Student World

Dokočení rozhovoru. Odpovídá Ing. Josef Pazdera, CSc. zaměstnanec Svazu chovatelů holštýnského skotu a spoluzakladatel známého serveru Osel.cz.

1. díl Kráva za 175 miliard dolarů
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/B2B6791ED8D285F0C12571D70048431D

2. díl Krávy krmené lidskými mrtvolami
http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/0F2D062018794ACAC12571D7004878C5

Jak se vlastně takový prion dostane do mozku oběti a zachová si přitom svoji aktivitu? Cožpak není příslušná bílkovina v žaludku rozložena a zdenaturována trávicími enzymy?

Když se normální protein prion stává infekčním prionem, jeho molekuly se poskládají jako list. Díky své nové, zhutnělé, prostorové konfiguraci („zašmodrchání“) se stane velice odolný vůči nejrůznějším vlivům. Odolává dezinfekčním prostředkům, vysokým teplotám, ale i enzymům. Priony nezničí formaldehyd, ultrafialové záření, peroxid vodíku nebo jodová tinktura. Odolají i průmyslově používaným dezinfekčním činidlům, jakým jsou třeba kyselina peroctová nebo etylenoxid. Nevadí jim ani stoprocentní alkohol nebo lyzol. V suchém teple vydrží priony bez úhony i hodinu při teplotě 360 C. V jednom pokusu byly priony na deset minut vystaveny suchému teplu 600 C. Po tomto pokusu zbyla jen zuhelnatělá tkáň. Popel si přesto částečně uchoval schopnost onemocnění navodit.
Priony jsou prostě téměř nezničitelné. Podlehnou jen „mokrému varu“. Tedy přehřáté páře po dobu nejméně 20 minut, při tlaku 3 bary a teplotě 133 C. Na priony zabírá i silně koncentrovaný louh a silné roztoky chlorových bělidel (Savo).
Dlouho se tedy logicky mělo zato, že priony s potravou prochází naším zažívacím traktem bez většího poškození (když toho jinak tolik vydrží). Jenže ani to nemusí platit. Článek uveřejněný letos v Journal of Pathology touto vírou značně otřásl. Skotští vědci na živých ovcích, potvrdili, že prionový protein sice může být přenesen přes stěnu střeva, ale současně se ukázalo, že je nepravděpodobné, že by k tomu docházelo i v přirozených podmínkách. Do jisté míry jsou tím nyní zpochybněny mnohé stávající představy o šíření prionových chorob.

Jak vlastně prion dosahuje toho, že má tyhle „autokatalytické“ účinky, že tedy původní hodné priony v těle oběti se šmodrchají podle vetřelce do jeho patologické formy?

Nad tím, jak zašmodrchaná forma normálního proteinu může spustit infekční proces, si vědci lámou hlavy od doby vzplanutí infekce BSE u skotu a vCJD u lidí.
Z poslední doby stojí za pozornost následující experiment. Tým Martina Jeffreye se pokusil přijít na kloub tomu, v čem vězí to, že některá zvířata jsou k prionovým chorobám odolnější než jiná. Jednou z možností, která se zde nabízela, bylo, že u odolných jedinců by mohl mít infekční prion ztížený přestup přes stěnu střeva. Předpokládalo se, že odolní jedinci mají ve stěně střeva nějaký ochranný mechanismus, který prostupu prionů dokáže zabránit.
Vědci si k ověření této hypotézy vzali do pokusu 50 ovcí s různou mírou jejich genetické odolnosti k chorobě skrapie (ovčí prionová choroba, viz výše). Těmto zdravým ovcím, jež pocházely z plemen, které se lišily v míře náchylnosti podlehnout skrapii, vpravili do střev infekční priony. U všech ovcí (jak u těch odolných, tak i u těch náchylných) došlo ale ke stejnému vstřebávání prionů přes stěnu střeva. Výsledek tedy předpokládanou teorii o účasti imunitního systému ve střevě zboural. Výsledek testů tak znamená, že odolnost zvířat není dána nějakou lepší obranou proti prostupu prionů přes stěnu střeva, ale že za náchylností a odolností k infekci stojí nějaký jiný, nám zatím neznámý mechanismus.
Není třeba dodávat, že vědci byli tímto výsledkem zaskočeni a že je to motivovalo podívat se na vstřebávání prionů znovu a pořádně. Nějak se jim zřejmě podařilo své pokusy utajit před různými ochránci zvířat, neboť nebohé ovce podrobili celé řadě opakovaných chirurgických zákroků, při kterých jim krátký úsek střeva plnili tekutinou. S touto tekutinou dopravovali každé z ovcí do jejího střeva půl gramu mozkové tkáně od skrapií nemocného zvířete. Mozek nemocné ovce je vysoce infekční materiál, který obsahuje velké množství prionového proteinu. Má se za to, že právě prostřednictvím zkrmování odpadu v podobě ovčích tkání, z nichž se udělalo krmivo zvané masokostní moučka, se přenesla skrapie na skot a způsobila pandemii ve formě BSE skotu.
Vědci se tímto pokusem snažili zjistit, kudy vlastně priony pronikají do těla. Ukázalo se, že infekční priony rychle procházely ze střevního obsahu do zvlněných střevních struktur, které jsou tvořeny převážně enterocyty (klky – v mikroskopu vypadají jako vztyčené prsty). To znamená, že priony do našich těl procházejí jinak, než tomu je v případě většiny infekcí, které pro vstup volí buňky lymfoidní tkáně (ve střevě se jí říká Payerovy plaky). Vstupní vrata do našich těl tedy jsou pro priony jiná než ta, kterou pro vniknutí volí bakteriální či virové infekce. Fakt, že prionový protein není zpočátku přijímán střevní lymfoidní tkání, tak znovu nastoluje vážnou otázku: Je prionový protein skutečně tím infekčním agens, za které ho považujeme, a nebo dříve pozorované nálezy prionový protein v lymfoidní tkáni jsou ve skutečnosti jen sekundárním znakem již propuknuté infekce?
Do třetice Jeffreyův tým učinil ještě jeden pokus. Natrávil směs obsahující infekční priony pomocí šťáv, které se běžně vyskytují v žaludku. Takto natrávené priony pak vědci vstřikovali ovcím do střev, stejně jako to činili v předešlém pokusu. Při tomto pokusu se následně v klcích ale žádné infekční priony neukázaly. To vědce skutečně zaskočilo, a tak se o totéž pokusili ještě jednou za pomoci velmi citlivé metody na důkaz přítomnosti prionů (technika se nazývá Western Blot). Ukázalo se, že z původních prionových molekul útok žaludečních šťáv přežilo jen nepatrné množství, a to i tehdy, když se v původním vzorku (než došlo k jeho ošetření žaludečním obsahem) vyskytovalo prionů obrovské množství. K infekci byla přece použita mozková tkáň nemocného zvířete a ta je těmito zašmodrchanými infekčními priony doslova nabitá…
Tady je ten zakopaný pes – jak asi tušíte, přirozeně se pasoucí ovce nemají ve zvyku požírat infikované mozky. Prakticky tedy mohou pozřít jen něco málo prionů z jiných tkání, jakými jsou například buňky slin či výkalů. Přesto se zvířata vzájemně infikují. To, že jde o infekci, nikdy nebylo zpochybněno. Z pokusu provedeného ve Skotsku ale vyplývá, že i když ovce infekční priony pozře, a i když jich je ohromné množství, tak jsou v ovčím zažívacím traktu vystaveny takové agresi žaludečních šťáv, že přirozený enzymatický rozklad trvající 48 hodin prakticky všechny priony zničí.
Pokusy na živých ovcích tak, jak se alespoň zdá, ukázaly, že ze žaludku se do střeva prionový protein nemá šanci dostat. Podle Jeffreye to je vážný důvod k tomu, abychom začali u přenosu prionových infekcí zvažovat i možnost, že za šířením choroby by mohly být i jiné molekuly, než jakou je molekula prionový protein.

To je extrémně zajímavé. Takže priony by na jednu stranu byly nezničitelné potvory, jakýsi život bez nukleové kyseliny, podle jiného názoru o ně možná vůbec nejde a jsou jen vedlejším efektem nějaké jiné infekce? Že by šlo třeba o nějaký mikroorganismus, který by priony produkoval jako svůj metabolit.

Výše zmíněné pokusy, respektive interpretace jejich výsledků, jsou v rozporu s představou většiny odborníků, protože ti jsou vyznavači klasické prionové hypotézy o šíření nemocí tohoto typu. Podle téhle převládající hypotézy je infekční částicí způsobující chorobu skutečně molekula prionového proteinu. Pochopitelnou reakcí na výsledky pokusů provedených ve Skotsku je nyní argumentace, že když k nákaze nemůže dojít ve střevě, že k ní tedy dochází ještě před tím, než priony v žaludku rozloží enzymy. Že tedy dochází k prostupu prionů přes sliznice, například v dutině tlamní. Martin Jeffrey ale i tuto možnost označuje za nepravděpodobnou. A také v tomto případě nejsou jeho slova jen nějakým plácáním do větru. Kdyby tomu tak bylo, že by k infekci docházelo již prostupem přes sliznice v ústech, potom bychom museli v počátečních stádiích vývoje nemoci nejspíš zjišťovat, že nejdříve napadenými orgány jsou krční mandle a mízní uzliny v hrudníku. Ale tak tomu není.

Čili jaký se z toho dá vyvodit závěr, pokud vůbec nějaký?

Těžko říct. Nové pokusy na ovcích vnesly do celého případu více otázek, než kolik jich zodpověděly. Pokus, který měl pouze potvrdit předpoklad, že u geneticky odolných jedinců je jejich střevní sliznice odolnější proti prostupu infekčního agens (tak jak tomu je v případě bakteriálních infekcí, kdy odolným jedincům chybí na střevních buňkách výběžky, na které je daný kmen bakterií zvyklý se navázat), ukázal, že je to jinak a že tuto hru na odolnost s námi priony nehrají. Také se ukázalo, že předpokládaný způsob infekce „přes střevo“ je v přirozených podmínkách prakticky nemožný. A do hry i ta dosti šokující úvaha, že oním mysteriózním infekčním agens prionový protein jako takový vůbec nemusí být, přinejmenším ne v takové formě, v jaké jsme si to dosud představovali. Jednoduchá souvislost mezi prionem a chorobou byla těmito pokusy vážně zpochybněna.
Nyní bude zajímavé sledovat, jak se hozené rukavici vyjádří největší kapacity výzkumu prionových chorob.
Ještě bych zkusil naznačit jeden směr experimentů, který by mohl nabídnout odpověď. Podnikl je Richard A. Bessen z Montana State University. Bessenův tým šel na věc z opačné strany. Nesledoval cestu prionů do mozku, ale z mozku. I tak lze získat představu o trasách, kterými se priony v těle šíří. Jeho tým infikoval zdravé křečky priony izolovanými z mozků norka nakaženého přenosnou encefalopatií. Pak vědci sledovali, kde se priony objeví. Ukázalo, se, že priony cestovaly po nervech nejen do jazyka, ale i do buněk čichové sliznice. V jazyce byly priony nalezeny nejen ve svalovině, ale i v chuťových pohárcích, na houbovitých papilách a také na epitelu jazyka. V nose byly priony odhaleny v čichové sliznici a ve sliznici vomeronasálního orgánu (orgánu zachytávajícího přednostně signály feromonů).
V obou případech, jak u jazyka, tak v nosní sliznici, dochází k rychlé obměně buněk. Hodně zdejších buněk je v krátkém sledu nahrazováno novými. Není pochyb o tom, že se s uvolněnými buňkami dostávají do slin a nosního výpotku také priony. Zvířata a lidé jsou tvorové společenští a projevují si náklonnost nejrůznějším olizováním, očmucháváním a dalšími sbližovacími aktivitami. Podle Bessena tak mohou aktivity, které souvisí u zvířat s utužováním společenských vazeb, jako jsou očichávání a olizování, přispívat k šíření choroby. O tomto způsob šíření infekce prionů se začíná psát jako „horizontálním“ přenosu. Bessen tak zřejmě prakticky dokázal, že i takový vášnivý polibek může vykonat své…

autor