DOENÇAS PRIÔNICAS - PRÍON CELULAR E INFECCIOSO · doença da vaca louca. Por temer uma epidemia,...
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DOENÇAS PRIÔNICAS - PRÍON CELULAR E
INFECCIOSO -
BSE
Encefalopatia
espongiforme transmissível
(TSE)
Doença da vaca louca
(“vaca doidona”)
• doença neurodegenerativa
fatal em humanos e
animais
• Sintomas
primários:
–demência
progressiva;
–ataxia
(perda de
coordenaçã
o dos
movimentos
voluntários).
• ocorrência
após o consumo de produtos cárneos
contaminados com tecidos do sistema nervoso
central de animais contaminados pelo príon.
DESORDENS PROTÉICAS
CONFORMACIONAIS (PCDs) • Grupo de doenças neurodegenerativas
fatais de humanos e animais.
• Origem:
– mal dobramento de uma proteína celular
básica:
• acúmulo de diferentes formas de agregados
protéicos no tecido nervoso.
Placas amilóides
(acúmulo de proteína
beta-amilóide)
DESORDENS PROTÉICAS
CONFORMACIONAIS • Aspecto molecular:
– conformação protéica patológica rica em estrutura beta-pregueada:
• capacidade para oligomerizar ou agregar:
– agregação protéica aberrante;
– acúmulo de depósitos amilóides.
DESORDENS PROTÉICAS
CONFORMACIONAIS (PCDs) • Conversão de uma forma
protéica natural em uma forma patológica:
– ganho de atividade tóxica neurodegeneração:
• neurotoxidade direta;
• neurotoxidade indireta inflamação.
– perda da função biológica;
– disfunção mitocondrial.
– distúrbios nos mecanismos de defesa antioxidativa.
DESORDENS PROTÉICAS
CONFORMACIONAIS (PCDs) • Tipos:
– Encefalopatias espongiformes transmissíveis (TSEs);
– Doença de Alzheimer (AD);
– Doença de Huntington;
– Doença de Parkinson (PD);
– Polineuropatia Amilóide;
– Amiloidoses Hemodiálise-relacionadas;
– Esclerose Amniotrófica Lateral;
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES
TRANSMISSÍVEIS – TSES • Humanos:
– Doença de Creutzfeldt-Jakob (CJD)
– Síndrome Gerstmann-Straussler-Scheinker
(GSS)
– Insônia Familiar Fatal (FFI)
– Kuru
Encefalopatia
espongiforme –
aspecto patológico
macroscópico do SNC.
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES TRANSMISSÍVEIS
– TSES • Animais: – Scrapie:
• ovinos e caprinos
– Encefalopatia Espongiforme Bovina (BSE): • mal ou doença da vaca
louca – gado bovino
– Doença Debilitante Crônica dos Cervídeos (CWD): • cervos e alces
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES TRANSMISSÍVEIS
– TSES • Animais: – Encefalopatia Transmissível
em Mink (TME) marta ou visão-americano.
– Encefalopatia Espongiforme Felina (FSE):
• gatos domésticos
• felinos de grande porte em cativeiro
– Encefalopatia de Ungulados Exóticos (EUE):
• espécies exóticas de mamíferos ruminantes do zoológico do Reino Unido (1996).
Marta (Mink)
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES
TRANSMISSÍVEIS – TSES
• Sintomas primários:
–demência progressiva;
–ataxia (perda de coordenação dos
movimentos voluntários).
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES TRANSMISSÍVEIS
– TSES • Agente causador: – Príon (Prusiner, 1991)
• Aspecto Patológico: – degeneração espongiforme do
SNC;
– acúmulo da isoforma alterada da proteína príon preferencialmente na glia e nos neurônios:
• perda neuronal;
• extensiva astrogliose;
• pode formar placas amilóides.
• Período de incubação – poucos meses;
– vários anos.
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES
TRANSMISSÍVEIS EM HUMANOS
• Grupos
– Familial (herdada):
• mutações pontuais ou de inserção no gene PRNP (cromossomo 20):
– favorecem a ocorrência da doença ou de certos padrões patológicos;
• herança autossômica dominante: – CJD (10%), GSS (100%) e FFI
(100%).
PRÍON FAMILIAR – MUTAÇÕES
NO GENE PRNP E ALTERAÇÕES
NA PRPC
ENCEFALOPATIAS
ESPONGIFORMES
TRANSMISSÍVEIS EM HUMANOS • Grupos
– Esporádica:
• CJD não associada a mutações;
– ocorre pelo mundo inteiro:
» iatrogenica, transplante de tecidos, contaminação com material cirúrgico, inoculação com materiais derivados de tecidos infectados, infecciosa.
– Nova variante (vCJD):
• descrita em 1996;
• ligação entre vCJD e exposição ao agente BSE;
• contaminação pela dieta.
– Kuru propagou-se através de rituais canibalísticos:
• tribo Foré (Papua – Nova Guiné). Kuru
PRÍON • PrPc:
– proteína constitutiva das membranas celulares do SNC;
– produto do gene PRNP constitutivamente expressado no cérebro e outros tecidos.
• PrPsc: – forma alterada da proteína
partícula infecciosa associada com as formas transmissível e familiar de encefalopatias espongiformes.
• Nenhuma diferença na seqüência pós-transcricional tem sido detectada entre PrP normal (PrPc) e PrP alterada (PrPsc).
MAL DA VACA LOUCA – HISTÓRICO 1985/86 1988 1989 1990 1995 1996 2000 2001
Surgem os
primeiros
casos de
vaca louca na
Grã-
Bretanha. Os
cientistas
batizam o
problema de
encefalopatia espongiforme
bovina – BSE
na sigla em
inglês.
Os ingleses
proíbem
que o seu
gado coma
ração à
base de
farinha de
carne e
ossos de
ovelhas. A
suspeita é
de que
essa
alimentaçã
o tenha
dado
origem a
todo esse
caos.
Na
Inglaterra, o
governo
proíbe o
consumo de
miúdos e
miolos de
boi. Os pesquisadore
s
desconfiam
que o príon
culpado pela
demência do
gado
poderia
estar nas
partes
cheias de
nervos.
Mais de 70
gatos
ingleses
apresentam
sinais da
BSE. Os
bichanos
doidões
teriam
comido
carne
contaminada
. Se a
doença
podia ser
transmitida
aos felinos,
poderia
passar
também
para o
homem,
raciocinaram
,
atemorizado
s os
cientistas.
Morre, aos
19 anos, o
inglês
Stephen
Churchill.
Ele estava
com a
doença de
Creutzfeldt-
Jakob. Pesquisadore
s acham que
o problema
tem relação
com o mal
da vaca
louca, já que
os sintomas
são
parecidos.
São
registrados
na Inglaterra
10 casos do
mal de
Creutzfeldt-
Jakob,
versão
humana da
doença da
vaca louca.
Por temer
uma
epidemia, o
governo
britânico
decide
sacrificar 4,5
milhões de
cabeças do
rebanho.
O mal da
vaca louca
se espalha
com rapidez
por toda a
Europa e o
número de
pessoas
mortas
chega a 82.
A carne
francesa
também é
banida da
exportação
No Brasil
surge um
caso de
scrapie no
Paraná -
uma
encefalopati
a espongiforme
de ovelhas.
Especialista
s garantem
que não há
ligação dele
com a
variante
humana da
doença. Por
precaução,
300 animais
são
sacrificados.
MAL DA VACA LOUCA –
MAPA DA EPIDEMIA
VERSÃO HUMANA DO MAL DA
VACA LOUCA PODE LEVAR DÉCADAS
O príon é encontrado normalmente nas membranas dos
neurônios. Se um deles fica defeituoso, lá vem confusão.
Suspeita-se que a primeira vaca louca teria ingerido ração
feita com restos de ossos e carne infectados com prions
defeituosos.
Por ignorância do problema, o gado contaminado com esse
príon anormal foi abatido e consumido pelo homem.
VERSÃO HUMANA DO MAL DA
VACA LOUCA EFEITO DOMINÓ
Do sistema digestório, o príon defeituoso cai na circulação
e se instala nos nervos.
Os príons com erro de fabricação se ligam aos normais,
que, com o contato, ficam defeituosos também. Isso vai
deixando a massa cinzenta com aspecto lunar (esponjoso).
PRÍON NORMAL - PrPc • Evolutivamente
conservada.
• Alto conteúdo -hélice.
• Solúvel em detergentes
não desnaturantes.
• Não fibrilar.
• Sensível a proteases.
• Ancorada na superfície
extrena da membrana
celular por
glicosilfosfatidilinositol
(GPI).
PRÍON ALTERADA - PrPsc
• Mudança conformacional: – redução do conteúdo -hélice;
– aumento do conteúdo -pregueada.
• Insolúvel em detergentes não desnaturantes.
• Fibrilar.
• Parcialmente resistente a proteases.
• “In vivo”: – forma agregados no parênquima cerebral;
– acúmulo de placas amilóides em pequena porcentagem de casos de TSEs.
• “In vitro”: – tendência a agregar;
– formação de placas amilóides.
PRÍON RECOMBINANTE
• Troca da terceira -hélice.
• Rearranjo da ponte dissulfeto.
• Interface dimérica; – inclui faixas de cada um dos monômeros.
• Estrutura cristalizada: – sugere mecanismo de oligomerização.
PRÍON
MECANISMO DE INFECÇÃO • PrPc (normal): requerida para o
desenvolvimento da infecção.
• PrPsc (alterada): enorme aumento no cérebro de modelos animais infectados com scrapie.
• PrPsc (alterada): catalisa a conversão: PrPc PrPsc.
PRÍON MECANISMO DE
INFECÇÃO • Conversão PrPC
PrPSc “in vivo”:
– acúmulo da isoforma
alterada da proteína
príon (PrPSc).
• Amostras pós-morte
de humanos
afetados por FFI e
CJD:
– morte neuronal
correlacionada à
deposição de PrPSc.
PRÍON
MECANISMO DE INFECÇÃO • Camundongos knockout expressão de PrP foi
eliminada: – resistentes à infecção;
• incapazes de gerar PrPsc;
– 2 primeiros: • viáveis e sem problemas PrP pode não ser essencial para
o desenvolvimento e sobrevivência (?);
– 2 gerados subseqüentemente: • ataxia e degeneração cerebelar.
• Gado Holstein knockout (2007): – 8 espécimes parecem saudáveis sem o gene.
ROTAS CELULARES DA NEUROTOXICIDADE
DA PROTEÍNA PRÍON EM TSEs.
PRÍON MODELOS DE
CONVERSÃO/REPLICAÇÃO
• PrPsc:
– transferência de conformação à proteína PrP do hospedeiro normal;
– possui informação necessária para sua replicação;
• Modelos de conversão/replicação propostos:
– nucleação/polimerização;
– conversão auxiliada por “template” (molde).
PRÍON MODELOS DE
CONVERSÃO/REPLICAÇÃO
• Nucleação/polimerização (I);
• Conversão auxiliada por “template” ou molde (II).
PRÍON MODELOS DE
CONVERSÃO/REPLICAÇÃO • Conversão auxiliada por “template”
(molde):
– PrPsc e interação com a proteína X:
– Produção "in vitro" pode ser acelerada na presença de lisado celular aparentemente devido a um componente presente no lisado.
PrPc PrPc + proteína X PrPc/PrP* PrP*/PrP*
PrP*/PrPsc PrPsc
PRÍON – CONVERSÃO PrPc
PrPsc
PRÍON – FUNÇÕES
PROVÁVEIS • Transdução de sinais.
• Envolvimento com
neurotransmissores.
• Atividade neuro-protetora.
• Atividade anti-apoptótica.
• Atividade antioxidante.
• Adesão celular e transporte.
PRÍON E TSEs
• Questões ainda sem resposta:
– Mecanismo(s) de conversão PrPc PrPsc;
– acúmulo preferencial de PrPsc na glia e nos
neurônios;
– modos e modelos precisos de infecção;
– mecanismos patogênicos precisos da
neurodegeneração;
– definição das funções fisiológicas (normais)
de PrPC.
BIBLIOGRAFIA PRINCIPAL
• HETZA, C. AND SOTOA, C. Protein misfolding and disease: the case of prion disorders. CMLS, Cell. Mol. Life Sci. 60 (2003) 133–143.
• KWON HUR A, JAE-IL KIM B, SEUNG-IL CHOI C, EUN-KYOUNG CHOI D, RICHARD I. CARP B, YONG-SUN KIM A. The pathogenic mechanisms of prion diseases. Mechanisms of Ageing and Development 123 (2002) 1637/1647.
• LOPES, M.H. E HAJJ, N. M. Doenças priônicas. Ciência Hoje, vol 37, agosto 2005. P.18-25.
• Anvisa divulga - Mal da Vaca Louca - Encefalopatia Espongiforme Transmissível – EET. Disponível em <http://www.anvisa.gov.br/vacalouca/index.htm> Acesso em 15/04/2007.