PRIONESE.A.P. de MedicinaSofia del Carmen Gonzlez C. MaquiU.N.M.S.M. IMT DACCentro Mdico Naval

PARA BARBACOA...

GRANDES INTERROGANTESQu es un prin?Cules son sus propiedades?Qu estructura molecular posee?

QU ES UN PRIN?Stanley PrusinerNobel de Qumica en 1997Una protena es el agente infeccioso de la EEB y enfermedades afines

QU ES UN PRIN?Agente infeccioso responsable de varias enfermedades neurodegenerativas encontradas en mamferos (encefalopatas esponjiforme).Virus lentos, no convencionales.Partcula proteica carente de genoma y cidos nucleicos (replicacin sin genes)Protena prinica (PRP, PRroteinaceous infectious Particle)

PROTENA PRINICAExisten dos isoformas:Forma celular normal: PRPc (cellular prion protein)Variante patolgica infecciosa: PRPsc (scrapie prion protein)Un cambio en la estructura terciaria provoca la transicin de PRPc a PRPsc.

PROTENA PRINICA

PROTENA PRPcGlicoprotena sensible a proteasas formada por una cadena polipeptdica (250 aa).Codificada por un gen cromosmico de copia nica.Sintetizada en el REr, modificada en el Golgi y transportada a la superficie celular.Presente dentro y fuera del SN central.

FUNCIONES DE LA FORMA CELULAR DEL PRINSe barajan varias posibilidades:Implicacin en el proceso sinptico.Procesos de xido-reduccin, porque es capaz de unir catin Cu2+.Superxido dismutasa.Adhesin celular.Protena de transduccin de seal.Regulacin y distribucin de los receptores de acetilcolina.

CONVERSIN DE PRPc A PRPscDifieren en su estructura espacial. En esto se fundan los tests utilizados para la deteccin de la enfermedad.Ambas formas codificadas por el gen PRP.Estudios transgnicos confirman que mutaciones en el gen causan la enfermedad.

Estas mutaciones pueden aparecer espontneamente y producir el cambio conformacional y causar la enfermedad.

EFECTO DOMINProceso de propagacin se inicia con la asociacin de una PrPsc con:

PrP*(protena parcialmente desnaturalizada)PrPc (el reconocimiento se produce a travs de la regin 96-167 de la cadena polipptidica).El nivel de expresin de PrPc es directamente proporcional a la velocidad de formacin de PrPsc e inversamente proporcional al tiempo de incubacin.

EFECTO DOMINLas protenas PRPsc inducen su propia conformacin a las PRPc

PrPcUna protena aberrante provoca la enfermedad:

Protena aberrante

PrPSc se une a la PrPc que hay en la superficie celular

PrPSc hace que PrPc se transforme en PrPSc y se desprenda de la clula.

A continuacin la clula repone PrPc.

Las neuronas y los fagocitos absorben la PrPSc, difcil de degradar, lo que contribuye a la vacuolizacin del tejido cerebral y destruccin tisular.

Transformacin de la protena celular PrPc a la prinica PrPscPrP patolgica entra en contacto con PrP normal cambios en plegamiento conformacin patolgicabyc) PrP patolgica ataca a otras PrP normales, y as susecivamented) PrP patolgica alcanza niveles peligrosos

Transformacin de la protena celular PrPc a la prinica PrPsc

EFECTO DOMINO

PATOGENESISUna protena aberrante provoca la enfermedad:PrPSc se une a la PrPc que hay en la superficie celular y hace que se transforme en PrPSc, se desprenda de la clula y se acumule en las placas mieloides del cerebro.Al ser protenas del hospedador no se produce respuesta inmunitaria)A continuacin la clula repone PrPc.Las neuronas y los fagocitos absorben la PrPSc, difcil de degradar, lo que contribuye a la vacuolizacin del tejido cerebral y destruccin tisular.Los priones se pueden aislar de distintos tejidos del SN pero solamente el cerebro presenta alguna lesin.

PATOGENESISLa encefalopata espongiforme describe:El aspecto de las neuronas vacuoladas La prdida de funcin. Sntomas prdida de control muscular, escalofros, temblores, demencia.Falta de antigenicidad /ausencia de reaccin inmunitaria.Ausencia de inflamacin.

PROTENA PRPscResistencia parcial a proteasas.Localizacin intracelular (neurona), formando placas amiloides.Los polmeros de PRPsc tienen aspecto de fibrillaso bastoncillos.

PROPIEDADES FSICO-QUMICAS DE PRPscMs pequeos que la mayora de los virus.Filtrable por poros de 25-100 nm.Invisibles al microscopio ptico y electrnico.Resistente a: calor, radiacin ultravioleta e ionizante, nucleasas, proteasas (aunque reducen la infectividad), etc.

RESISTENCIA A LA PROTEASA K

MTODOS DE INACTIVACINAutoclave >134 C, 18 minutos Hipoclorito sdico (5% en 1hora) Hidrxido sdico 2N Fenol 90% ter Acetona Permanganato potsico 0.002 M Urea 6 M 2 Cloroetanol Cloroformo

LOS PRIONES Y SU BIOLOGALos niveles ms altos de PrP se encuentran en CEREBRO (Hipocampo), corazn, msculo esquelticoComo los virus, los priones se perpetan y causan enfermedadAl contrario que los virus, NO son INMUNOGNICOS, y formas purificadas (varillas) no transmiten la enfermedad...

PROPIEDADES BIOLGICAS Largo perodo de incubacin (meses, aos, dcadas).No producen reacciones inflamatorias o inmunitarias detectables.Causan enfermedades neurodegenerativas infecciosas, hereditarias o espordicas.Un nico componente: la protena PRP

PROPIEDADES BIOLGICASExisten varias formas molecularesMultiplicacin exponencialRequieren un periodo de adaptacin para pasar la barrera de las especiesExisten distintas cepas:

Permiten que los priones salten la barrera de las especies.Por el plegamiento en distintas conformaciones.

PROPIEDADES BIOLGICAS

ESTRUCTURA Y FISIOLOGIAEl prototipo de estos microorganismos es la scrapie o PrPSc (prin proteico de la scrapie). Tanto humanos como algunos animales codifican una proteina PrPC (prin proteico celular).

COMPARACIONPrPScPrPCEstructuraGlobularExtendidaResistencia a la proteasaSNoPresencia de Scrapie en fibrillasSNoLocalizacin dentro o sobre las clulasVesculas CitoplamticasMbna PlasmticasMultiplicacinDasHoras

COME PESCADO...

EXISTEN ANIMALES INMUNES?Existe un tipo de ovejas con un genotipo resistente que aunque stas sean infectadas.La progresin del prin es tan lenta que no llegan a padecer la encefalopata. til para el tratamiento de la enfermedad: la utilizacin de frmacos que ralenticen la progresin de la enfermedad.

ENFERMEDADES TRANSMITIDAS

POR PRIONES

ENCEFALOPATAS ESPONGIFORMES TRANSMISIBLES (TSE)Son enfermedades neurodegenerativasSe producen tanto en animales como en el hombrePueden transmitirse de unos animales a otrosLa etiologa de las TSE naturales suele ser desconocidaPueden existir factores genticos

Encefalopatas EspongiformesTransmisibles Humanas (EETH)

CLASIFICACIN SEGN TIPO DE HUSPEDEnfermedades en Animales:Scrapie (ovejas y cabras)Encefalopata Espongiforme Bovina (BSE)Encefalopatia Espongiforme Felina (FSE)Desgaste crnico en ciervos, renos, alces, visones de granja, felinos domsticos y salvajes en cautividadEnfermedades en Humanos:KuruEnfermedad de Creutzfeld-Jakob (CJD y nvCJD)Gerstmann-Strussler-Scheincker (GSS)Insomnio Familiar Fatal (FFI)

CLASIFICACIN SEGN SU ETIOLOGAAdquiridas

Exposicin al agente causalGenticas

Predisposicin hereditarias a la formacin del agente causalEspordicas

Mutacin somtica, aberracin metablica, exposicin no conocida

Mecanismo de la Enfermedad Humana por Priones

TipoMecanismoEnfermedadGenticoMutacin en la lnea germinalGersmann-Straussler-SheinkerEspordicaMutacin en el ARN somtico

Cambios post-translaciones en el geneCreutzfeldt-Jacob

C J (Espordico)InfecciosaInfeccin Iatrognica

Contaminacin

CanibalismoHormonas de crecimiento

Creutzfeldt Jacob

Kuru

SCRAPIE

SCRAPIEAfecta a ovejas y cabrasLa primera descripcin de la enfermedad se remonta al siglo XVIIEn 1936 la patologa se reprodujo experimentalmente en FranciaEn 1982 se propuso la hiptesis del PRION como partcula infecciosa de naturaleza proteica responsable del scrapie (Prusiner)Ampliamente distribuida en Amrica, Europa y Asia

SINTOMATOLOGAVaria ampliamente en cada animal debido a diferencias en la regin cerebral afectada.Desarrollo lento.Tiempo de incubacin de 14 a 22 mesesTendencia del animal a rascarse y frotarse contra objetos fijos

SINTOMATOLOGAProduce cambios en el comportamiento y el temperamento.Otros efectos son perdida de la coordinacin, excesiva ingesta de lquido, prdida de peso, mordeduras en patas, chasqueo de labios, temblores...

SINTOMATOLOGALas anomalas van acompaadas de temblores y convulsionesLas ovejas pueden vivir de 1 a 6 meses tras la aparicin de los primeros sntomas.La muerte es inevitable

EL KURU

EL KURUDescrita en la poblacin de las tribus Fore en Papua - Nueva GuineaSe relacion con los rituales de canibalismo Predominio en mujeres y niosUna vez manifestada, la enfermedad termina en muerte antes de un ao...Disminuy tras haber abolido esos hbitos

SINTOMATOLOGAAlgunos efectos son:Ataxia cerebelarPerdida de la coordinacinTembloresIncapacidad motoraDemencia

SINTOMATOLOGACongestin en los vasos sanguneos y en estados avanzados atrofia corticalEl periodo de incubacin puede superar los 30 aos.La muerte se produce en menos de 2 aos a partir de la aparicin de los primeros sntomas.

ENCEFALOPATA ESPONGIFORME BOVINA

ENCEFALOPATA ESPONGIFORME BOVINA -BSEAbril 1985: Se observ, en una granja del sur de Inglaterra, una vaca frisona con un Sndrome Neurolgico (hipersensibilidad crnica con sndrome de descoordinacin)7 meses despus: 9 casos ms1997: 170.000 casos en Gran Bretaa

ENCEFALOPATA ESPONGIFORME BOVINA -BSELa BSE se pudo originar por la transmisin del agente de scrapie desde la oveja hasta la vacaDurante 1981-2 se pudo producir una exposicin brusca de vacas a un agente scrapie que contaminaba las harinas de engordeEsta contaminacin podra estar propiciada por un cambio brusco en el proceso de elaboracin de dichas harinas

BSE: Posibles causas directasReduccin en el uso de disolventes hidrocarbonados para la extraccin de las grasas de la masa inicial de los restos animales en la fabricacin de las harinasReduccin de la temperatura de coccin que se aplicaba al material resultante anterior

SINTOMATOLOGAAfecta el cerebro y la mdula espinalProvoca temblores, prdida de peso, irritabilidad...Periodo de incubacin de 3 a 5 aos

El MAL De las vacas locas?

Estadsticas Internacionales sobre la EEBHasta el 28/12/01 en totales de casos fueron:

Reino Unido181,386Irlanda815Portugal530Suiza403Francia499Alemania 136Italia 44Japn 3Omn, Liechtenstein 2 en c/pasFinlandia, Luxemburgo, Canad, Austria 1 en c/pasEEUU, Australia, Nueva Zelanda 0

No casos de la EEB reportados en Amrica Central ni en Amrica del Sur Es correcto?*

ENFERMEDAD DE CREUTZFELDT-JAKOB (ECJ)

ENFERMEDAD DE CREUTZFELDT-JAKOBDescrita a principios del siglo XXSe manifiesta en personas que rondan los 60 aosAfecta a una de cada un milln de personas en todo el mundoSe contagia fundamentalmente por el consumo de carne de vaca afectada de esta enfermedad

SINTOMATOLOGAProvoca cambios de personalidad, alucinaciones, contraccin muscular involuntaria...Otros efectos son: falta de coordinacin, ceguera, coma...Los afectados tienen una esperanza de vida de 1 ao a partir de la aparicin de los primeros sntomas

Variante ECJ Aparece en el RUEl gobierno del RU estableci una unidad de vigilancia de la ECJ a principios de los 1990.La unidad estaba situada en Edinburgh bajo la direccin del Dr. Robert WillSe vieron pacientes de la ECJ con casos extraos en 1995James Ironside identific una neuropatologa nicaEn 1996, se reportaron en Lancet los primeros 10 casos de vECJHasta ahora, se han reportado ms de 100 muertos en el RU y 3 en Francia

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De la BSE a la nvCJDAunque no existe consenso, se considera que el riesgo potencial del contagio de HUMANOS a partir de ganado con BSE es remotoNo obstante, en 1995 dos adolescentes murieron en Inglaterra por nvCJDDesde entonces, ms de 30 casos han sido documentados

De la BSE a la nvCJDMientras que en animales suele producir ataxia como sntoma principal,En HUMANOS se produce demencia progresiva y debilitamiento general hasta la muerte (1-6 meses despus de los primeros sntomas)...

De la BSE a la nvCJDEl Gobierno Britnico cometi un error al considerar equivalente ausencia de evidencias de riesgo con riesgo bajoEn 1988 Gran Bretaa y, posteriormente, otros pases prohibieron la alimentacin de rumiantes con piensos suplementados con protenas de rumiantes

A pesar de todo...Sigue sin conocerse con precisin el mecanismo de propagacin (Alimentos? Derivados farmacolgicos?)Muchos casos pasan desapercibidos diagnosticados como Alzheimer...

VIGILANCIA EPIDEMIOLGICAExiste una forma natural de CJD que puede tener componentes genticos y se diferencia de la nvCJD en:Manifestacin a edades mucho ms tardasDesarrollo ms lentoNo puede transferirse a otras personasHemoderivados no sospechosos de contaminantes...No obstante, hay que estar alerta ante cualquier manifestacin neurodegenerativa susceptible de implicar priones...

DIAGNOSTICO DE LABORATORIONo existe mtodos para detectar directamente el virus en el tejido.No existe anlisis serolgico para detectar el anticuerpo viralEl diagnstico debe basarse en la clnica, confirmndose con los cambios histolgicos caractersticos del tejido cerebral.Los priones se pueden aislar de distintos tejidos del SN pero solamente el cerebro presenta alguna lesin.La identificacin de PrP resistente a la cinasa K (Western blot) puede confirmar un caso de ECJ.

TRATAMIENTO, PREVENCION Y CONTROLNo existe tratamiento contra el Kuru o la ECJ.Los agentes causales son resistentes a los procesos de desinfeccin utilizados para otros virus (Formaldehdos, detergentes...)Eliminacin por autoclave, hipoclorito sdico (5%) o hidrxido sdico (1M)

Virus lentos

Virus LentosPerodo de Incubacin largoInicio gradualCurso Progresivo y fatal

VirusPrionesHumanosLEMP: Leucoencefalopata Multifocal Progresiva, Poliomavirus Virus SV40KuruSSPE: Panencefalitis Subaguda Esclerosante, Virus sarampinGertsmann-Straussler-Scheinker (EGSS)VIH: Virus de la inmunodeficiencia HumanaEnfermedad de Alzheimer

Virus Lentos

VirusPrionesAnimalesAnimalesVISNA: RetrovirusVISNA: Scrapie (Ovejas y cabras)Encefalopata contagiosa del visnEncefalopata espongiosa bovina (Vacas locas)Enfermedad de adelgazamiento crnico (renos y ciervos)

Comparacin entre Virus Lentos y Priones

CaractersticaVirus LentosPrionesEstructuraAgente infeccioso filtrableSiSiPresencia de cido nucleicoSiNoMorfologa definida (M.E)SiNoPresencia de protenasSiSiDesinfectado- FormaldehdoSiNo- ProteasasAlgunosNo- Calor 80 CLa mayoraNo- Radiacin ionizanteSiNo- U VSiNo

Comparacin entre Virus Lentos y Priones

EnfermedadCaractersticaVirus LentosPrionesPerodo de incubacinGralmente largoLargoPerodo de estadoLargoLargoCurso progresivo y fatalSiSiRespuesta inmuneSiNoProduccin de interfernSiNoRespuesta inflamatoriaSi / NoNoEfecto de la inmunosupresin del husped sobre la patogenia de la enfermedadSiNoEfecto citoptico en cultivo de clulasSi / NoNo

Bibliografahttp://svneurologia.org/congreso/priones.html