CC BY
237Конфликт интересов. Все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
Корреспондирующий автор. Нургалиева Лида Иманкуловна, кандидат медицинских наук, НУО «Казахстанско-Рос-сийский медицинский университет», Казахстан, г. Алматы. E-mail: Lida.nur@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-4397-2419.
Вклад авторов. Все авторы внесли равноценный вклад в разработку концепции, выполнение, обработку результатов и написание статьи. Заявляем, что данный материал ранее не публиковался и не находится на рассмотрении в других издательствах.
Финансирование. Отсутствует.
Статья поступила: 15.02.2023.
Принята к публикации: 02.03.2023.
Conflict of interest. All authors declare that there is no potential conflict of interest requiring disclosure in this article. Corresponding author. Nurgalieva Lida, Candidate of Medical Sciences, NEI «Kazakh-Russian Medical University», Kazakhstan, Almaty. E-mail: Lida.nur@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-4397-2419.
Contribution of the authors. All authors have made an equal contribution to the development of the concept, implementation, processing of results and writing of the article. We declare that this material has not been published before and is not under consideration by other publishers. Financing. Absent.
Article submitted: 15.02.2023. Accepted for publication: 02.03.2023.
УДК: 579.2 DOI: 10.24412/2790-1289-2023-1-79-82
МРНТИ: 34.27.01.
ПРИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ. ВОЗБУДИТЕЛИ ПРИОННЫХ
ЗАБОЛЕВАНИЙ
* Г. Серибеккызы, В. Галимуллин
НУО «Казахстанско-Российский медицинский университет», Казахстан, Алматы
Аннотация
Прионные заболевания - заболевания, связанные с паталогическими белками и в основе, которой лежит белок с аномальной третичной структурой. Прионы являются особым классом инфекционных патогенов, не имеющих при этом нуклеиновых кислот в своем составе. Они встречались у широкого спектра видов млекопитающих, включая человека. Прионные заболевания человека могут возникать спорадически, быть наследственными или приобретенными. Спорадические прионные заболевания человека включают болезнь Крейтцфельдта-Якоба (СГО), бессонницу со смертельным исходом и прионопатию, чувствительную к различным протеазам. Приобретенные прионные заболевания человека составляют лишь 5% случаев прионной болезни человека. Они включают куру, ятрогенный СГО и новую разновидность СГО, которая была передана людям от пораженного крупного рогатого скота при употреблении мяса, особенно головного мозга. В этом обзоре представлена информация об истории открытии, структурное строение и механизм размножения приона, видах прионных заболевании.
Ключевые слова: прион, прионные заболевания, инфекция, белок.
Введение. Прионные заболевания - одни из самых редких, но в тоже время опасных инфекционных заболеваний, которые были открыты сравнительно недавно если сравнивать их с другими заболеваниями, такими как вирусы, которые открыл в 1892 году Д. И. Ивановский, или бактерии, которые были открыты в 1676 году Антони ван Левенгуком [1]. Прионы, как отдельные опасные инфекционные патогены были открытылишь в 1982 году Стенли Прузинером, после чего он соответственно получил Нобелевскую премию по физиоло-
гии или медицине. Однако, гипотезы о существовании еще одного патогена, не связанного с уже открытыми, была еще в 1700-х годах, когда у овец была обнаружена губчатая энцефалопатия, которая получила название скрепи, или же аналогичное название - почесуха овец. Симптоматика данного инфекционного заболевания характеризовалась тем, что животные страдали от зуда, вследствие чего животные начинали непрерывно чесаться о деревья, камни и другие предметы. Кроме того, при более поздних стадиях, овцы, или реже, козы, чув-
т
ЖУРНАЛ КАЗАХСТАНСКО-РОССИИСКОГО МЕДИЦИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
ствовали боль при сгибании и разгибании суставов ног и при финальных стадиях развития болезни страдали от сильнейших припадков [2]. Позже энцефалопатия была обнаружена у лабораторных мышей, в 1967 году, Чанд-лером. Кроме того, в скором времени прионные заболевания стали находить и у человека. Первым открытием прионного заболевания считается инфекция, открытая в 1920-х годах Гансом Герхардом Крейцфельдтом и Альфонсом Мария Якобом. Они смогли открыть болезнь, которая оставляла полости в нервной ткани, в итоге, заболевание получило имена его открывателей. Следующим этапом открытия прионных заболеваний стало открытие 1957 года в стране Папуа-Новая Гвинея, где у высокогорья жило племя форе, которое страдало неизвестным неврологическим синдромом, при этом у пациента наблюдалась непрерывная сократимость мышц и атаксия, к тому же в последующих стадиях заболевания добавлялась деменция, и после этого болезнь заканчивалась летальным исходом. Причиной распространения данного заболевания стал каннибализм, когда потомки, съедали головной мозг своего предка, в результате чего, прион попадал в организм человека через пищу [3].
Первые, кто выдвинул белковую теорию происхождения инфекционного заболевания, стали радиобиолог ТикваАльпер и биофизик Джон Стенли Гриффит. Их утверждения были обоснованы тем, что данный тип инфекции не погибает от ионизирующего излучения, а значит имеет очень маленькие размеры, значительно меньше, чем вирус, и тем более меньше чем бактерия. В конце концов в 1982 году Прузинер из Калифорнийского университета, наконец смог выделить белковую структуру приона, вместе с его группой. Таким образом, именно Прузинер сформировал теорию о том, то такое прион, и первым доказал его белковое строение [4].
Строение всех прионов приблизительно одинаково, так как все прионы строятся из белка под названием PrP. Сначала может показаться, что данный белок безобиден, и не сможет навредить человеку, или другому животному, так как присутствует во многих тканях в качестве мембранного белка. Это абсолютно верно, но мы говорим об аномальном белке, который носит название PrPSc. Особенность данной изоформы белка заключается в том, что она способна перенастраивать белок PrP, так, чтобы он действовал не по мембранной функции, а по инфекционной. Кроме того, пространственная структура данного белка до сих пор неизвестна. Такие ненормальные изоформы объединяются в высокоструктурированные амилоидные волокна, которые затем формируют бляшки. Конец каждого волокна представляет собой затравку, для присоединения других белковых молекул, в результате чего фибрилла только набирает массу и увеличивается в размерах [5].
На данный момент не известен точный механизм размножения прионов, однако существует две гипотезы, которые довольно близки к объяснению данного процесса. Первая гипотеза, которая может объяснить размножение прионов без участия других молекул, а также, без нуклеиновых кислот, была гетеродимерная модель. Согласно этой модели, одна прионная форма PrP, то есть инфекционная, присоединяется к здоровой форме PrP и образует из здорового белка его прионную форму [6]. Однако модель репликации прионов должна объяснять не только механизм размножения самих прионов, но и то, почему спонтанное появление прионов бывает настолько редко. Фибриллярная модель подразумевает наличие прионного белка только в форме фибрилл, где при этом концы данных фибрилл превращают здоровую PrP в инфекционную.Скорость роста числа инфекционных частиц прионов пропорциональна величине квадратного корня из концентрации РгР8с [7].
ж
Эндогенный ® в клеточный ^ О © РгРС С
£
взаимодействие между РгРС и ргр$ с
Репликация
Г
У
Превращение РгРс еРгР^
Накопление РгР^
Клеточная форма РгРС
Прионная форма РгР$с
Прионные болезни человека.
Болезнь Крейтцфельдта-Якоба (CJD). ОБ, впервые описанный в 1920 году, может быть приобретенным, наследственным или спорадическим. В большинстве случаев ОБ является спорадическим.
Вариант болезнь Крейтцфельдта-Якоба ^СГО). Этот тип СГО можно получить, употребляя в пищу зараженное мясо коровы.
Фатальная семейная бессонница (FFI). FFI влияет на таламус, который является частью вашего мозга, которая контролирует циклы сна и бодрствования. Одним из основных симптомов этого состояния является ухудше-
Рисунок 1. Механизм размножения прионов.
ние бессонницы. Мутация наследуется доминантно, что означает, что вероятность того, что пострадавший передаст ее своим детям, составляет 50%.
Синдром герстмана-Строслера-Шейнкера (GSS). GSS также наследуется. Как и FFI, он передается доминантно. Он влияет на мозжечок, который является частью мозга, которая контролирует баланс, координацию и равновесие.
Кшгш. Куру был идентифицирован в группе людей из Новой Гвинеи. Болезнь передавалась посредством ритуального каннибализма, при котором потреблялись останки умерших родственников [8].
Таблица 1. Прионные болезни человека.
Болезнь Хозяин Механизм патогенеза
Kuru Люди Заражение через ритуальный каннибализм.
CJD Люди Инфекция от зараженного прионами гормона роста, трансплантатов твердой мозговой оболочки и т.д.
vCJD Люди Инфекция от прионов крупного рогатого скота.
FFI Люди Мутация зародышевой линии в гене РгР (Б178^ М129).
GSS Люди Мутации зародышевой линии в гене РгР.
Факторы риска этих заболеваний включают:
Генетика. Если у кого-то в вашей семье есть наследственное прионное заболевание, вы также подвержены более высокому риску мутации.
Возраст. Спорадические прионные заболевания обычно развиваются у пожилых людей.
Продукты животного происхождения. Употребление продуктов животного происхождения, загрязненных прионами, может заразить вас прионной болезнью.
Медицинские процедуры. Прионные заболевания могут передаваться через зараженное медицинское оборудование и нервную ткань. Случаи, когда это происходит, включают пересадку зараженной роговицы или передачу через трансплантаты твердой мозговой оболочки [9-11].
Лечение. В настоящее время лекарства от прионной болезни нет. Но лечение направлено на поддержку.
Примеры такого ухода включают:
Лекарства. Некоторые лекарства могут быть назначены для лечения симптомов. Примеры включают:
- уменьшение психологических симптомов с помощью антидепрессантов или седативных средств;
- облегчение боли с помощью опиатов;
- облегчение мышечных спазмов с помощью таких препаратов, как вальпроат натрия и клоназепам.
Помощь. По мере прогрессирования болезни многим людям нужна помощь в уходе за собой и выполнении повседневных дел.
Увлажнение и обеспечение питательными веществами. На поздних стадиях заболевания могут потребоваться внутривенные жидкости или зонд для кормления.
Ученые продолжают работать над поиском эффективного лечения прионных заболеваний.
Некоторые потенциальные методы лечения, которые будут изучены, включают использование антител против прионови «антиприонов», которые ингибируют аномальную репликацию РгР [12].
Заключение. В заключении хочется сказать, что на данный момент данное инфекционное заболевание является самым загадочным на фоне других болезней. В первую очередь, это обуславливается тем, что прион имеет маленькие размеры, кроме того, его структура еще до конца не изучена, а самым проблемным пунктом является тот факт, что данное заболевание до сих пор не излечимо. Однако, надеемсячто в будущем ученые найдут способ лечения данной болезни, также как когда-то нашли лечение от бактериальных и вирусных инфекций.
Список литературы:
1. Зуев В.А., Завалишин И.А., Ройхель В.М. Прионные болезни человека и животных. - М.: Медицина, 1999. - 192 с. [Zuev V.A., Zavalishin I.A., Rojhel' V.M. Prionnye bolezni cheloveka i zhivotnyh. - M.: Medicina, 1999. - 192 s.]
2. Покровский В.И., Киселёв О.И., Черкасский Б.Л. Прионы и прионные болезни. - М.: Изд-во РАМН, 2004. -384 с. [Pokrovskij V.I., Kiseljov O.I., Cherkasskij B.L. Priony i prionnye bolezni. - M.: Izd-vo RAMN, 2004. - 384 s.]
3. Imran M., Mahmud S. Review of prion diseases of animals. Virol J. 2011, 8: 493. 10.1186/1743- 422X-8-493.
4. Sigurdsson C.J., Miller M.V. Other prion diseases of animals. Brit Med Bull 2003, 66: 199-212. 10.1093/ bmb/66.1.199.
5. Smirnovas V., Barongs, Offerdahl D.K., Raymond G.J., Kochi B., Surevich V.K. The structural organization of mammalian prions obtained from the brain was investigated by the method of hydrogen-deuterium exchange. Natural Structure of MolBiol 2011, 18:504-506. 10.1038/nsmb.2035.
6. Linden R., Martins V.R., Prado M.M., Komarova M., Izquierdo I., Brentani R.R. Physiology of prion protein. Physiol Rev. 2008, 88: 673-728. 10.1152/phys rev.00007.2007.
7. Collinge J., Clark A.R. A general model of prion strains and their pathogenicity. Nauka 2007, 318:930-936.10.1126/ nauka.1138718.
8. Макаров В.В., Прионы и прионные болезни / В.В. Макаров // Российский ветеринарный журнал. - 2018. -№1. - С. 29-34. [Makarov V.V., Priony i prionnye bolezni / V.V. Makarov // Rossijskij veterinarnyj zhurnal. - 2018. - №1. - S. 29-34.]
9. Стойда Н.И., Завалишин И.А. Прионные болезни. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2012; 112(92):5963. [Stojda N.I., Zavalishin I.A. Prionnye bolezni. Zhurnal nevrologii i psihiatrii im. S.S. Korsakova. Specvypuski. 2012; 112(92):5963.]
10. Collinge J. A new variant of prion disease / Collinge J, Rossor M. // Lancet. 1996 Apr 6; 347(9006): 916-7.
11. Bradley R. Prion Diseases / Bradley R.; eds. J. Collinge, M.S. Palmer. Oxford, 1997. P. 89 - 129.
12. Prusiner S.B. Prion diseases and the BSE crisis / Prusiner S.B.// Science. 1997. V.278. P.245-251.
ЖУРНАЛ КАЗАХСТАНСКО-РОССИЙСКОГО МЕДИЦИНСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
ПРИОН АУРУЛАРЫ. ПРИОН АУРУЛАРЫНЬЩ ЦОЗДЫРГЫШТАРЫ
* Г.Серибеккызы, В. Галимуллин
«^Казавдтан-Ресей медициналыщ университета» МЕББМ, ^азавдтан, Алматы
ТYЙiндi
Прион аурулары - патологиялыщ а^уыздармен байланысты жэне аномальды Yшiншi ретлк щрылымы бар а^уызга негiзделген аурулар. Приондар щрамында нуклеин ^ыш^ылдары жо^ ж^палы вдздыргыштардын ерекше класы болып та-былады. Олар сутк;оректшердщ кептеген тYрлерiнде, сонын iшiнде адамдарда кездесед^ Адамнын прион аурулары т^ым ^уалауы немесе жYре пайда болуы мYмкiн. Адамнын спорадикалыщ прион ауруларына Крейцфельдт-Якоб ауруы (CJD), елiмге экелетiн уй^ысыздыщ жэне эртYрлi протеазаларга сезiмтал прионопатия жатады. Адамнын жYре пайда болган прион аурулары жалпы ауру жагдайларынын тек 5% прайды. Оларга куру, ятрогендi CJD жэне ет ешмдерш, эсiресе миды тугыну ар^ылы iрi вдра малдан адамдарга берiлетiн CJD жана тYрi кiредi. Б^л шолуда ашылу тарихы, прионнын структуралыщ щрылымы мен кебею механизмi, прион ауруларынын тYрлерi туралы аппарат берiлген.
Клт свздер: прион, прион аурулары, инфекция, ацуыз.
PRION DISEASES. PATHOGENS OF PRION DISEASES
* Gulzinat Seribekkyzy, Vladislav Galimullin
NEI «Kazakh-Russian Medical University», Kazakhstan, Almaty
Summary
Prion diseases are diseases associated with pathological proteins and based on a protein with an abnormal tertiary structure. Prions are a special class of infectious pathogens that do not have nucleic acids in their composition. They have been found in a wide range of mammalian species, including humans. Human prion diseases can occur sporadically, be hereditary or acquired. Sporadic human prion diseases include Creutzfeldt-Jakob disease (CJD), fatal insomnia, and prionopathy sensitive to various proteases. Acquired human prion diseases account for only 5% of human prion disease cases. These include chicken, iatrogenic CJD, and a new variety of CJD that has been transmitted to humans from affected cattle by eating meat, especially the brain. This review provides information about the history of discovery, the structural structure and mechanism of reproduction of the prion, types of prion diseases.
Key words: prion, prion diseases, infection, protein.
Конфликт интересов. Все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
Корреспондирующий автор. Серибеккызы Гульзинат, НУО «Казахстанско-Российский медицинский университет», Казахстан, Алматы. E-mail: gulzinat@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-8430-1318.
Вклад авторов. Все авторы внесли равноценный вклад в разработку концепции, выполнение, обработку результатов и написание статьи. Заявляем, что данный материал ранее не публиковался и не находится на рассмотрении в других издательствах.
Финансирование. Отсутствует.
Статья поступила: 25.02.2023.
Принята к публикации: 17.03.2023.
Conflict of interest. All authors declare that there is no potential conflict of interest requiring disclosure in this article.
Corresponding author. Seribekkyzy Gulzinat, NEI «Kazakh-Russian Medical University» Kazakhstan, Almaty. E-mail: gulzinat@mail.ru; https://orcid.org/0000-0001-8430-1318.
Contribution of the authors. All authors have made an equal contribution to the development of the concept, implementation, processing of results and writing of the article. We declare that this material has not been published before and is not under consideration by other publishers.
Financing. Absent.
Article submitted: 25.02.2023.
Accepted for publication: 17.03.2023.
