Genesi spontanea di prioni rapidamente trasmissibili
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno X – 25 febbraio 2012.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
Le
malattie da
prioni costituiscono
un caso unico in patologia, in quanto possono essere sporadiche, genetiche e infettive, ossia causate da una
transizione del prione cellulare per cause non bene definite in una forma
tossica, o da una mutazione genica che interessa la proteina prionica, oppure
dall’infezione dovuta all’ingresso nell’organismo della forma trasmissibile della
proteina, capace di “replicarsi”, verosimilmente inducendo il cambio
conformazionale nelle forme endogene non trasmissibili.
Il
più frequente fra i quadri patologici causati da prioni nell’uomo è la malattia di
Creutzfeldt-Jakob (CJD) nella sua forma sporadica, in cui i prioni responsabili del
danno degenerativo si formano spontaneamente dal tipo fisiologico, naturale di proteina prionica normalmente presente nei neuroni
(PrP). Secondo le stime epidemiologiche
più recenti, circa l’85% del totale dei casi di malattie da prioni è costituito
da persone affette da CJD con una frequenza approssimativa nella popolazione
mondiale di 1-2 casi per milione all’anno, con incidenza uguale nei due sessi,
insorgenza nella tarda vita adulta, a fronte di un rischio nel corso
dell’intera esistenza di ~1 su 30.000/50.000.
Per
lo studio di questa forma patologica non esistono attualmente modelli animali,
ma lo scopritore dei prioni, Stanley Prusiner, con un gruppo di collaboratori,
sembra essere riuscito a realizzare un buon modello sperimentale che potrà
facilitare l’identificazione dei meccanismi molecolari all’origine di questa
grave patologia del sistema nervoso centrale (Watts J. C., et
al. Spontaneous generation of rapidly transmissible
prions in transgenic mice expressing wild-type bank vole prion protein. Proceedings of the National Academy of Science USA [Epub ahead of
print doi:10.1073/pnas.1121556109], 2012).
Gli autori provengono dalla University of California
at San Francisco: Institute for Neurodegenerative Diseases and Departments of
Neurology and Pathology.
Prusiner
e collaboratori hanno rilevato in una specie di roditori, detti bank voles (BV), una promiscuità per differenti
prioni isolati, mai riscontrata in precedenza, ed hanno supposto che i prioni di questi animali (BVPrP) siano intrinsecamente tendenti ad adottare le configurazioni
diffusibili, ossia le conformazioni alterate nel ripiegamento strutturale (misfolded). Una tale proprietà potrebbe
ricalcare una caratteristica delle persone che sviluppano l’encefalopatia spongiforme
sporadica, ossia la CJD, pertanto i ricercatori hanno
realizzato un ceppo di topi transgenici (Tg) esprimenti i prioni del tipo
naturale (WT) di BV, e dunque, BVPrP.
I topi Tg(BVPrP) hanno sviluppato disfunzioni spontanee del sistema
nervoso centrale fra i 108 giorni e i 304 di età dei roditori; e tali stati
patologici presentavano i contrassegni caratteristici delle malattie da prioni,
quali: 1) la degenerazione spongiforme,
2) un’astrogliosi molto pronunciata e
3) la deposizione, nel cervello, di PrP
a configurazione alternativa.
I
ricercatori hanno realizzato omogenati di cervello dei topi Tg(BVPrP) ammalati
e li hanno inoculati in esemplari Tg(BVPrP) indenni, verificando in questi
ultimi lo sviluppo della malattia in
circa 35 giorni. Gli omogenati di cervello patologico sono stati inoculati,
poi, in topi transgenici iper-esprimenti PrP del topo: in questo caso la
malattia è comparsa dopo 100 giorni. L’infezione di topi a genotipo naturale ha
richiesto un tempo più lungo, stimato in circa 185 giorni.
Questo
studio, per i cui dettagli si rimanda alla lettura del testo del lavoro originale,
dimostra sperimentalmente che la molecola di prione proveniente da animali a
genotipo naturale, può spontaneamente
formare prioni
infettivi in vivo. Pertanto, i topi Tg(BVPrP)
possono costituire un utile modello sperimentale per studiare la spontanea
formazione di prioni, allo scopo di comprendere l’eziologia della forma
sporadica della CJD.
E’
noto che la trasmissione all’uomo del prione responsabile dell’encefalopatia
spongiforme bovina (BSE), in una epidemia che riguardò il Regno Unito ed altri
paesi, non molti anni fa indusse l’avvio e il finanziamento di numerosi
progetti di ricerca finalizzati alla comprensione dei meccanismi molecolari di queste insidiose
forme patologiche, ma ora che l’onda emotiva della preoccupazione per il
contagio è scemata, il supporto a questi studi è in gran parte venuto meno. Ci
auguriamo che la prospettiva di ottenere risultati grazie a questo modello
sperimentale della forma clinicamente più frequente, induca un ritorno di
interesse e sostegno per questa branca di studi che potrebbe aprire nuovi
orizzonti per l’intera biologia molecolare.
L’autrice della nota ringrazia il
Presidente della Società Nazionale di Neuroscienze, Giuseppe Perrella, con il
quale ha discusso l’argomento trattato e invita alla lettura delle numerose recensioni
di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).
ALCUNI APPROFONDIMENTI
1)
Note e Notizie 18-02-12 Monomero prionico ad α-elica altamente
neurotossico
2)
Note e Notizie 18-02-12 Aggregati di
tau, β-amiloide e sinucleina trasmessi come prioni
3)
Note e Notizie 27-11-10 Nella chimica del prione le basi della suscettibilità
al contagio
4) Note e Notizie 13-03-10 I prioni proteggono la
mielina
5) Note e Notizie 17-10-10 Sviluppo spontaneo della
forma infettiva di prione nella FFI
6) Note e Notizie 09-05-09 Il prione nella malattia di
Alzheimer
7) Note e Notizie 02-05-09 Interazione prione
beta-amiloide nella malattia di Alzheimer
8) Note e Notizie 24-01-09 Il prione ha un ruolo
nell’olfatto
9) Note e Notizie 13-09-08 L’interferenza RNA per le
malattie da prioni
10) Note e Notizie 25-10-08 I prioni e la barriera fra
le specie
11) Note e Notizie 14-06-08 La proteina prionica
attenua l’eccitotossicità
12) Note e Notizie 02-10-04 Prione: prove dell’azione
patogena
13) Aggiornamenti. Nuove
prospettive per l’encefalopatia da prioni. Firenze, 24 luglio 2004, scheda
introduttiva: “Lo stato dell’arte di Stanley B. Prusiner”.