Seminario de Priones

7/30/2019 Seminario de Priones

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NDICE

Introduccin 05

1. Definicin de prion 06

2. Estructura de los priones 06

2.1. La protena celular del prion 07

2.2. Las formas patolgicas de la protena del prion. 07

2.3. PrP 106-126 09

2.4. Minipriones 10

2.5. La barrera de las especies 10

2.6. La protena X 11

2.7. Nomenclatura 12

2.8. Estructura y expresin del gen PrP 12

2.9. La protena anti-prion 12

2.10. Prion: naturaleza del agente infeccioso 13

3. Funcin de los priones 14

Funcin de los priones en estado no patgeno (PRPC) 14

4. Patologas 15

4.1. Patologas prinicas en humanos 18

4.2. Patologas prinicas en animales 21

5. Conclusin 24

6. Bibliografa 25
http://paveca3.blogspot.com/2010/12/la-funcion-de-los-priones.htmlhttp://paveca3.blogspot.com/2010/12/la-funcion-de-los-priones.html


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Universidad Nacional Jos Faustino Sanches Carrin. Medicina Humana

BIOLOGIA Priones 5

Introduccin

El trmino "prion" es usado para describir el agente infeccioso responsable de varias

enfermedades neurodegenerativas encontradas en los mamferos, tambin conocidos

como encefalopatas espongiformes transmisibles. Estos agentes son capaces de

propagarse dentro de un mismo husped causando una lesin espongitica y de

transmitirse de husped a husped con elevados tiempos de incubacin. A diferencia

de virus y viroides, son resistentes a tratamientos inactivantes de cidos nucleicos,

pero comparten con stos la existencia de una variabilidad de inculos dentro de la

misma especie (diferenciables por el patrn de la lesin y la magnitud del tiempo de

incubacin) y de una infectividad sujeta a barrera de especie.

La bsqueda de la entidad molecular constitutiva de este agente revel como

componente mayoritario, si no nico, una protena: PrPSc, protena del prion de

scrapie), y la ausencia de un cido nucleico especfico (Prusiner 1982, 1991). Con

estas premisas estructurales unidas a la capacidad de infeccin, Prusiner acua el

trmino prion (particula infecciosa de naturaleza proteica) para diferenciarlo de virus y

viroides. Dadas las caractersticas poco convencionales de los priones se han

elaborado numerosas hiptesis sobre su estructura. En la actualidad la hiptesis con

mayor grado de aceptacin es la conocida como "slo protena", delineada

inicialmente por Griffith (1967) y, formalmente enunciada y actualizada por Prusiner

(1991, 1997). Tras la descripcin de protenas de diferente secuencia pero similar

comportamiento en levadura as como los avances interdisciplinares realizados en el

conocimento de estos agentes en la ltima dcada, el concepto de prion ha sido

acotado adquiriendo una deficin ms precisa y generalizable. As, se denomina prion

a la forma alterada de una protena celular funcional (PrP en mamferos) que ha

podido perder su funcin normal pero que ha adquirido la capacidad de transformar la

forma normal en patolgica.


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PRIONES

1. DEFINICIN DE PRION

La palabra en s deriva de "proteinaceous infectious particle", definicin propuesta porStanley B. Prusiner. Esta definicin vino dada por la hiptesis inicial, que ms tarde seconfirmara, de que este agente infeccioso consista nicamente en una protena, carente degenoma y cidos nucleicos.

Se ha observado esta protena en las membranas neuronales de los mamferos sin causarenfermedad alguna, pero se sabe que un cambio conformacional de su estructura terciariapuede provocar la aparicin de la enfermedad. Estas protenas en su forma patgena semultiplican exponencialmente al ponerse en contacto con las protenas normales, ya que lesinducen el cambio conformacional que las vuelve infecciosas.

La aparicin de estos desordenes estructurales en las protenas, pueden ser transmisibles,heredados, o incluso espordicos, es decir, sin evidencias de transmisin ni herencia.

Estos agentes son capaces de propagarse dentro de un mismo husped causando unalesin espongitica y de transmitirse de husped a husped con elevados tiempos deincubacin. A diferencia de virus y viroides, son resistentes a tratamientos inactivantes decidos nucleicos, pero comparten con stos la existencia de una variabilidad de inculosdentro de la misma especie y de una infectividad sujeta a barrera de especie.

2. ESTRUCTURA DE LOS PRIONESLa protena del prion, identificada originalmente en roedores infectados con scrapie, estcodificada por un gen cromosmico de copia nica. Este gen se encuentra altamenteconservado y se ha identificado en ms de 13 especies de mamferos. Generalmente estcompuesto por dos exones no traducidos en 5 separados por un intron de ~2 kb, que trassplicing quedan unidos al exn 3 que contiene la regin codificante (750 bp). El codn deiniciacin se localiza a 10 nucletidos 3 del sitio aceptor de splicing lo que imposibilita lainterrupcin del mensaje y la existencia de formas alternativas. Experimentos de clonaje hanpermitido obtener todo un conjunto de mutaciones ligadas a patologas hereditarias, perfilarposiciones polimrficas y describir una rica variedad de mutaciones sin sentido en distintasespecies.

La protena PrP est constituida por cuatro regiones de estructura secundaria llamadas H1,H2, H3 y H4, en estas regiones se identifican tres zonas de hlice- llamadas A, B y C, ydos de hoja-, llamadas S1 y S2.

Estudios mediante los mtodos FTIR y CD han mostrado que la protena PrPc contiene un40% de hlice- y muy poca proporcin de hoja-, mientras que la PrPSc se compone de un30% de hlice- y un 45% de hoja-. Esta dualidad hlice- hoja- parece localizarseprincipalmente en la regin 106-126, que en forma de pptido sinttico es un neurotxicopotente.Con respecto a la expresin del gen de PrP sta ocurre constitutivamente en tejidosneuronales y no neuronales de animales adultos, detectndose los niveles ms altos enneuronas. En cerebros animales, la sntesis de mRNA de PrP ocurre constitutivamente enestados adultos, pero durante el desarrollo se encuentra bajo un control riguroso. En el


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septum, los niveles de los mRNA de PrP y de acetilcolinesterasa aumentan paralelamentedurante el desarrollo. Los niveles ms altos de PrPC se encuentran en cerebro,particularmente en el hipocampo, existiendo niveles significativos en corazn y msculoesqueltico y, ms bajos en la mayora de los rganos restantes excepto en hgado y enpncreas.

2.1. La protena celular del prion

El producto traducido a partir del mRNA es una cadena polipeptdica de alrededor de 250aminocidos, dependiendo de la especie, en la que se distinguen una secuencia seal N-terminal de 22 residuos, una serie de repeticiones de un octapptido PHGGGWGQ, cuatrosegmentos altamente conservados en las posiciones 109-122, 129-140, 178-191 y 202-218,una regin hidrofbica C-terminal. Esta cadena sufre un proceso de maduracin covalentecomplejo que supone: la escisin proteoltica de los pptidos seal, la adicin C-terminal deun glicanfosfatidilinositol (GPI), la formacin de un enlace disulfuro intramolecular y, porltimo, una doble glicosilacin en los residuos de Asn 181 y 197.

PrPC es una protena capaz de unir especficamente Cu2+, para la cual se postula un papelactivo en la homeostasis de este catin implicado en procesos de oxido-reduccin. Laestructura secundaria de PrPC, solubilizada en detergentes y en ausencia de cationes, esmayoritariamente helicoidal mientras que la formacin del complejo conlleva un aumento delcontenido en estructuras extendidas. Estudios espectroscpicos de alta resolucin conformas recombinantes en ausencia de ligando han puesto de manifiesto que PrP estconstituda por dos dominios, el N-terminal ltamente desestructurado y el C-terminalglobular.

Con respecto al metabolismo celular de PrPC, estudios de translocacin in vitro han

identificado tres formas topolgicas de PrP: una forma de secrecin (coincidente con laanclada por GPI) y dos formas transmembranas que difieren en su orientacin (el N-terminalluminal y el C-terminal luminal). La forma de secrecin es transportada en vesculas desecrecin a la superficie exterior celular donde queda anclada a travs del GPI en dominiosparticulares. Una vez all, algunas molculas son liberadas al espacio extracelular porescisin del GPI mientras que la mayora es internalizada en el compartimento endoctico.Estas ltimas bien son recicladas hacia la superficie celular o bien sufren una rupturaproteoltica en la mitad del N-terminal cuyos productos son expulsados al exterior celular. Elmetabolismo de las formas trasmembrana no se conoce con exactitud, pero la acumulacinpor encima de un umbral de las formas con el C-terminal luminal se correlaciona con laaparicin estados neuropatolgicos.

2.2. Las formas patolgicas de la protena del prion.

En las patologas de priones PrPC se transforma post-traduccionalmente en una isoformageneralmente denominada PrPSc. Esta conversin, que tiene lugar en dominios de tipocaveola, se caracteriza por un cambio drstico en las propiedades fsicas y qumicas de lamolcula. PrPC es soluble en detergentes mientras PrPSc forma unos agregados amorfosinsolubles. PrPC se libera de la membrana en forma soluble por digestin con PIPLC,mientras que PrPSc no es susceptible a la accin enzimtica requiriendo un tratamientodesnaturalizante previo para la eliminacin del GPI. PrPC es sensible a la accin deproteasas y PrPSc, por el contrario, sufre una proteolisis limitada generando la formatruncada en el extremo N-terminal que agrega en forma de amiloides y retiene lainfectividad. No obstante, existen estados patolgicos en los que no ha podido detectarse


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PrPSc en trminos de resistencia a proteasas pero la descripcin reciente de formastransmembrana podra estar implicada en estos casos.

Las modificaciones post-traduccionales de carcter covalente no parecen ser la causadirecta del proceso de conversin pero s de su modulacin. De esta forma, el GPIdetermina la posibilidad de conversin ya que sta ocurre en dominios especializados demembranas donde se confinan las protenas ancladas por GPI. Por otra parte, laglicosilacin va a determinar el trfico intracelular de la protena.

Los estudios espectroscpicos han permitido establecer que la estructura secundaria dePrPSc dispersada en detergentes, a diferencia de la de PrPC, presenta como elementomayoritario la cadena b estabilizada en lminas y que el comportamiento amilodico estvinculado a la presencia de lminas b intermoleculares. Esta dualidad conformacional hlicea-lmina b parece localizarse principalmente en la regin 106-126, que en forma de pptidosinttico es un neurotxico potente.

B) Lug ar do nde s e cree qu e la protena X s e liga a la PrPc. C) Lu gares q ue se c ree

relacionados c on la transm isin d e pr iones entre las especies y contro l d e unin de la

pro tena X D) Flexib ilid ad de la cadena del p oli pept ido PrP. E) Modelo para laestructu ra terciar ia de la HuPrPSc.

Bsicamente puede decirse que la isoforma mutante difiere de la silvestre en:

Alto contenido en hlices.

Es insoluble en detergentes, formando agregados amorfos.

Sufre una protelisis limitada que genera una forma truncada agragante y que retienela infectividad.

No es susceptible a la accin enzimtica con PIPLC para su liberacin de la

membrana, requiriendo un tratamiento desnaturalizante previo para la eliminacin delGPI.


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Localizacin extracelular.

Se sabe que ambas isoformas PrP poseen anclas GPI (glycoinositol phospolipid), gracias ala cual, la PrPc se encuentra anclada en la superficie de la clula. Su transformacin aPrPSc solo tiene lugar cuando la PrPc alcanza dicho lugar de forma que el GPI esdeterminante para la conversin ya que esta ocurra en dominios de la membrana dondeestas protenas se encuentran ancladas.

La PrPSc se encuentra dentro de la clula en estructuras del sistema endoctico y fuera dela clula en placas amiloides como PrPSc 27-30 KDa.

La adquisicin de la resistencia a las proteasas de la PrPSc, es un proceso post-translacional, es decir, se adquiere tras el plegamiento. En el estudio de los modelos dePrPSc se hall un pptido menor derivado de este ltimo, que constitua el ncleo proteasa-resistente de la PrPSc. Este pptido tena una masa molecular de 27-30 KDa y se le llamoPrP27-30. Se ha encontrado este pptido en todos los casos de enfermedad prion, salvo enlas enfermedades del Alzheimer, Parkinson y esclerosis miotrpica lateral.

Los residuos 113-128, dentro de la regin H1, son los ms conservados en todas lasespecies estudiadas, y corresponden a una zona transmembranal de la PrPc que seorganiza en hlice- .

Los residuos 90-141 de PrP han demostrado ser suficientes para iniciar o bloquear latransformacin de PrPc, probablemente porque constituyen el principal sitio de unin dePrPSc a PrPc durante el proceso de conversin. Posteriormente, se identific un segundodominio entre los residuos 180-205 que parecen modular la interaccin entre PrPc y PrPSc.

2.3. PrP 106-126

Es una parte que se mantiene constante en todas las isoformas PrP acumuladas en loscerebros de pacientes afectados por enfermedades prion y, por tanto, constituye la partculainfecciosa. Adems, el pptido PrP 106-126 es ms soluble y fcil de manipular para elestudio de cultivos celulares que la partcula entera PrPSc.

Se ha demostrado que el pptido 106-126 cataliza la agregacin de la protena prion celulara una forma proteinasa K-resistente e induce la sntesis de una protena priontrasmembrana (PrP), que se ha propuesto como mediadora de la neurotoxicidad en ciertos

desrdenes, en lugar de los depsitos de agregados y la PrP proteinasa K- resistentenicamente.

Se ha demostrado que PrP 106-126 induce muerte celular por apoptosis en unadeterminada lnea celular neuronal humana, y lo hace a travs de dos molculas (caspasasy calpainas). Esto implica la mitocondria como un sitio primario de accin de la PrP106-126.Adems, aumenta la secrecin de catecolaminas induciendo una va de entrada de Cd2+resistente al Ca2+, y altera el acoplamiento de los canales de nativos de Ca2+ con laexocitosis.

Segn otro estudio, el pptido artificial PrP106-126 es neurotxico in vitro debido a la

adopcin de la estructura fibrilar amiloidognica agregante. Y parece que reduciendo losniveles de Cu2+ y Zn2+ aproximadamente tres veces respecto del nivel fisiolgico, se inhibe


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la agregacin del PrP106-126. Del mismo modo, eliminando por mutagnesis la His-111,Met-109 o Met-112, que se han confirmado como lugares de unin de Cu2+ y Zn2+, seinhibe la neurotoxicidad del PrP 106-126 y su capacidad de formacin de estructurasfibrilares.

2.4. Minipriones

Se realizaron diversas pruebas para investigar la naturaleza patgena del prion, y secrearon priones mutantes para facilitar esto. As, la destruccin de cualquiera de las cuatroregiones en hlice- de la protena PrPc, previene la formacin del PrPSc. Mientras quesuprimir la regin del extremo N-terminal con los residuos 23-89, as como otros 36 residuosentre las posiciones 141-176 (ambas regiones en verde en la imagen: hlice A y hoja S2) noafectan a la aparicin de PrPSc.

La molcula PrP resultante con 106 aminocidos, fue denominada PrP106 (o miniprion). Lacual tiene idnticas propiedades al PrPSc original, pero al ser menor tamao, ofrece msfacilidades para el descifrado de su estructura.

Minipr ion creado borrando los residuos 23-89 y

141-176 de la PrP.

2.5. La barrera de las especies

La barrera fue descubierta por Pattison en los aos 60. La causa de la barrera de lasespecies es la existencia de genes PRNP diferentes segn las especies. Estos genes setraducirn en protenas PrP con secuencias particulares, que constituirn una estructuraterciaria de prion caracterstica para cada especie.

As, el gen PrP del ratn difiere del de hmster en 16 codones de los 254 totales; y el deratn del de humano en 28 codones, lo que da lugar a protenas PrP con configuracionesdistintas entre las especies.


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La transmisin interespecfica de una enfermedad prion depende de que el prion patgenodel donante sea suficientemente similar a la protena prion husped como para poder unirsea ella e inducirle el plegamiento. La identidad en el segmento 96-167 es necesaria peroinsuficiente, cuanto mayor sea ms eficaz ser la interaccin de PrPSc con PrPc . El gradode compatibilidad de ambas protenas determina el tiempo de incubacin de la enfermedad(meses, aos, dcadas).

Como mejor se transmite la enfermedad (menor tiempo de incubacin), es entre animalesde la misma especie.

La estructura terciaria de las protenas PrP es la que determina los linajes de los priones.Pueden distinguirse varios linajes (strains) de priones en una misma especie. Se aislarondiferentes inculos de priones de scrapie de oveja que se diferenciaba en el tiempo deincubacin y en el patrn de lesin que causaban en los animales de experimentacin. Lasprotenas aisladas de cada inoculo tenan idntica estructura primaria pero diferan en elgrado de glicosilacin y en el tamao del producto de protelisis limitada. As, puedendiferenciarse varios linajes de priones de una misma especie en funcin de tres estados dela protena PrPSc:

Sin glicosilar

Monoglicosilada

Biglicosilada

2.6. La protena X

Es un pequeo ligando detectado mediante estudios genticos y moleculares, que se une alPrPc y facilita su transformacin a PrPSc.

Su descubrimiento se bas en la teora segn la cual, molculas del husped podan influiren el comportamiento del PrPSc. Para ratificar esta teora se inocularon ratonestransgnicos con genes PrP humanos (HuPrP) y con genes PrP hbridos entre ratn yhumano (MHu2M).

Los ratones con el gen hbrido infectados, desarrollaron la enfermedad ms rpida yfrecuentemente que los que posean el gen totalmente humano. Este hecho llev a afirmarla existencia de un factor procedente del ratn que reconoca las "regiones ratn" de la

protena PrP hbrida, facilitando el plegamiento de la PrPc hbrida; mientras que este factorno reconoca ninguna "regin ratn" en la protena PrPc totalmente humana (HuPrP) y, portanto, no favoreca el proceso.

La protena X est involucrada en el plegamiento de las protenas naturales a su formaanmala, y para ello debe reconocer ciertos fragmentos de la protena PrP sobre la queacta. De esta forma, priones PrPSc procedentes de especies muy alejadas evolutivamentede la del husped al que infectan no producirn la enfermedad fcilmente, necesitarn unlargo periodo de incubacin porque la protena X no las reconocer.

Por la funcin que ejerca esta protena se pens que poda tratarse de una chaperona, pero

hasta el momento no se ha identificado ninguna chaperona molecular en mamferos que


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intervenga en el proceso de plegamiento de priones. La protena X podra ser la PrPSc siste hiciera las veces de ligando bidentado.

2.7. Nomenclatura

Para simplificar la terminologa se ha sugerido que la isoforma PrP que provoca laenfermedad, sea llamada PrPSc, sin mencionar el origen del prion. Para aadirespecificidad un mutante o variante de PrP puede ser anotado entre parntesis.

Por ejemplo: el prion encontrado en el ratn I/Ln, que posee una variante del gen PrP con Fen el codn 108 y V en el 189, se identifica como MoPrP (108F, 189V) Sc; el prionencontrado en un judo Libio paciente de CJD, homocigtico para la mutacin de K en elcodn 200 se identific como HuPrP (200K) Sc. En situaciones de heterocigosis y en lasque el alelo que determina la forma PrP es desconocido, se usa HuPrPSc o HuPrPCJD o laenfermedad de la que se trate.

2.8. Estructura y expresin del gen PrP

El gen codificante del prion (llamado PRNP) se encuentra en el brazo corto del cromosoma20. El gen PRNP normal contiene 5 octarepeticiones entre los codones 51 y 91; la ausenciade una octarepeticin en el codn 81-82 no se asocia a ninguna enfermedad por priones.Inserciones adicionales de octarepeticiones se asocian con ECJ familiares, y determinadasmutaciones puntuales con otras enfermedades familiares por prion.

El gen PRNP es un nico exon, no se han detectado intrones en ninguno de los genes PrPconocidos de mamferos y aves, a excepcin de los de ratones, ratas, ovejas y vacas, en losque se han encontrado tres intrones.

La expresin del gen es constitutiva en tejidos neuronales y no neuronales de animalesadultos, aunque es ms importante en neuronas. Es constitutiva en estados adultos, perodurante el desarrollo su expresin est altamente regulada. Los mayores niveles de PrPCse detectan en cerebro, especialmente en hipocampo, aunque existen niveles significativosen corazn y msculo esqueltico, y menores en el resto de rganos excepto hgado ypncreas.

El mapeado comparado de los genes PrP del brazo corto del cromosoma 20 de los

humanos y de la regin homloga del cromosoma 2 del ratn, aporta argumentossuficientes para pensar en la existencia de genes PrP anteriores a la especiacin demamferos.

2.9. La protena anti-prion

El gen PRNP est muy conservado y tiene una sola pauta de lectura (ORF). Se haencontrado otro ORF tan grande como el de PrPc en la hebra antisentido de las regionescodificantes del gen de mamferos. Tambin un ARNm de 4,5 kilobases (solo en tejidocerebral) del que se ha deducido una secuencia de aminocidos reflejada a la de PrPc, loque se ha llamado anti-PrP.


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Se ha comprobado que este ARNm 4,5Kb procede de otro locus distinto del gen PRNP,pero a pesar de esto, codifica una protena anti-prion que podra afectar la funcin normalde la protena prion o tambin interactuar con ella en las clulas infectadas. Mutacionesencontradas en pacientes de GSS en los codones 102 y 117 del PRNP producan cambiosen la secuencia primaria del anti-PrP, mientras que mutaciones encontradas en pacientesde CJD en los codones 178 y 200 no lo hicieron.

2.10. Prion: naturaleza del agente infeccioso

Se han realizado multitud de experimentos para demostrar la naturaleza de los priones:

Propiedades Fsicas y Qumicas Propiedades Biolgicas

Filtrable con poros 25 nm o 100 nm.

Es invisibles al microscopio ptico yelectrnico.

Resistente a:FormaldehidoEDTAProteasas ( Tripsina, pepsina ),aunque reducen la infectividadNucleasas ( Ribonucleasas A y III,desoxirribonucleica I )

Radiacin ultravioleta ( 2540 )Radiacin ionizante

Largo periodo de incubacin (meses, aos,dcadas).

No producen respuesta inflamatoria

No antignicos. Patologa crnica progresiva.

Fatal en todos los casos.

Carecen de cuerpos de inclusin.

Presencia de cido nucleico no demostrada. El nico componente conocido es la protena

PrP.

Pueden existir en mltiples formasmoleculares

Periodo de adaptacin a nuevoshospedadores.

Control gentico de la susceptibilidad dealgunas especies.

Existencia de distintas cepas.

Mtodos de inactivacin:

Autoclave >134 C, 18 minutos Hipoclorito sdico (20C, 1hora)

Hidrxido sdico 2N

Fenol 90%

ter

Acetona

Permanganato potsico 0.002 M

Urea 6 M

2 Cloroetanol

Cloroformo

Los procedimientos rutinarios de desinfeccin y esterilizacin son inadecuados para laeliminacin de priones causantes del CJD. A saber: alcohol, xido de etileno, formaldehido,

glutaraldehdo, perxido de hidrgeno, yodo, radiacin ionizante, fenoles, amonioscuaternarios o esterilizacin convencional por vapor de agua a 121C.


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A pesar de los grandes esfuerzos realizados para encontrar el material gentico de esteagente infeccioso, solo pequeos fragmentos de menos de 100 nucletidos hanpermanecido despus de los procesos de purificacin, sospechndose que pueda sernicamente material contaminante.

Tras descartar la presencia de cidos nucleicos en los priones, tambin se desestimaron loscarbohidratos y lpidos como elementos infecciosos. Prusiner resume que solo losprocedimientos que hidrolizan o afectan a protenas logran modificar la intensidad de lainfeccin.

Se ha asumido la presencia de un pequeo ligando unido al prion, como componenteesencial de la partcula infecciosa, ya que no se ha podido eliminar.

3. FUNCIN DE LOS PRIONES

Funcin de los priones en estado no patgeno (PRPC)

A pesar de que actualmente hay muy poca informacin sobre la funcin que tienen lasprotenas Prpc (estado no patgeno), algunos experimentos han demostrado que tienen unpapel activo en el correcto desarrollo neuronal, que es una protena capaz de unirespecficamente Cu2+ (procesos de oxidoreduccin), y tambin se han relacionado los prionescon protenas de transduccin de seales, la adhesin celular y la regulacin y distribucin delos receptores de acetilcolina.

Las investigaciones tendentes a describir la naturaleza de los priones y los agregadosamioloides que forman permitieron observar protenas-priones en organismos en estadonatural, es decir, de una manera tal que no puede decirse que estn relacionados con una

enfermedad. Modelos en organismos del reino de los hongos (Fungi), particularmente enSacharomyces cerevisiae, han permitido observar las funciones que podran tener los priones
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en la vida normal de las clulas. En estos organismos, los priones desempean funciones talescomo la regulacin metablica del nitrgeno. Los priones actan tambin como mecanismos dela herencia de fenotipos, en el papel de capacitadores evolutivos, y aumentando la diversidadgentica, al introducir regiones nuevas en los extremos del genoma.

En el ao 2003, E. R. Kandel y sus colaboradores lograron identificar una protena similar a unprion en Aplysia. Esta protena, la CPEB, est relacionada con procesos de traduccin delARNm especfico en las sinapsis durante los procesos de plasticidad sinptica y de formacinde la memoria. La capacidad de guardar informacin conformacional de los priones losconvierte en candidatos para participar en procesos celulares que requieren estabilidad duranteperiodos prolongados y, dado que los priones son menos susceptibles a la digestinenzimtica, es posible que ellos sean mecanismos celulares.

Es probable que los priones participen en procesos como la formacin de la memoria a largoplazo, la memoria inmunitaria y la evolucin del genoma de muchos organismos. De hecho, conel uso de ratones knockout, ha visto que podran ser los responsables de evitar la excitacin

excesiva de los canales de NMDA de las neuronas.

El equipo de Gerald Zamponi cree tener la respuesta: su funcin sera la de calmar a lasclulas nerviosas, impidiendo que se estimulen de manera exagerada. Como no se conoca sufuncin, decidieron crear un ratn que careciera del prin. Examinado al ratn, daran con lafuncin de esta protena.En condiciones normales, estos ratones estn perfectamente sanos. Sin embargo, parece queno tienen tanta memoria como los normales y que si el riego sanguneo se vea dificultado, losdaos que sufre el cerebro son mayores de lo normal. Todas estas funciones estn reguladaspor un mismo tipo de protenas que se encuentran en la superficie de las neuronas. As quedecidieron estudiar a fondo las neuronas de los ratones sin priones.

Estudiando individualmente las neuronas, vieron que ante el mismo estmulo, las neuronas sinla protena del prin respondan de forma exagerada. Tan exagerada que en algunasocasiones les causaba la muerte.

Basndose en estos datos, los investigadores creen que la funcin de los priones es suavizarlas respuestas de las neuronas para evitar el dao que les causara estar activas demasiadotiempo. De este modo, tanto la falta de estas protenas, como su funcionamiento incorrecto,causaran la prdida de su funcin protectora. Esto ltimo, sera parte del motivo por el que, enla enfermedad de las vacas locas, las neuronas de los pacientes mueren. Y con ellas, lospropios enfermos.

4. PATOLOGAS

Las EETs o enfermedades producidas por prionesson un grupo de patologas neurodegenerativasfatales que afectan al hombre y a los animales.Estas enfermedades incluyen una fase psquica,con cambios de comportamiento y detemperamento, adems de una fase orgnica en laque se observan alteraciones motoras graves

Entre las EETs de los animales, destaca laEncefalopata Espongiforme Bovina (EEB) conocida
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como la enfermedad de las vacas locas. Esta patologa ha tenido gran impacto en la salud

animal as como tambin, ha causado grandes prdidas econmicas en este rubro. Adems, haadquirido gran importancia en salud pblica, debido a que se ha descrito su transmisin alhombre, dando origen a una nueva variante de ECJ (vECJ), por lo que se le considera unaenfermedad zoontica.

Las EETs, se caracterizan por cursar con un elevado tiempo de incubacin, signosneurolgicos progresivos y cambios morfolgicos degenerativos en el sistema nervioso central(SNC), que terminan con la muerte del individuo.

La teora ms aceptada sobre el agente causante de estas enfermedades es la del prin, quecorresponde a la forma alterada de una protena celular (PrPC) que ha adquirido la capacidadde transformar la forma normal en patolgica (PrPSc). Este agente es capaz de propagarse enel sistema nervioso de un mismo husped causando una lesin espongiforme degenerativa eneste tejido, adems de transmitirse de un husped a otro con largos tiempos de incubacin.

Las EETs se clasifican en enfermedades de tipo hereditarias, cuando su presentacin se debea una mutacin en el gen que codifica la PrP; de tipo adquiridas, cuando la infeccin esproducto del ingreso al organismo de una PrPSc exgena; y de tipo espordicas, cuando sepresentan sin evidencia de una mutacin puntual o de infeccin exgena con la PrPSc.

A partir de una ingesta contaminada, el agente patgeno es transportado por el epiteliointestinal, desde donde entra a las clulas M (especializadas en el transportede macromolculas y partculas a travs de las clulas del epitelio intestinal)mediante transcitosis. A continuacin, el agente entra dentro de las clulas migratorias y delos macrfagos (sistema inmunitario). Una vez reconocido, se sintetiza un anticuerpo contra elprion, pero no tiene ninguna eficacia, causa por la cual el prion es transportado por el sistema

inmunitario y se acumula en el bazo y los ganglios linfticos, que estn muy inervados. Estehecho produce el contagio al tejido nervioso y la consecuente muerte neuronal y por ello,el cerebro adquiere un aspecto esponjoso.

La PrPSc es la protena responsable de la disfuncin del SNC y de la neuropatologa de lasenfermedades prinicas al acumularse en las neuronas. Existe evidencia sustancial quedemuestra que esta acumulacin precede a la vacuolizacin y a la gliosis astroctica, lesionesque han sido consideradas las caractersticas neuropatolgicas de estas patologas. Sinembargo, los mecanismos precisos que culminan con el dao a las clulas cerebrales son andesconocidos.

Las molculas de PrPSc, al agregarse, forman placas amiloides. Este proceso podra serasistido por una chaperona molecular u otro factor desconocido del husped, referido como unfactor o protena X que interacta en una va especie especfica con el C-terminal de la PrPCdurante la propagacin prinica. Si estas chaperonas fueran clula-especfica, se podraexplicar la propagacin selectiva de los priones en distintas poblaciones neuronales y en tiposparticulares de clulas perifricas como las del sistema linfoide reticular (Harris, 1999; Brun etal., 2004; Monleon et al., 2004). La propagacin de la infectividad de los priones es un procesoexponencial, en el cual una molcula de PrPSc al combinarse con una molcula de PrPCproduce un heterodmero que es subsecuentemente transformado en dos molculas de PrPSc.En la siguiente fase, estas dos PrPSc combinadas con otras dos PrPC originan cuatromolculas de PrPSc, prosiguiendo as el ciclo de propagacin.
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Los factores que condicionan la tasa de formacin de PrPSc y los tiempos de incubacin de lapatologa corresponden a: - la concentracin de PrPSc, que es inversamente proporcional allargo del perodo de incubacin; - la secuencia de ambas isoformas de PrP, ya que s las dosisoformas son idnticas, el tiempo de incubacin es menor; - la cepa o tipo de conformacin dela PrPsc, ya que algunas cepas de priones exhiben un mayor tiempo de incubacin que otras,lo que an no ha podido ser explicado.

La posibilidad de transmisin de los priones entre las distintas especies ha permitido definir elconcepto de barrera interespecfica. En relacin a esta, se sabe que la secuencia aminoacdicaprimaria de la PrPC es la determinante principal (Glatzel y Aguzzi, 2000). As la transmisin delos priones entre distintas especies se define como un proceso estocstico, que en el caso deocurrir es muy poco eficaz y se manifiesta con una prolongacin del tiempo de incubacin hastala aparicin de los signos clnicos. Sin embargo, despus de subsiguientes pasajes oadaptacin, estos tiempos se acortan y estabilizan, por lo que la transmisin deja de ser unproceso probabilstico. Los priones sintetizados de novo reflejan la secuencia del gen de la PrPdel husped o de forma endgena.

An cuando el gen de la PrPC est muy conservado entre las distintas especies, siemprepresenta algunas diferencias puntuales, las cuales seran las responsables de la barrerainterespecfica de los priones. Esto influye, tanto en el comportamiento del prin (replicacin,sntesis de PrPSc, tiempo de incubacin, alteraciones neuropatolgicas) as como, en que lasuceptibilidad de una especie a la infeccin con un prin este determinada por la homologa delas secuencias entre la PrPSc y la PrPC.

La va natural de infeccin para algunas EETs, incluyendo la vECJ, es la va oral.Epidemiolgicamente, esta ruta es muy relevante porque sera la responsable de la epidemiade la EEB y de la transmisin de esta enfermedad a una variedad de especies incluyendo al

hombre.

En modelos experimentales, se ha podido determinar que la va ms efectiva para lacontaminacin con PrPSc exgena es la va intracerebral, y que la menos efectiva es la vaoral. Sin embargo, en la infeccin natural con la PrPSc, especialmente en el caso de la EEB, seha determinado que puede ser ms infecciosa la va perifrica de contaminacin (incluyendo laoral) ms que la va intracerebral.

Una de las principales caractersticas de las EETs, en cualesquiera de las especies afectadas,es el largo perodo de incubacin. Esto se podra explicar por la propagacin de los priones enlos tejidos llamados reservorios. Muchos estudios apuntan a la importancia de la replicacin

de los priones en rganos linfoides precediendo a la propagacin en el SNC, aunque la va deinfeccin sea la intracerebral. La presencia del prin en el cerebro, despus de laadministracin oral o perifrica de PrPSc, implica que las vas de neuroinvasin deben seraquellas que inervan los tejidos extraneurales donde los niveles de expresin de PrPCpermitan su transformacin y acumulacin. En el caso de una ingestin por va oral, parececlara la implicancia de los plexos mesentricos y submucosos del tracto intestinal, los que seencuentran prximos a rganos del sistema linfoide reticular asociado al tracto digestivo (placasde Peyer intestinales y ndulos linfoides mesentricos). En ratones inoculados oralmente conpriones de Scrapie o de EEB, estos rganos constituyen los sitios iniciales de replicacin.

La importancia de los tejidos linfoides en la patognesis de las EETs parece estar en funcindel tipo de prin o de la especie hospedadora. En el hombre, la presencia de PrPSc en el tejidolinfoide se ha asociado principalmente con la vECJ. Sin embargo, no se ha podido demostrar la


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funcin de los tejidos linfoides en la patognesis natural de la EEB, pese a la relacin causalentre ambas patologas.

El anlisis de la infectividad en los diferentes rganos de animales infectadosexperimentalmente y escogidos en distintos puntos de tiempo post-infeccin ha demostradoque la neuroinvasin ocurre cerca de la mitad del perodo de incubacin. Es as como, lapropagacin de los priones y los primeros cambios patolgicos como la espongiosis, aparecenen el centro de la mdula espinal torcica, al mismo nivel donde los nervios del sistemanervioso simptico (SNS) entran a la mdula espinal. Posterior a estos hallazgos, se descubriuna va de acceso adicional al SNC, la que utiliza nervios del sistema nervioso perifrico (SNP)a travs del nervio vago, llegando de este modo a la mdula oblonda. Esta ruta alternativa hamostrado tener una gran importancia cuando los animales son infectados por va oral, por loque la va de entrada del agente infeccioso parece ser el factor ms importante y que determinala ruta preferencial de transporte al SNC.

4.1. Patologas prinicas en humanos

Las enfermedades prinicas que afectan al hombre se presentan como patologas de tipoespordicas, hereditarias o desrdenes neurodegenerativos transmisibles. Adems pueden sersubdivididas sobre la base de la signologa clnica y por las caractersticas neuropatolgicascon que se manifiestan. Estas corresponden al Kur, el sndrome de Gerstmann-Strussler-Scheinker (GSS), el Insomnio Familiar Fatal (IFF), la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ) yltimamente una nueva variante vECJ la que, a diferencia de las anteriores, se relacionadirectamente con la EEB, por lo que actualmente esta ltima corresponde a una zoonosis.

Enfermedad de Creutzfeldt Jacob (ECJ)

Es la enfermedad prinica ms comn. Se tienen referencia de casos en todo el mundo y suprevalencia se calcula cercana a 1:1000 000 000 de habitantes. El debut aparece entre los 50 ylos 60 aos y su curso clnico puede tener varias fases hasta alcanzar una demencia grave conmioclonias. En la mayora de los pacientes el deterioro mental es lentamente progresivo contrastornos cognoscitivos, prdida de la memoria y delirio. La triada clnica incluye demenciaprogresiva, mioclonias y EEG con complejos perodos trifsicos de 1-2 Hz. Pueden apreciarsecambios en el comportamiento, disfuncin cortical alta y alteraciones visuales (variante deHeidenhain), signos de alteracin cerebelosa (variante de Brownell-Oppenheimer),manifestaciones piramidales, extrapiramidales y disfuncin de neurona motora inferior. Enfases avanzadas de la enfermedad puede aparecer mutismo aquintico. La muerte sobrevieneentre 1 mes a 10 aos, con una media de 1 ao despus del debut clnico.

La forma familiar de la enfermedad (ECJf) representa de 10 a 15% de personas con ECJ ysigue una herencia autosmica dominante. La mutacin ms frecuentemente registrada entodo el mundo es E200K que implica una sustitucin de glutamato (E) por lisina (K) en el codn200. ECJfdebuta, por lo general, ms tempranamente, tiene un curso ms rpido y mayorpostracin. La mutacin E200K se caracteriza por determinar la aparicin temprana de prdidade memoria y confusin que luego se acompaan de demencia rpidamente progresiva, signospiramidales y extrapiramidales, ataxia mioclonias. Tambin se ha informado con esta mutacinla ocurrencia de oftalmoplejia supranuclear y neuropata perifrica desmielinizante.

Los hallazgos anatomopatolgicos consisten en atrofia cerebral y cerebelosa, vacuolizacin del

neuropilo en la substancia gris con disminucin de la poblacin neuronal, astrocitosis marcada, placas

amiliodes y ausencia de infiltrado inflamatorio.


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Enfermedad de Gertsmann Straussler Scheinker

Se caracteriza por una ataxia grave acompaada de paraparesia espstica. Su inicio puedeser tan temprano como a los 20 aos, pero puedeaparecer hasta los 60 aos. La duracin es entre

2 y 10 aos y los pacientes fallecen generalmentepor infecciones secundarias. La mutacin msfrecuentemente registrada es en el codn 102,que determina un cambio de prolina a leucina.Tambin se han encontrado mutaciones en loscodones 105, 145 y 117. Sigue una herenciaautosmica dominante.

El estudio anatomopatolgico evidencia variostipos de placas focales o difusas en la cortezacerebral y cerebelosa, que resultan ser

inmunorreactivas a los anticuerpos anti PrPhumanos. Adems aparece degeneracinespinocerebelosa.

Kuru

El trmino Kuru significa en lengua aborigen temblor, con fiebre y fro. Fue inicialmente

descrita en la tribu Papa de Nueva Guinea y apareca despus de la ingestin de tejidoscerebrales de personas fallecidas con la finalidad de adquirir su sabidura. Predomina en niosy mujeres adultas.

La enfermedad se desarrolla lentamente, y el perodo de incubacin puede prolongarse hasta30 aos. Progresa usualmente hasta la muerte en aproximadamente 1 ao. Gajdusekdescubri tres etapas en su curso clnico:

Fase ambulatoria: aparece temblor generalizado con prdida de la capacidad para coordinarlos movimientos y disartria, lo cual evidencia una afectacin cerebelosa incipiente.

Fase sedentaria: se manifiesta incapacidad de deambulacin independiente, temblores msfuertes, ataxia, labilidad emocional, depresin y bradipsiquia. Estn conservados los reflejostendinosos y an no es perceptible la degeneracin muscular.

Fase terminal: hay incapacidad para la sedestacin independiente, ataxia severa, temblores,

disartira, incontinencia urinaria y fecal, disfagia y ulceraciones cutneas.

Est caracterizada por extensa vacuolizacin, gliosis, infiltrado inflamatorio mnimo o ausente yplacas amiloides.

Insomnio Familiar Fatal (IFF)

Constituye una variedad rara de enfermedad prinica. Su aparicin tiene lugar entre los 35 - 55aos, con una edad media de inicio a los 45 aos. El tiempo de vida media una vez quecomienza clnicamente la enfermedad es de 1 ao. Ha sido descrita la mutacin en el codn178 que provoca cambios en metionina y valina. Se caracteriza por un insomnio intratable quedura semanas o meses. Aparece seguidamente disautonoma, ataxia y signos piramidales yextrapiramidales. Las funciones cognoscitivas se conservan relativamente hasta perodosavanzados de la enfermedad. Estos pacientes pueden presentar alteracin episdica de la


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tensin arterial, la frecuencia cardaca y respiratoria y de la temperatura. En el EEG puedeencontrarse un enlentecimiento difuso con ms frecuencia que descargas peridicas.

La neuropatologa de esta enfermedad incluye anomalas en tlamo y oliva bulbar inferior. Enel tlamo se puede apreciar prdida marcada o subtotal de neuronas, especialmente en los

ncleos anterior y dorso medial, asociada con astrogliosis. No se observa espogiosis en eltlamo, pero pueden encontrarse focos aislados en la corteza cerebral y la sustancia blancasubyacente, fundamentalmente en reas lmbicas y en la capa de clulas de Purkinje delcerebelo.

Hay notable prdida de clulas de Purkinje en cerebelo. En resumen, a nivel neuropatolgico,se puede considerar una degeneracin tlamo olivar con cambios corticales leves,especialmente lmbicos, en relacin con la duracin de la enfermedad.

Otras formas clnicas

En los ltimos aos se han descrito otros cuadros clnicos de etiopatognica prinica que seapartan de las descripciones clsicas hasta ahora expuestas y que, aunque se trate de casosfamiliares de muy baja incidencia amplan considerablemente el espectro clnico de estasenfermedades.

La demencia por prin sin patologa caracterstica: describe una demencia familiar de tipocortical, de inicio en la tercera dcada de la vida y ms de 10 aos de duracin e historia deconducta antisocial previa al inicio del deterioro cognoscitivo. La neuropatologa no mostrhallazgos sugestivos de ECJ, GSS ni de enfermedad de Alzheimer. El diagnstico se realizmediante estudio gentico, que constat una insercin anmala en el gen de la PrP.

La demencia con paraparesia espstica: hace referencia a un cuadro clnico familiarconsistente en una paraparesia espstica y demencia de inicio insidioso, entre la cuarta yquinta dcada de la vida, y curso progresivo entre 5 y 12 aos, en ausencia de mioclonias,sndrome cerebeloso ni actividad peridica en el electroencefalograma. La neuropatologamostr abundantes placas de amiloide en crtex de predominio frontal, con prdida neuronal ygliosis, sin cambios espongiformes. Los tractos piramidales mostraron a nivel de troncocerebral y medula espinal cambios vacuolares y desmielinizacin. Se atribuye a una mutacinen el codn 105 de la protena PrP.

La demencia familiar con placas de amiloide PrP positivas: es el trmino acuado paracatalogar de nuevo una demencia familiar que previamente haba sido diagnosticada deAlzheimer familiar. La demencia presenta una edad de inicio entre los 22 y 58 aos con una

duracin entre 1.5 y 7 aos. Algunos de los afectados presentaban rigidez, temblor, disartria yexcepcionalmente ataxia. El miembro de esta familia que inicio la demencia ms tardamente(58 aos) no mostr manifestaciones extrapiramidales describindose su afectacincognoscitiva en forma de defectos amnsicos importantes, en la denominacin, orientacin yclculo. La neuropatologa constat una importante presencia de placas de amiloide conescasas degeneraciones neurofibrilares. Las placas de amiloide mostraron fuerteinmunoreactividad al antisuero para protena prinica y nula para la protena A4.

La encefalopata espongiforme familiar asociada a nueva mutacin en el gen de laprotena prinica: describe una nueva forma de demencia familiar de transmisin autosmicadominante. La demencia presenta su inicio entre la cuarta y quinta dcada de la vida, con una

duracin entre 2 y 9 aos. La demencia viene caracterizada por cambios de la personalidad ydefectos amnsicos, asocindose frecuentemente un sndrome parkinsoniano. El caso de


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mayor duracin presentaba una invalidez total a los 5 aos de evolucin y mioclonias en lasfases finales sin registrarse actividad peridica en el electroencefalograma.

El estudio neuropatolgico en 3 pacientes mostr cambios espongiformes importantes yprdida neuronal en las capas corticales profundas y en putamen, con mnima gliosis. Se

identific una nueva mutacin en el codn 183 del gen de la PrP.

La presencia de depsitos de PrP en casos de Gliosis Subcortical Progresiva ha apuntado laposibilidad de que, al menos, algunas formas de esta enfermedad formen parte del espectro delas enfermedades prinicas. No obstante, ante la revisin autocrtica de uno de estos trabajoscabr esperar ulteriores confirmaciones. Por otra parte, tambin se ha relacionado el origenprinico en algunas enfermedades mentales.

4.2. Patologas prinicas en animales

En los animales, las enfermedades asociadas a los priones originan descoordinacin en los

movimientos, ceguera o la muerte. Las ms conocidas son la Encefalopata EspongiformeBovina (enfermedad de las vacas locas, registrada por primera vez en el ao 1984), causadapor la alimentacin suplementaria del ganado vacuno con restos ovinos y caprinos que yapresentaban la enfermedad). Otra enfermedad manifestada en animales es el Scrapie (enovejas y cabras), que no se transmite a los seres humanos pero s a los vacunos, capaces detransmitir la enfermedad a los seres humanos. Esta patologa tambin existe en felinos a pesarde que hay muy pocos casos registrados (la Encefalopata Espongiforme Felina), laEnfermedad del Desgaste Crnico (EDC) en ciervos y alces.

Scrapie

Esta patologa, que afecta a los ovinos y a los caprinos, fue la primera EET o patologaproducida por priones reconocida en los mamferos. La transmisin experimental del Scrapienatural, que es el prototipo animal de las enfermedades prinicas humanas, fue demostrada en1938.Fue descrita por primera vez en Inglaterra en el ao 1732, siendo desde entonces enzotica enel Reino Unido (Domnguez et al., 1998). Se considera endmica en muchos pases europeos ytambin ha sido reportada en diversos pases de otros continentes. Sin embargo, Australia yNueva Zelanda han mantenido su condicin de pas libre de Scrapie debido a rigurosasmedidas de control.

La patognesis del Scrapie, que ha sido investigada en rumiantes y en modelos roedores,

revela la existencia de una susceptibilidad gentica para estas patologas que, combinada conun componente infeccioso, determinara las caractersticas de presentacin de la enfermedad.Tambin ha sido transmitida experimentalmente a otros rumiantes, primates y gatos.La transmisin puede ocurrir en forma vertical y horizontal. As, la infeccin de los corderosocurre en el momento del parto y posiblemente en el perodo prenatal. Las membranas fetalesson una fuente importante de transmisin entre animales no emparentados, especialmentecuando las zonas de parto estn en reas confinadas. A pesar de que la causa del Scrapiereside en un agente infeccioso, es un gen ovino y caprino especfico, denominado Sip (Scrapieincubation period) el que influye en la duracin del perodo de incubacin y en la sensibilidad alScrapie natural y experimental.

El perodo de incubacin de esta enfermedad flucta entre los 14 y 22 meses. La mayora de

los casos clnicos se presentan en animales entre los 2 a 5 aos de edad, siendo rara supresentacin en menores de 1 ao de edad. Los signos clnicos varan ampliamente en cada
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animal afectado y tienen un desarrollo muy lento. Los primeros en aparecer, incluyen cambiosen el comportamiento y en el temperamento, a lo que sigue la tendencia del animal a rascar yfrotar su cuerpo contra objetos fijos, para aliviar el prurito que se presenta. A consecuencia deesto hay prdida de lana, particularmente sobre el trax lateral, flancos y cuartos traseros.Otros signos clnicos evidenciables son la prdida de coordinacin, exagerada ingesta delquido, prdida de peso, mordeduras en las patas y anomalas en el movimiento,frecuentemente acompaadas de temblores y convulsiones. Los signos clnicos puedenconfundirse, especialmente en la fase temprana de la enfermedad, con los de otras patologas,como pseudorabia, rabia, encefalitis por Listeriosis, Maedi-Visna, ectoparasitismos,hipomagnesemia, cetosis e intoxicaciones.

Al examen histopatolgico los cerebros muestran astrogliosis, vacuolizacin intracelular yprdida neuronal. No parece existir una relacin entre la cantidad de astrogliosis observada y lagravedad de las lesiones vacuolares, por lo que ambos cambios parecen representarrespuestas primarias independientes.

Encefalopata Espongiforme Bovina (EEB)

Esta patologa fue descrita en el ao 1985, en un bovino Frison en el sur de Inglaterra. Sepresent como un sndrome neurolgico que se inici con hipersensibilidad crnica,descoordinacin marcada y cambio de carcter acompaado de comportamientos agresivos.Posteriormente en el mismo rebao se presentaron nuevos casos con los mismos signosclnicos. El anlisis histopatolgico de los cerebros de estos animales revel una gran similitudcon los cerebros de los animales infectados con Scrapie.

La confirmacin de que la EEB se origin debido a un agente transmisible asociado a Scrapie,se obtuvo al reproducir satisfactoriamente la patologa en ratones, mediante la inoculacin

intracerebral de material infeccioso de EEB.

La ausencia de un mtodo de diagnstico prctico y rpido, que permitiera la identificacin deanimales en fases preclnicas oblig al sacrificio masivo de animales como medida preventiva,lo que hizo necesario profundizar en la etiologa, patogenia y obtencin de mtodos dediagnstico para esta enfermedad.

La edad promedio de presentacin de la EEB es de 5 aos de edad, con un rango que vadesde los 20 meses hasta los 18 aos de edad. El tiempo de incubacin hasta el inicio de lossignos clnicos, fue estimado como mnimo entre 2,5 a 8 aos.

La EEB tiene un inicio insidioso de la enfermedad clnica y usualmente un curso lento yprogresivo. Los animales afectados presentan signologa nerviosa, que usualmente incluyecambios de comportamiento, aprehensin e hiperreactividad. Las vacas afectadas pueden serreacias a entrar a la sala de ordea o pueden patear vigorosamente durante sta. En las vacassecas especialmente, la incoordinacin y debilidad de los miembros plvicos puede ser laprimera caracterstica observada. Los signos neurolgicos predominan en todo el curso clnicode la enfermedad y pueden incluir diversos aspectos de alteracin del estado mental as comoen el comportamiento, adems de anormalidades de posturas y movimiento. Sin embargo, lossignos nerviosos ms comnmente reportados son: aprehensin, ataxia de los miembrosplvicos e hiperestesia al tacto y sonido. Los animales afectados pueden estar parados con lacabeza agachada, el cuello extendido y las orejas dirigidas hacia atrs, con anormalidades enel paso, balanceo e hipermetra en los miembros traseros. La ataxia puede afectar tambin alos miembros torcicos, con una avanzada severidad de los signos locomotores y debilidadgeneralizada, resultando finalmente en cadas que pueden predominar en el cuadro clnico. La


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disminucin de la rumia, bradicardia y disritmias cardacas, aunque no son signos clnicosespecficos, sugieren una alteracin del sistema nervioso autnomo (SNA). Caractersticasclnicas generales, como prdida de la condicin corporal y reduccin de la produccin deleche, pueden tambin acompaar la signologa nerviosa. La duracin de los signos clnicosantes de la muerte es de 1 a 6 meses.

Al inicio de la enfermedad los signos pueden ser sutiles, variables e inespecficos. Algunossignos clnicos tempranos de EEB pueden mostrarse similares a los signos nerviosos de otraspatologas como cetosis, hipomagnesemia, hipocalcemia, encefalitis por Listeriosis u otrasencefalopatas. Los signos sutiles pueden generalmente ser exacerbados debido a estrs,como es el caso del transporte.

Los cambios histopatolgicos ms notorios consisten en vacuolizacin intracelular y delneuropilo, prdida neuronal, astrogliosis y formacin de placas amiloides ocasionales. Laausencia de variacin observada en los patrones de vacuolizacin del tejido enceflico en elganado afectado, tanto en infecciones naturales como experimentales, sugiri la posibilidad de

que una nica cepa de prin pudiera ser la causante de la epidemia de la EEB, lo que tambinfu apoyado por las caractersticas electroforticas de la PrP 27-30. Esto a diferencia de loocurrido con las ovejas infectadas con Scrapie, donde se han podido definir 20 cepas distintasde priones. Sin embargo, en el ao 2003, fueron reportadas cepas distintas de EEB en Italia yJapn y en el ao 2004 en Francia, mediante una prueba de diagnstico rutinario (WesternBlot). Esta tcnica mostr bandas de glicosilacin diferentes a las que convencionalmente sedetectan en la EEB. Esto podra ser el resultado de una nueva variante del prin introducida enla alimentacin del ganado bovino o bien, una aparicin espontnea de ella.

Diagnstico

Los mtodos de diagnstico de la EEB ms utilizados actualmente, corresponden a tcnicasinmunolgicas, que presentan mayor sensibilidad y especificidad al detectar la PrPSc medianteel uso de anticuerpos especficos. Esto ha permitido, realizar el diagnstico de esta enfermedaden la ltima fase del perodo de incubacin, es decir, cuando las caractersticas clnicas y eldao neurodegenerativo an no se han manifestado. Estas tcnicas, incluso permiten trabajarcon tejido cerebral con cierto grado de autolisis.

Las pruebas denominadas rpidas (Western Blot, ELISA e Inmunohistoqumica), estn basadasen la deteccin inmunolgica de la protena prinica patgena que es parcialmente resistente ala proteinasa K y que, debido a su alta hidrofobicidad, se acumula en el SNC formando lasSAF. De esta forma, utilizando anticuerpos monoclonales o policlonales dirigidos contra las PrP

se puede detectar la PrPSc resistente a proteinasa K que est presente en los animalesafectados con EETs. Tanto los Western Blot como los ELISA, requieren de procesamientosprevios de las muestras, consistentes en la homogeneizacin de los tejidos en tamponesadecuados y su posterior digestin con proteinasa K, lo que permite reconocer la PrPScmediante la inmunoreaccin con el primer anticuerpo PrP especfico y la reaccin inmunolgicacorrespondiente, dependiendo del tipo de prueba utilizada. En el caso de la deteccin de PrPScpor inmunohistoqumica (IHQ), las muestras de tejido nervioso deben ser previamenteprocesadas y preparadas (fijadas en formalina e incluidas en parafina) para realizar los corteshistolgicos, que posteriormente son sometidos a la inmunoreaccin utilizando un primeranticuerpo PrP especfico y un mtodo de deteccin adecuado.

Encefalopata transmisible del visn (ETV)


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Esta patologa, afecta al SNC de visones criados en granjas. Se detect inicialmente en USAen el ao 1947, no volvindose a presentar nuevos brotes hasta principios del ao 1960. Desdeentonces se han descrito nuevos casos en Canad, Europa Occidental y en repblicas de laantigua Unin Sovitica.

La fuente de infeccin es exgena, siendo expuestos los visones a travs de alimentoscontaminados con priones. De esta forma, se cree que la causa de algunos brotes es lainclusin en la alimentacin, en los visones de crianza, de los desperdicios de mataderos y decadveres de animales sin tratar. Sin embargo, an no ha sido posible demostrar como causala alimentacin con material ovino o bovino infectado en todos los brotes.El perodo de incubacin para esta patologa en esta especie es en promedio de 7 meses.Mientras que las caractersticas clnicas pueden permanecer entre los 3 das y hasta 6semanas. Entre los signos ms tempranos se observan un aumento de la suciedad de lamadriguera y dispersin de residuos por toda la jaula. A medida que la enfermedad progresa, elanimal se muestra ms excitado y manifiesta una descoordinacin severa, con espasmospronunciados en los miembros traseros.

La infeccin natural y experimental muestra una microvacuolizacin de la materia gris en elcrtex cerebelar, cuerpo estriado y cerebro medio.

Enfermedad del desgaste crnico (EDC)

An cuando el origen de esta patologa no se ha dilucidado completamente, est se presentacomo unaEET que afecta a ungulados domsticos y salvajes. El primer caso se describe en1967, en un ciervo mula (Odocoileus hemionus) cautivo en Colorado. La enfermedad sepresent como una prdida de peso crnica que terminaba con la muerte del animal.Prcticamente, todos los casos reportados se han presentado en USA y no se ha demostradotransmisin entre la EDC y otras EETs descritas en los animales o en el hombre.

Esta patologa se presenta en animales de ambos sexos, entre los 2,5 a 7 aos de edad. Lascaractersticas clnicas consisten en una prdida de peso progresiva, deshidratacin, apata,depresin, ataxia, cada de la cabeza y orejas, sialorrea, polidipsia y poliuria. Adems, se alterael comportamiento disminuyendo el temor a los humanos y la interaccin con otros individuosdel grupo. El animal muere a los 6 meses de aparecer los signos clnicos.Los datos recopilados desde las epidemias de EDC en los ungulados cautivos, proveen unafuerte evidencia que la enfermedad es contagiosa y transmitida lateralmente. Sin embargo, elmecanismo exacto de transmisin es an desconocido. Microscpicamente se observanlesiones en el cerebro y en la mdula espinal con microcavitaciones de la sustancia gris ypresencia de placas amiloides.

Encefalopata Espongiforme Felina (EEF)Se diagnostic por primera vez en 1990 en un gato domstico en Inglaterra (Wyatt et al., 1990).Su incidencia en el Reino Unido es de 10 a 15 gatos infectados en un milln. Adems se handescrito casos en pumas, ocelotes y tigres. La transmisin de la infeccin se debera alconsumo de alimento contaminado con tejidos de bovinos infectados con EEB. Las manifestaciones clnicas estn caracterizadas por alteraciones nerviosas progresivas comotremor muscular generalizado, ataxia, hiperreactividad, dilatacin pupilar, las queinvariablemente terminan con la muerte del animal. La mayor parte de los casos diagnosticadoshan aparecido en individuos con una edad comprendida entre los 4 y 9 aos. El examenhistopatolgico revela cambios confinados al SNC, que consisten en vacuolizacin en lamateria gris del cerebro y medula espinal. Por otra parte, estudios inmunohistoqumicos hanevidenciado la presencia de PrPSc en el cerebro y en la mdula espinal.


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5. Conclusin

Las enfermedades de causadas por priones son, por mltiples razones, patologas sinprecedente. Son enfermedades neurodegenerativas de carcter espordico, infeccioso yhereditario; el mecanismo de transmisin de stas contradice el Dogma Central de la BiologaMolecular ya que el agente etiolgico es capaz de replicarse a s mismo en ausencia de cidonucleico, y adems, viola el principio biolgico que establece que la secuencia de aminocidosde una protena determina de manera unvoca el plegamiento o estructura terciaria de sta. Lageneracin de estos nuevos conocimientos fue motivo del otorgamiento de dos premios Nobel;al doctor Carleton Gajdusek en 1976 por haber demostrado la transmisibilidad del kuru, y aldoctor Stanley Prusiner en 1997 por descubrir la naturaleza qumica del agente causal de estasenfermedades. Sin embargo, el evento clave en el desarrollo de las EPRs, el cambioconformacional de la protena prin, permanece en el mbito de las hiptesis. De esta manera,se pone de manifiesto la necesidad de involucrar esfuerzos para la generacin y rectificacinde conocimiento concerniente a este fenmeno.

6. Bibliografa

a. Textos

Lehninger, Principios de Bioqumica Ediciones OMEGA Quinta edicin.

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b. Electrnico

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