоумение у делающих вскрытие погибших от странной болезни животных. Исследованиями загадочного недуга занялись опытные специалисты. В. Зигас из Австралии и американский вирусолог К. Гайдучек. Задача осложнялась тем, что инкубационный период, как выяснилось позже, имел необычную длительность − до 30 лет!
Многочисленные вскрытия, подключение к исследованию специалистов из разных стран позволили выявить причину недуга. Ею оказался традиционный каннибализм. Все заболевшие с удовольствием лакомились мозгом умерших от подобного недуга соотечественников. В результате Гайдушек вполне заслуженно получил Нобелевскую премию. Но верно определить возбудителя смертельной болезни ему так и не удалось. Ученый посчитал, что во всем виновата микроскопическая патогенная частица вирусного происхождения, обладающая пролонгированным действием. Как оказалось, он был не совсем прав. Истину позволили установить исследования американского молекулярного биолога Стенли Прузинера. Он сумел в 1982 году обнаружить возбудителя «почесухи» овечек. Им оказалась белковая молекула с измененной структурой.
Что такое прионы и откуда они берутся
Первоначальная версия о том, что вред организму наносит неизвестный ранее вирус, была вызвана отсутствием у возбудителя клеточной структуры. Многочисленные исследования и появление новейших методов анализа дали возможность установить ошеломляющую истину: виновником оказался белок с аномальной структурой, единогласно признанный инфекционным агентом. Стенли Прузинер назвал необычные молекулы прионами, использовав термины protein (белок) и infection (инфекция). То есть прионы − это измененный вариант присутствующих в организме человека и животного полезных белков PrP. Они превращаются в патогенные частицы в результате изменения только формы, при сохранении химического состава.
Новообразованные частицы инфицируют окружающие молекулы PrPC. Когда количество измененных белков достигает критического уровня, в организме начинаются необратимые процессы.
Структура PrPC состоит из трех альфа-спиралей и двух цепочек бета-слоя (альфа-форма). При случайной ошибке в синтезе происходит изменение обычной формы PrPC на аномальную PrPSc, структура потенциально опасной молекулы представлена преимущественно бета-слоями (бета-форма). Прион может попасть в организм и другим путем − от животного или другого человека. Проблема заключается в том, что болезнетворной частице становится «скучно» в одиночестве, и она начинает стремительно создавать себе «компанию», побуждая нормальные молекулы переходить в аномальную форму PrPSc. В свою очередь новообразованные частицы инфицируют окружающие молекулы PrPC. Когда количество измененных белков достигает критического уровня, в организме начинаются необратимые процессы. Причины аномального развития агрессивности нормальных молекул все еще точно не установлены, однако многочисленные исследования в этой области позволяют рассчитывать на скорый результат. Обнаружение прионов С. Прузинером было оценено по достоинству и принесло ему в 1997 году Нобелевскую премию.
Прионы поражают своей живучестью. Иммунная система человека просто игнорирует опасность, а обычные меры дезинфекции не оказывают на них никакого результативного действия. Опыты показали, что аномальные частицы устойчивы к гамма-излучению и ультрафиолетовым лучам, автоклавированию и замораживанию, кипячению и высушиванию, воздействию формальдегида, кислот и спирта. Мало того, последние открытия позволили дать положительный ответ на вопрос о наследственности и возможности мутаций.
Гипотезы и факты
Сенсационное обнаружение прионов обещает миру массу интересных открытий. Существующие гипотезы поражают своим многообразием. Предполагают, что прионы могут быть способны на многое:
- подавлять возрастные процессы или подталкивать организм к ускоренному старению;
- участвовать в клеточной активации;
- быть причиной возникновения болезней Альцгеймера и Паркинсона;
- вызывать развитие миопатии, шизофрении, фатальной бессонницы;
- нести ответственность за «коровье бешенство» и овечью «почесуху».
Саймон Андердаун из Oxford Brookes University выдвигает еще более смелое предположение. Он почти уверен, что исчезновение неандертальцев вызвали белки с прионными свойствами. Распространенный в то время каннибализм мог способствовать расширению числа зараженных, ослаблению популяции и ее сокращению. Если связь с вышеперечисленными процессами будет доказана, это даст надежду на появление инновационных методик в борьбе с неизлечимыми на сегодня недугами. Сейчас во всем мире проводится огромная работа по изучению феномена и созданию прионного белка в альфа- и бета-формах. Понимание сущности процесса возникновения аномального белка поможет разобраться с причинами возникновения множества болезней: ВИЧ-инфекций, злокачественных новообразований, недугов нервной системы.
Стенли Прузинер искренне считает, что в самом обозримом будущем средства против аномальных молекул будут найдены, а человечество сможет воспользоваться инновационными методиками для успешной борьбы с неизлечимыми болезнями.
Интерес к прионам с каждым годом возрастает. Каждый, даже самый маленький, успех в исследованиях помогает подтвердить или опровергнуть очередную гипотезу. Прионы неохотно и очень медленно раскрывают свои тайны, однако в изучении механизмов прионообразования есть уже серьезные успехи. Стенли Прузинер искренне считает, что в самом обозримом будущем средства против аномальных молекул будут найдены, а человечество сможет воспользоваться инновационными методиками для успешной борьбы с неизлечимыми болезнями. Перед исследователями стоит достаточно сложная задача, однако решение ее может привести к открытию поистине грандиозных секретов. Многие ученые считают, что, поняв прионы, мы сможем не только справляться с тяжелыми недугами, но и стать обладателями секрета долголетия и вечной молодости. Будем надеяться, что нам осталось недолго находиться в опасной близости с белками-убийцами, а исследования специалистов увенчаются сенсационными открытиями.
