Прионы вспенили мозги грызунам

В конце прошлого века биохимик Стэнли Прузинер пополнил список инфекционных агентов прионами, получив за это Нобелевскую премию. В отличие от вирусов и других, даже внеклеточных форм жизни, прионы – отдельные белки, что не мешает им эффективно «размножаться» внутри организма хозяина и даже передаваться от одного организма к другому.

За исключением возбудителей «коровьего бешенства», случаев межвидовой передачи прионов до сегодняшнего дня зарегистрировано не было. Инфекционисты из Чили, США и Испании, объединив свои усилия, нашли способ

с помощью прионов хомячка превратить обычные белки мыши в страшнейшие инфекционные агенты – и наоборот.

В организме всех млекопитающих содержится большое количество «предприонного» белка PrP. В нормальной, здоровой форме он не только не опасен, но и выполняет определенные функции, среди которых, возможно, транспорт ионов, передача межклеточных сигналов и даже взросление клеток крови. Самая большая концентрация этого белка – в головном мозге, что и объясняет возникающую при соответствующих нарушениях картину: вспенивание нервной ткани, образование фибрилл и, как следствие, многочисленные неврологические расстройства и смерть.

Ученым пока не известны все детали превращения, но вне зависимости от того, как возникает первый «больной» прион, будь то сбои в работе белоксинтезирующего или белокразрушающего аппарата, через некоторое время эта «больная форма» способствует превращению остальных здоровых белков в таких же «вампиров».

Считается, что изменения идут лишь на уровне конформации – пространственной организации молекулы белка. То есть непосредственно последовательность аминокислот в белке остается прежней, изменяется лишь его объемная структура. Но и этого вполне достаточно, чтобы полностью разрушить нервную ткань. По мере того как прионы-вампиры вступают в контакт со здоровыми молекулами, процесс прогрессирует всё больше и больше.

Поскольку молекулы белков у представителей разных биологических видов отличаются уже на первом уровне организации – последовательности аминокислот, то передача возбудителя между видами, казалось бы, неизбежно должна сопровождаться мутациями, для возникновения которых необходимы несколько лет.

Как показали Клаудио Сото и его коллеги, мутации – вовсе не обязательная составляющая процесса.

За пару недель работы с пробирками им удалось преодолеть межвидовой барьер. Для этого понадобилось лишь смешать небольшое количество «больных» мышиных прионов с достаточным количеством «невинных» белков из нервной ткани хомячка. На переподготовку здоровых белков и превращение их в страшные инфекционные агенты ушло всего лишь две недели.

После этого белки хомячка стали «заразными» и приводили к скорой гибели всех попадавших под их воздействие щекастых грызунов.

Как отмечают авторы публикации в Cell, проявления этой инфекции были даже более разнообразными, чем все описанные до сегодняшнего дня. Изменениям подвергались различные участки мозга, да и микроскопическая картина сильно отличалась в каждой группе. Ученые объясняют это тем, что «здоровая» конформация у прионов одна, в то время как «больных» несколько. А процесс межвидовой передачи должен сопровождаться большим разнообразием, нежели передача внутривидовая.

После непродолжительных изысканий процесс удалось повернуть и в обратную сторону, превратив «здоровые» мышиные белки в больные под влиянием прионов хомячка.

Сото считает, что их исследование не только подчеркивает возможность межвидовой передачи прионной инфекции без мутаций, но и позволит больше узнать о природе этих загадочных и с каждым днем все более пугающих молекул.

Бояться есть чего, ведь прионные инфекции широко распространены среди диких зверей, и, хотя плотность их населения поменьше, чем у британских коров, их не так просто отследить и уничтожить. С учетом того, что эти белки очень устойчивы ко всем видам стерилизации и термической обработки и при этом легко передаются через пищу, охота на оленей и лосей в Соединенном Королевстве, пока возглавляющем рейтинг по упомянутым инфекциям, может оказаться не таким уж и безобидным занятием.

Сейчас Сото и его коллеги занимаются созданием настоящего «биологического оружия» – пытаются повторить свой эксперимент с инфекционными прионами от оленей и здоровыми «предприонами» человеческой нервной ткани. Если эксперимент удастся, то любую охотничью добычу придется сдавать на экспертизу.