Príons: características, estrutura, funções, doenças

Os priões são proteínas ou ácidos nucleicos sem genoma que actuam como agentes infecciosos. O termo “príon” significa partícula proteica infecciosa (de Partículas Infecciosas Proteináceas) e foi cunhado pelo neurologista e vencedor do Prêmio Nobel Stanley B. Prusiner.

Em 1982, Prusiner e seus colegas identificaram uma partícula de proteína infecciosa enquanto estudavam as causas das doenças de Creutzfeldt-Jakob (em humanos) e da encefalopatia espongiforme bovina.

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Resíduos de proteínas de priões bovinos. Retirado e editado de: 23-230 López-García, F., Zahn, R., Riek, R., Wuthrich, K. e RCSB [Domínio de domínio público], via Wikimedia Commons

Esses agentes infecciosos raros são encontrados na membrana celular normal, apenas como proteínas mal dobradas e / ou com estrutura tridimensional anormal. Essas proteínas são responsáveis ​​por várias doenças degenerativas e por uma mortalidade muito alta que afeta os tecidos neurais e a estrutura cerebral.

Eles também são chamados de doenças de príons. Entre os mais importantes que afetam os seres humanos, temos o kuru, a doença de Gerstmann-Sträussler-Scheinker, a síndrome de Creutzfeldt-Jakob e a insônia familiar fatal.

Características gerais

Príons são estruturas proteicas presentes nas membranas celulares. Essas proteínas têm uma forma ou conformação alterada [PrP (Sc)].

No que diz respeito à sua multiplicação, é alcançado pela conversão de formas, como no caso da doença do tremor epizoótico. Nesta doença, os príons recrutam PrP (C) (proteínas prônicas de conformação inalterada) para estimular a conversão na isoforma PrP (Sc).

Isso gera uma reação em cadeia que propaga o material infeccioso e, portanto, permite que a doença seja irrigada. Ainda não se sabe como esse processo de conversão ocorre.

Essas proteínas incomuns capazes de se espalhar não possuem ácidos nucleicos. Prova disso é que eles são resistentes a raios X e radiação ultravioleta. Esses agentes quebram facilmente os ácidos nucleicos.

As proteínas de príons, das quais os príons (PrP) são compostos, são encontradas em todo o corpo, não apenas dos seres humanos, mas também de outros vertebrados saudáveis. Essas proteínas são geralmente resistentes a proteases (enzimas que catalisam proteínas).

Muito pouco se sabe sobre a utilidade das proteínas de príons PrP (C), a forma normal de proteínas não infecciosas no corpo humano.

No entanto, alguns pesquisadores conseguiram demonstrar que, em camundongos, essas proteínas ativam o reparo mielínico nas células do sistema nervoso periférico . Também foi demonstrado que a ausência destes causa a desmielinização dessas células nervosas.

Estruturas

O conhecimento sobre a estrutura do prião reside principalmente nas pesquisas realizadas sobre a bactéria Escherichia coli .

Estudos mostraram que os polipeptídeos da cadeia PrP (C) (normal) e PrP (Sc) (infecciosos) são idênticos na composição de aminoácidos, mas diferem na conformação 3D e no dobramento destes.

PrP (C)

Esses príons não infecciosos têm 209 aminoácidos em humanos. Eles têm uma ligação dissulfeto. Sua estrutura é alfa-helicoidal, o que significa que possui aminoácidos em forma de espiral (hélices alfa) e poucos fios planos de aminoácidos (folhas beta).

Esta proteína não pode ser separada por centrifugação, o que implica que não é sedimentável. É facilmente digerido pela serina protease de amplo espectro chamada proteinase K.

PrP (Sc)

É uma proteína infecciosa que transforma a PrP (C) em isoformas infecciosas da PrP (Sc) com uma configuração ou formato anormal.

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Muito pouco se sabe sobre sua estrutura 3D, no entanto, sabe-se que possui poucas formas helicoidais e mais fios planos ou betas. A mudança para a isoforma é o que é conhecido como o evento fundamental das doenças dos príons.

Funções

As proteínas das células priônicas [Prp (C)] estão localizadas na superfície celular de uma ampla variedade de órgãos e tecidos. Muito pouco se sabe sobre as funções fisiológicas dos príons no corpo. Mesmo assim, as experiências realizadas em ratos indicam possíveis funções, como:

Com receptores metabotrópicos de glutamato

Foi demonstrado que a PrP (C) atua com receptores de glutamato (ionotrópicos e metabotrópicos). A PrP (C) participa como um receptor dos oligômeros sinaptotóxicos do peptídeo Aβ da superfície celular.

No desenvolvimento embrionário

Em camundongos da família Murinae, verificou-se que as proteínas priônicas PrP (C) são expressas poucos dias após o implante, no desenvolvimento embrionário.

Isso indica que eles desempenham um papel durante o desenvolvimento desses pequenos mamíferos. Papel que os pesquisadores dizem estar relacionado à regulação da neurogênese (produção de axônios e dendritos de neurônios).

Eles também atuam no crescimento axonal. Essas proteínas príons estão mesmo envolvidas no desenvolvimento do circuito cerebelar. Por esse motivo, acredita-se que a ausência desses príons PrP (C) leve a um atraso no desenvolvimento motor de roedores.

Neuroprotetor

Em estudos sobre a superexpressão de PrP (C) por orientação genética, verificou-se que a ausência desses príons causa problemas no suprimento sanguíneo para alguns locais do cérebro (isquemia cerebral aguda).

Isso significa que as proteínas priônicas funcionam como neuroprotetores. Além disso, foi demonstrado que a superexpressão da PrP (C) pode reduzir ou melhorar as lesões causadas pela isquemia.

Sistema nervoso periférico

Recentemente, foi descoberta a função fisiológica da Prp (C) na manutenção da mielina periférica.

Durante um estudo de laboratório, descobriu-se que, na ausência de proteína de príon, os ratos de laboratório desenvolveram deficiências nervosas que transferem informações do cérebro e da medula espinhal, no que é chamado de neuropatia periférica.

Morte celular

Existem algumas proteínas semelhantes aos príons e localizadas em outras partes do corpo que não o cérebro.

A função de tais proteínas é iniciar, regular e / ou controlar a morte celular, quando o organismo está sendo atacado (por virons, por exemplo), impedindo a disseminação do patógeno.

Essa função peculiar dessas proteínas faz com que os pesquisadores pensem na possível importância de príons não infecciosos na luta contra patógenos.

Memória de longo prazo

Um estudo realizado no Stowers Institute, no Missouri, EUA. Ele mostrou que os príons de PrP podem ter um papel na manutenção da memória de longo prazo .

O estudo revelou que certas proteínas de príons podem ser controladas para manter as funções fisiológicas da memória de longo prazo.

Renovação de células-tronco

Uma investigação sobre proteínas priônicas que são expressas em células-tronco de tecidos sanguíneos, revelou que todas essas células-tronco (hematopoiéticas) expressam proteínas de príons em sua membrana celular. Portanto, acredita-se que eles participem do complexo e muito importante processo de renovação celular.

Doenças de príons

Patologias de origem priônica são reconhecidas como distúrbios cerebrais degenerativos progressivos. Eles podem atacar bovinos, veados, caribu, ovelhas e até humanos.

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Essas doenças são causadas por uma alteração na estrutura das proteínas PrP (C) e cujas funções específicas ainda são incertas até hoje. As patologias de príons podem surgir sem uma causa conhecida. Eles podem ter uma origem genética herdada e também podem ser transmitidos infecciosamente-contagiosamente.

Os príons causam doenças familiares, esporádicas e contagiosas. As doenças de príons familiares são aquelas herdáveis. Patologias esporádicas são as mais comuns e ocorrem sem causas conhecidas.

As doenças contagiosas são consideradas raras, são transmissíveis por contágio de pessoa para pessoa, animal para animal, pessoa para animal e vice-versa. As causas são múltiplas e variam desde o consumo de carne contaminada, canibalismo, transfusões até o manuseio de equipamentos cirúrgicos contaminados.

As doenças de príon mais comuns são:

Doença de Creutzfeldt-Jakob (TJE)

Considerada a doença priônica mais comum entre os seres humanos, é uma patologia cosmopolita, isto é, de distribuição mundial. Pode ocorrer de maneira hereditária (familiar), esporádica ou infecciosa.

Os pacientes apresentam sintomas como demência, movimentos bruscos ou involuntários repentinos e deficiências do sistema nervoso central.

Dependendo do tratamento e da forma da doença, a morte pode ocorrer entre 4 meses a 2 anos após a aquisição da doença. É difícil fazer o diagnóstico, geralmente feito após a morte , durante a autópsia.

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Fotomicrografia leve de tecido cerebral que revela a presença de placas amilóides típicas encontradas em um caso variante da doença de Creutzfeldt-Jakob. Retirado e editado de: Provedor (es) de Conteúdo: CDC / Teresa Hammett Crédito da Foto: Sherif Zaki; MD; PhD; Wun-Ju Shieh; MD; PhD; MPH [domínio público], via Wikimedia Commons

Doença de Gerstmann-Sträussler-Scheinker

É uma doença causada por príons em um processo cerebral infeccioso herdável ou autossômico dominante. A doença se manifesta em pessoas de 40 a 60 anos de idade.

Essas pessoas manifestam problemas para articular palavras (disartria), empurrões ou movimentos involuntários repentinos, sendo a agressividade frequente.

Eles têm degeneração cerebelar acompanhada de marcha instável. Também é possível observar hiporreflexia, surdez, paralisia do olhar, demência, entre outros sintomas. A expectativa de vida é de aproximadamente 5 anos ou um pouco mais.

Prionopatia com sensibilidade variável à protease

É uma doença muito rara, a ponto de sua ocorrência ser de 2 a 3 casos por 100 milhões de habitantes. A patologia é semelhante à doença de Gerstmann-Sträussler-Scheinker.

As manifestações clínicas da proteína indicam baixa resistência à protease, algumas são mais e outras menos sensíveis a essas enzimas.

Os sintomas apresentados pelos pacientes são: problemas de fala e comprometimento cognitivo, perda de neurônios na área onde o cérebro controla os movimentos e realiza a coordenação muscular.

A doença é comum em pacientes da terceira idade (70 anos) e o tempo estimado de vida após a infecção é de aproximadamente 20 meses.

Insônia letal

É uma doença hereditária ou familiar, também pode ocorrer esporadicamente. Sabe-se que a doença se deve a uma mutação autossômica dominante ou herdada.

Os pacientes apresentam sintomas como problemas cumulativos para dormir e manter o sono, demência, comprometimento cognitivo, até problemas com hipertensão, taquicardia, hiperidrose e outros.

A idade em que afeta é bastante ampla, uma vez que varia entre 23 e 73 anos; no entanto, a idade média é de 40 anos. O tempo de vida uma vez infectado é pouco mais de 6 anos.

Kuru

Esta doença do prião foi detectada apenas em habitantes da Papua Nova Guiné. É uma doença relacionada ao canibalismo e à tradição cultural do rito de luto pelos mortos, onde essas pessoas comem cérebro ou carne humana.

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As pessoas portadoras da doença geralmente manifestam movimentos incontroláveis ​​e involuntários em diferentes partes do corpo.

Eles têm tremores, perda de controle de movimento e perda de coordenação muscular. A expectativa de vida em pessoas infectadas é de dois anos.

Doenças animais

Entre as patologias produzidas por príons em animais está a encefalopatia espongiforme bovina. Essa doença causou estragos na Europa, na saúde pública, na dos animais e na economia dos países afetados.

Outras doenças em animais são tremor epizoótico, encefalopatia transmissível por vison, doença crônica por desgaste (em veados) e encefalopatia espongiforme felina.

Essas doenças, como as apresentadas em seres humanos, carecem de tratamento eficaz, portanto, a prevenção é essencial, especialmente após o contágio em humanos, causado pelo consumo de carne de vacas infectadas.

Tratamentos

Até o momento, não há cura conhecida para doenças por príons. O tratamento é sintomático. Os pacientes são aconselhados a planejar cuidados paliativos e a análise e aconselhamento genéticos são recomendados para os membros da família.

Uma grande variedade de medicamentos foi testada em pacientes com doenças de príons, como antivirais, antitumorais, medicamentos para doenças como Parkinson, tratamentos para imunossupressão, antibióticos, antifúngicos e até antidepressivos.

No entanto, atualmente não há evidências que indiquem que alguns deles reduzam os sintomas ou melhorem a sobrevida dos pacientes.

Prevenção

Os príons são resistentes a uma variedade de mudanças físicas e químicas. No entanto, diferentes técnicas são utilizadas para evitar a contaminação de pacientes com instrumentos cirúrgicos contaminados.

Uma das técnicas mais utilizadas é esterilizar o equipamento em uma autoclave a 132 ° C por uma hora e depois mergulhar os instrumentos em hidróxido de sódio por pelo menos mais uma hora.

Por outro lado, a Organização Mundial da Saúde (OMS) desenvolveu medidas para impedir a propagação de doenças por príons. Essa organização estabelece padrões para o gerenciamento de tecidos proibidos ou potencialmente arriscados, como: olhos, cérebro, intestino, amígdalas e medula espinhal.

Referências

  1. Prion, agente infeccioso. Recuperado de britannica.com.
  2. O que é um Prion? Recuperado de scientificamerican.com.
  3. PC Kalikiri, RG Sachan. 2003. Príons – Partículas Infecciosas Proteináceas. Jornal, Academia Indiana de Medicina Clínica.
  4. Prion Recuperado de en.wikipedia.org
  5. KM Pan, M. Baldwin, J. Nguyen, M. Gasset, A. Serban, D. Groth, I. Mehlhorn, Z. Huang, RJ Fletterick, FE Cohen (1993). Conversão de hélices alfa em características de folhas beta na formação das proteínas príons de tremor epizoótico. Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América.
  6. M.-A. Wulf, A. Senatore e A. Aguzzic (2017). A função biológica da proteína priônica celular: uma atualização. BCM Biology.
  7. CC Zhang, AD Steele, S. Lindquist, HF Lodish (2006). A proteína príon é expressa em células-tronco hematopoiéticas repovoadas a longo prazo e é importante para sua auto-renovação. Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América.
  8. Revisão de doenças de príons (encefalopatias espongiformes transmissíveis) Recuperado em msdmanuals.com.
  9. E. Arranz-Martínez, G. Trillo-Sánchez-Redondo, A. Ruiz-García, S. Ares-Blanco (2010). Prionpatias: encefalopatias de príons. Medicina de Família SEMERGEN

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