Характеристика медленных вирусных инфекций

Перечисленные признаки свидетельствовали о весьма большом сходстве их с признаками широко известных вирусов. Вместе с тем у предполагаемых возбудителей был обнаружен и ряд необычных характеристик. Возбудители ТГЭ оказались устойчивы к действию ультрафиолета, проникающей радиации, ДНКазы и РНКазы, ультразвука, глютаральдегида, b-пропиолактона, формальдегида, псораленов, толуола, ксилола, этанола, нагревания до 80°С и даже неполностью инактивировались после кипячения [12].

Казалось совершенно естественным обозначить предполагаемых возбудителей ТГЭ как «необычные вирусы» или даже как «медленные вирусы» [10-12]. Однако вскоре эта неопределенность в обозначениях, а главное, в понимании природы возбудителей ТГЭ была устранена благодаря работам американского биохимика С. Прузинера. Им были использованы зараженные хомяки, в мозговой ткани которых накапливалось возбудителя в 100 раз больше, чем в мозговой ткани мышей. Получив мозговую ткань с высокой концентрацией возбудителя скрепи, С. Прузинер приступил к постепенной ее очистке, одновременно строго следя за сохранением инфекционных свойств. В результате такого подхода удалось установить безнуклеиновую, чисто белковую природу возбудителя: полученный инфекционный белок был представлен молекулами одного вида с молекулярной массой 27-30 кДа [13]. С. Прузинер предложил обозначить обнаруженный им инфекционный белок как «инфекционный прионный белок», а в качестве инфекционной единицы использовать термин «прион», т.е. прион как инфекционная единица состоит из молекул инфекционного прионного белка [14].

Оказалось, что прионный белок может существовать в двух формах, т.е. белок того же аминокислотного состава и той же самой молекулярной массы обнаруживается в организме всех млекопитающих, включая человека, а его наивысшая концентрация определяется в нейронах. Учитывая его клеточное происхождение, этот прионный белок был назван «нормальным» или «клеточным прионным белком», обозначаемым символом PrPС (аббревиатура от английского - Prion Protein Cell) [15,16].

Синтез PrPC кодируется геном PRNP, расположенном в коротком плече хромосомы 20 у человека и хромосомы 2 у мыши. Ген является высококонсервативным, и наивысшие уровни его экпрессии зафиксированы в нейронах, где концентрация иРНК для РrPC в 50 раз выше, чем в клетках глии [16,17].

Оказалось, что клеточный прионный белок РrPC играет важную роль в жизнедеятельности организма млекопитающих: он участвует в передаче нервных импульсов между окончаниями нервных волокон, способствует сохранению устойчивости нейронов и клеток глии к окислительному стрессу, вовлекается в процессы регуляции содержания внутриклеточного кальция (Са2+) в нейронах, но самое главное - поддерживает циркадные (от лат. circa - около и dies - день), т.е. околосуточные, ритмы активности и покоя в клетках, тканях, органах и в организме в целом [18,19].

Дополнительным доказательством подобной роли клеточных прионов послужило открытие в 1986 г. Логарези и соавт. новой медленной инфекции, связанной со снижением в организме синтеза клеточного прионного белка. Такие пациенты начинали страдать резким сокращением продолжительности сна, галлюцинациями, утратой циркадных ритмов и деменцией, а затем и вовсе погибали от бессоницы. Именно поэтому болезнь получила название «смертельная семейная бессоница» [10].

В организме людей и животных, страдающих ТГЭ, прионный белок обнаруживается в другой форме, обозначаемой как PrPSc. Предложенная аббревиатура основана на том, что природным резервуаром инфекционного прионного белка является организм овец и коз, у которых спонтанно может развиваться уже упомянутое выше заболевание скрепи (от англ. Scrapie) [20].

Сегодня известно, что процесс накопления инфекционных прионных молекул, т.е. воспроизведение себе подобных, осуществляется благодаря изменениям третичной стуктуры в белковой молекуле клеточного прионного белка PrPC, суть которых выражается в превращении части a-спиральных доменов в b-вытянутые тяжи [21]. Этот процесс превращения нормального клеточного белка в инфекционный носит название конформационного, т.е. связанного только с изменением пространственной структуры молекулы белка, но не его аминокислотного состава.