Прионные болезни, как прион убивает нейроны и как замедлить течение прионной дегенерации

Остановлена нейродегенерация у мышей с прионным заболеванием

Профессор Джованна Маллуччи (Giovanna Mallucci), MD, PhD, (третья слева в переднем ряду) со своей исследовательской группой. (Фото: mrc.ac.uk)

Ученые из группы токсикологии Медицинского исследовательского совета (Medical Research Council, MRC) при Университете Лестера (University of Leicester), Великобритания, установили основной путь, ведущий к гибели клеток мозга у мышей с нейродегенеративными заболеваниями. Блокировав этот путь, они смогли предотвратить смерть клеток мозга и увеличить продолжительности жизни животных.

Для нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и заболевания, вызываемые прионами, характерно множество вариантов неправильного сворачивания белков, что в конечном итоге приводит к накоплению белков с неправильной структурой. Такие белки образуют бляшки при болезни Альцгеймера и тельца Леви при болезни Паркинсона.

Обратите внимание

Английские ученые изучали мышей с нейродегенерацией, вызванной прионным заболеванием. Эти мышиные модели в настоящее время дают наилучшее представление о нейродегенеративных расстройствах у человека, при которых, как известно, гибель клеток мозга связывается с накоплением неправильно свернутых белков.

Исследователи установили, что накопление неправильно свернутых белков в мозге таких мышей активирует естественный защитный клеточный механизм, который блокирует синтез новых белков.

Как правило, этот молекулярный переключатель возвращается в состояние «включено», но у мышей с прионным заболеванием дальнейшее накопление неправильно свернутых белков держит его в состоянии «выключено».

Это триггерная точка, ведущая к гибели клеток мозга, так как трансляция эти ключевых, необходимых для выживания нервных клеток белков блокируется.

Компьютерная модель молекулярной структуры человеческого прионного белка. Прионы – аномальные белки, вызывающие группу смертельных нейродегенеративных заболеваний, включая коровье бешенство и болезнь Кройтцфельдта-Якоба.

Для репликации прионы не нуждаются в ДНК или РНК.

Аномальные инфекционные прионы напрямую трансформируют нормальные прионы мозга в аномальную форму Прионы с измененной структурой чрезвычайно стабильны и накапливаются в виде амилоидных бляшек, приводящих к нейродегенерации. (sciencephoto.com)

Введя белок, блокирующий выключение пути, ученые смогли восстановить синтез белков, независимо от накопления неправильно свернутых белков, и остановить нейродегенерацию. Клетки мозга были защищены, уровни белков и синаптическая передача (механизм межклеточной коммуникации) восстановлены, и мыши жили дольше, даже если лечебному воздействию подвергалась лишь очень небольшая часть их мозга.

Неправильно свернутые белки гиперактивируют этой основной путь и при человеческих нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Это общий механизм, лежащий в основе клинически различных состояний.

Важно

Полученные данные говорят о том, что терапия, мишенью которой является данный путь, может оказывать защитное действие при различных нейродегенеративных заболеваниях, обусловленных накоплением неправильно свернутых белков, вызывающим гибель нейронов.

«Что особенно интересно, это выявление единого механизма смерти клеток мозга при целом ряде различных нейродегенеративных заболеваний, активируемой при каждой из болезней разными неправильно свернутыми белками.

Тот факт, что мы смогли управлять этим механизмом и защитить клетки мозга мышей с прионными болезнями, означает, что можно продвинуться вперед в лечении и других заболеваний.

Вместо ориентации на отдельные неправильно свернутые белки при различных нейродегенеративных заболеваниях мы сможем воздействовать на общие пути и избежать дегенерации клеток головного мозга, независимо от лежащего в ее основе заболевания», – прокомментировала результаты исследования его руководитель профессор Джованна Маллуччи (Giovanna Mallucci), MD. PhD.

«Нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, изнурительные и, как правило, неизлечимые состояния.

В Европе болезнью Альцгеймера и близкими к ней расстройствами страдают более семи миллионов человек, и эта цифра, как ожидается, будет удваиваться каждые 20 лет, так как население Европы стареет.

MRC считает, что исследования, подобные этому, в которых изучаются фундаментальные механизмы этих тяжелейших заболеваний, абсолютно необходимы.

Понимание механизма, приводящего к дисфункции нейронов, предшествующей их потере, является одним из важнейших шагов в поиске путей предотвращения прогрессирования заболевания», – высказал свое мнение председатель совета по неврологии и психическому здоровью Медицинского исследовательского совета профессор Хью Перри (Hugh Perry).

По материалам

Researchers ‘switch off’ neurodegeneration in mice

Аннотация к статье Sustained translational repression by eIF2α-P mediates prion neurodegeneration

© «Остановлена нейродегенерация у мышей с прионным заболеванием». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на данную страницу сайта.

Еще о нейродегенеративных заболеваниях

Подтверждена исключительная роль фермента AMPK в аутофагии и увеличении продолжительности жизни

Прионные белки мутируют и адаптируются к окружающей среде

Белки, связанные с нейродегенеративными заболеваниями, образуют бляшки в процессе нормального старения

Related Articles:

Источник: http://www.lifesciencestoday.ru/index.php/vesti-iz-laboratoriy/650-neurodegeneration-caused-by-prion-disease-stopped-in-mice

Британские ученые воодушевлены “чудо-лекарством” от деменции

Джеймс Галлахер Корреспондент по вопросам науки и здоровья, Би-би-си Правообладатель иллюстрации Getty Images Image caption Новое лекарство может если не вылечить, то приостановить развитие деменции

Британские ученые надеются, что нашли лекарство, предотвращающее все нейродегенеративные заболевания мозга, включая деменцию (старческое слабоумие).

В 2013 году команде экспертов из британского Совета медицинских исследований впервые удалось предотвратить от умирания клетки мозга животного, о чем написали все ведущие мировые СМИ.

Но, как оказалось, используемый ими препарат не был пригоден для людей, так как мог нанести урон другим органам.

Совет

Однако сейчас ученые обнаружили два препарата, которые оказывают тот же эффект на клетки мозга, и, что самое важное, безопасен для людей.

“Это действительно впечатляющая новость”, – сказала профессор Джиованна Малуччи из отдела токсикологии Совета медицинских исследований.

Уже в скором времени она хочет приступить к клиническим испытаниям на пациентах, страдающих от деменции. По ее словам, понять, работает ли препарат, можно будет в течение двух-трех лет.

Как работает “чудо-лекарство”

Новизна этого подхода заключается в фокусировании на естественных защитных механизмах организма, имеющихся в клетках мозга.

Когда в клетке мозга поселяется вирус, это приводит к скоплению в организме вирусных протеинов.

Чтобы приостановить распространение вируса, клетки мозга практически полностью прекращают выработку протеина.

Многие нейродегенеративные заболевания мозга сопровождаются выработкой дефектных протеинов, которые активируют те же самые защитные механизмы, но с более серьезными последствиями.

Клетки мозга прекращают выработку протеина на очень длительное время, в буквальном смысле истощая себя до смерти.

Правообладатель иллюстрации PA Image caption Все больше людей в Великобритании страдают от депрессии

Этот процесс, повторяющийся в нейронах мозга, может привести к нарушениям моторики, памяти или даже к смерти.

Считается, что остановка выработки протеина клетками мозга происходит при многих формах нейродегенерации. Безопасное прекращение этого процесса может вылечить широкий спектр заболеваний.

Обратите внимание

В своем изначальном исследовании ученые использовали вещество, которое приостанавливало включение естественного защитного механизма мозга.

Это помогло остановить развитие прионной болезни (особый вид тяжелых нейродегенеративных заболеваний людей и животных, которые вызываются особыми возбудителями – прионами) у мышей.

Этот опыт стал первым в истории, когда развитие нейродегенеративного заболевания было приостановлено у животного.

Дальнейшие исследования показали, что такой подход может приостановить целый спектр дегенеративных заболеваний.

Эти открытия были названы поворотными в этой области медицины, несмотря на то, что используемое вещество оказалось токсичным для поджелудочной железы.

Что такое нейродегенерация?

При нейродегенеративном заболевании теряются клетки головного и спинного мозга.

В функции этих клеток, помимо прочего, входит принятие решений и контроль за движением тела.

Эти клетки с трудом восстанавливаются, поэтому такое заболевание может привести к разрушительным последствиям.

К нейродегенеративным заболеваниям относятся болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и болезнь Гентингтона. Все они сопровождаются деменцией.

Источник: Лондонский центр изучения мозга

Безопасно ли “чудо-лекарство”?

С 2013 года исследователи протестировали более тысячи готовых препаратов на нематодах (круглых червях), а также на выращенных в лабораторных условиях человеческих клетках и мышах.

Два препарата смогли предотвратить как деменцию, так и прионную болезнь, приостановив умирание клеток мозга.

“Оба препарата обладали высокими защитным свойствами и предотвратили провалы в памяти, паралич и дисфункции клеток мозга”, – сказала в интервью Би-би-си профессор Малуччи.

Один из этих препаратов – тразодон – уже применяется как антидепрессант.

Другой препарат – DBM – проходит тестирование на пациентах, болеющих раком.

“Настало время для клинических испытаний этих препаратов, чтобы понять, оказывают ли они такой же эффект на человеческие клетки”, – считает профессор Малуччи.

“Мы вряд ли сможем полностью излечить пациентов от нейродегенеративных заболеваний, но если нам удастся приостановить развитие болезни Альцгеймера, например, то эта болезнь превратится в нечто иное – с чем можно жить”, – говорит она.

Однако, несмотря на то, что тразодон уже используется как антидепрессант, профессор Малуччи предостерегает: “Как врач и ученый, я советую дождаться результатов [клинических испытаний]”.

Что думают эксперты?

Даг Браун из Общества болезни Альцгеймера: “Мы воодушевлены потенциалом этого тщательно проведенного и обоснованного исследования. Так как один из препаратов уже используется как антидепрессант, время, необходимое для попадания лекарства из лаборатории на аптечные полки, может быть существенно сокращено”.

Дэвид Декстр из организации Parkinson's UK: “Это очень важное и обоснованное исследование. Если его результаты будут подтверждено при клинических испытаниях на человеческих клетках, оба препарата – и тразодон, и DBM – могут стать очень важным шагом вперед”.

Источник: https://www.bbc.com/russian/other-news-39652507

Ученые остановили гибель нейронов у мышей с прионной болезнью

15.05.2012

Учёные из Лестерского университета обнаружили важный путь гибели клеток головного мозга мышей с экспериментальным нейродегенеративным заболеванием. Авторы проведённого исследования смогли заблокировать выявленный метаболический путь и тем самым остановить гибель клеток головного мозга, повысив выживаемость среди лабораторных животных.

В случае развития в организме человека нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, прионная болезнь, происходит неправильное сворачивание белковых молекул. Так формируются скопления неправильно свёрнутых белков.

Эти скопления обнаруживаются у людей, страдающих от болезни Альцгеймера или Паркинсона.

Важно

Для проведения исследования учёные использовали лабораторных мышей с экспериментально вызванной гибелью клеток головного мозга. Причиной гибели клеток служили прионы.

Было установлено, что накопление неправильно свёрнутых белков в клетках головного мозга мышей активирует защитный механизм, который блокирует синтез белковых молекул. В норме после блокировки белкового синтеза происходит его активация и восстановление.

Однако в случае лабораторных мышей, в организме которых происходит формирование неправильно свёрнутых белковых молекул, синтез белков не активируется. В результате нейроны погибают из-за отсутствия принципиально важных белков.

При использовании белка, который ингибирует блокировку синтеза белковых молекул, происходит возобновление белкового синтеза (независимо от накопления неправильно свёрнутых белков).

Таким образом экспериментально удаётся остановить процесс гибели нейронов. Уровни содержания белков при этом нормализуются, как и процессы синаптической передачи сигналов.

В результате подопытные животные живут дольше.

Неправильно свёрнутые белковые молекулы в случае развития таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера или Паркинсона, гиперактивируют путь контроля над синтезом белков в клетках головного мозга. Можно предположить, что подавление данного пути в будущем будет использовано в клинике в качестве методики борьбы с развитием нейродегенеративных заболеваний.

«Приятно удивляет то, что в основе гибели нейронов головного мозга, происходящей при развитии различных нейродегенеративных заболеваний, лежит общий механизм.

Тот факт, что мы смогли манипулировать данным механизмом и защитить клетки головного мозга мышей с прионной болезнью, может значить, что в наших руках оказался эффективный способ лечения других заболеваний.

Вместо того, чтобы пытаться оказывать влияние на неправильно сформированные белковые молекулы, нам следует нацелиться на метаболические пути, протекание которых влечёт за собой гибель клеток, и через них остановить разрушение нейронов», – говорит профессор Джованни Маллучи (Giovanna Mallucci, руководитель группы исследователей).

Источник: http://www.nanonewsnet.ru/news/2012/gibel-kletok-golovnogo-mozga-pri-razvitii-neirodegenerativnykh-zabolevanii-mozhno-ostanovi

Источник: http://www.2045.ru/news/29863.html

Найдены два препарата, которые могут остановить прогрессирование нейродегенеративных заболеваний

 

03:19

Исследователи обнаружили два препарата, уже находящихся на различных стадиях использования, и клинические исследования, которые, по-видимому, предотвращают все нейродегенеративные заболевания у мышей. Опубликованное в журнале Brain исследование может стать крупным прорывом в предотвращении прогрессирования разрушительных заболеваний у людей.

Когда клетки головного мозга инфицированы вирусом, возбудитель выбирает клетку, чтобы произвести свои собственные вирусные белки, которые начинают накапливаться внутри клетки.

Чтобы бороться с этим и предотвратить распространение вируса, клетка реагирует, блокируя все производство белка.

Во многих нейродегенеративных заболеваниях наблюдается аналогичная ситуация, когда дефектные белки перепроизводятся в клетках головного мозга, а мозг реагирует аналогичным образом, но на гораздо более длительные периоды.

Совет

Проблемы начинают возникать, потому что клетки мозга останавливают производство белка в течение такого длительного периода времени, когда клетки мозга эффективно голодают и начинают умирать. Когда это распространяется на нейроны, это может привести к знакомым симптомам потери памяти, нарушениям движения и даже смерти при тяжелых видах нейродегенеративных заболеваний.

Читайте также:  Нейроциркуляторная дистония по гипертоническому, кардиальному, смешанному, гипотоническому типу

В 2013 году команда исследователей обнаружила соединение, которое предотвращало чрезмерную реакцию и остановку работы всех клеток мозга, что предотвращало гибель клеток мозга. Тем не менее, был улов: молекула также повредила поджелудочную железу. И поэтому они с тех пор обратились к другим лекарствам, чтобы достичь подобного результата.

После скрининга уже существующих 1000 различных препаратов, они натолкнулись на два, которые, казалось, имели желаемый эффект.

Один из них, известный как trazodone, уже используется клинически для лечения пациентов с депрессией, в то время как второй, называемый DBM, естественно содержится в небольшом количестве солодки и в настоящее время проходит испытания, чтобы проверить, сможет ли он эффективно лечить рак.

Исследователи сначала тестировали препараты на мышах, у которых была болезнь, связанная с прионами, и обнаружили, что они не только действовали так, как это было ранее в предотвращении гибели клеток мозга, но также показали улучшение поведения, связанного с заболеванием. И в то же время не наблюдалось никакого влияния на поджелудочную железу. После этого препараты тестировали на мышах, у которых были другие нейродегенеративные заболевания, и было установлено, что они улучшают их способность выполнять тесты памяти.

Источник: http://www.brainum.ru/2017/05/blog-post_98.html

Тразодон восстанавливает синтез белка и останавливает развитие нейродегенерации

Считается, что основным патогенетическим звеном развития деменции при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера или прионные болезни, является накопление в мозге патологических, неправильно свернутых белковых молекул.

Несколько лет назад было показано, что накопление таких белков у мышей, инфицированных прионами, вызывает гиперактивацию одного из механизмов ответа на так называемый стресс эндоплазматического ретикулума – клеточной структуры, обеспечивающей синтез и транспорт белков.

В результате «перегрузки» этой структуры неправильно свернутыми белками активируется фермент PERK-киназа, которая фосфорилирует фактор трансляции eIF2, что приводит к «выключению» трансляции (синтеза белка) в клетках мозга на начальных этапах этого процесса.

Обратите внимание

В итоге в клетках уменьшается количество белков, в том числе жизненно важных, и, в конце концов, нейроны гибнут.

Когда ученые ввели мышам экспериментальный препарат – ингибитор PERK-киназы, в их нейронах восстановился синтез белка, остановился процесс нейродегенерации, уменьшились клинические проявления прионной болезни. Но препарат оказался слишком токсичным (страдала поджелудочная железа) и поэтому не подходил для испытаний на людях.

Тогда ученые в поисках нужного эффекта протестировали более тысячи соединений из коллекции Национального института неврологических заболеваний и инсульта NIH (National Institute of Neurological Disorders and Stroke), три четверти из которых уже одобрены FDA для лечения тех или иных патологий.

Сначала провели первичный скрининг на червях-нематодах Caenorhabditis elegans, которые считаются хорошей моделью для скрининга соединений, действующих на нервную систему, а затем на клетках млекопитающих.

В результате удалось выявить два кандидатных препарата, которые протестировали на мышах, зараженных прионами, и на мышах, у которых смоделировали лобно-височную деменцию человека: они несли мутацию, способствующую накоплению в нейронах патологического тау-белка.

Оба вещества предотвратили появление признаков повреждения мозга у большинства мышей, зараженных прионами, и восстанавливали память мышей с лобно-височной деменцией.

Один из препаратов – дибензоилметан (dibenzoylmethane), который исследуют как потенциальное противораковое средство, а второй – уже использующийся в клинике антидепрессант тразодон (trazodone hydrochloride). По словам ученых, тразодон применяют в терапии поздних стадий деменции, поэтому точно известно, что он безопасен не только вообще для человека, но и конкретно для пациентов с деменцией. Это позволит сильно сократить время проведения клинических испытаний: их можно начинать уже сейчас, и всего через 2-3 года станет понятно, будет ли тразодон давать у больных людей тот же эффект, что у больных мышей, то есть, как минимум, замедлять прогрессирование нейродегенеративных заболеваний.

Источник: https://scfh.ru/news/trazodon-vosstanavlivaet-sintez-belka-i-ostanavlivaet-razvitie-neyrodegeneratsii/

Прионы и прионовые болезни

Лекция №16

Стенли Прузинер – американский врач, который в 1997г. Получил Нобелевскую премию в области медицины за открытие прионов.

Возбудитель ТГЭ (трансмиссивные губчатые энцефалопатии) –возбудителем является безнуклеиновый низкомолекулярный белок.

Прионы – новый тип инфекционных антигенов, особые белки, без нуклеиновой кислоты, постоянно находящийся во внутренней среде клеток.

Предшественником прионов является белок, образующий β-амилоиды.

Биологические особенности:

· Необходимы для:

~ Регуляции циркадианных ритмов

~ Для активации лимфоцитов

~ Для некоторых популяций нейронов в качестве трофического фактора

~ Реализация нормальной функции синапсов

~ Процессов регуляции содержания внутриклеточного кальция в нейронах

~ Сохранения резистентности нейронов и астроцитов к окислительному стрессу

Свойства прионов, общие с вирусами:

· Малые размеры, проходят через бактериальные фильтры;

· Неспособны размножаться на искусственных питательных средах;

· Специфический круг поражаемых хозяев;

· Длительная персистенция в культуре клеток, полученной из тканей зараженного хозяина, а также в организме больного человека и животного;

Отличие от вирусов:

§ Отсутствует собственный геном (не могут рассматриваться как живые существа);

§ Прионы не индуцируют никакого иммунного ответа (возникает вопрос о степени их чужеродности для организма хозяина);

§ Обладают более высокой резистентностью, чем обычные вирусы;

Протеин-прион существует в 2 формах:

Важно

1. Нормальный прион, или нормальная неинфекционная форма – встерчается в головном мозге в норме, также у инфицированных больных. Эта форма обозначается как клеточный протеин-прион, или PrPc;

2. Изоформа, или прион-протеин-скрепи (PrP-Sc) (в честь овцы) – является патологической инфекционной формой и накапливается в головном мозге только у больных людей и животных. Является возбудителем ТГЭ;

§ Чрезвычайно стоек к обычным условиям среды.

~ Стойкость прионов к высокой температуре. Даже при автоклавировании при температуре 134*С. Стойкость к высокой температуре увеличивается, если прионы высыхают на поверхности металла или стекла, или обработаны перед автоклавированием формальдегидом, что представляет особую проблему при работе с эндоскопами.

~ Прион погибает только в огне.

~ Устойчивы к кипячению в течение 30-60мин.

~ К высушиванию до 2 лет;

~ Замораживанию в 3 раза больше, чем известные вирусы;

~ К УФ-излучению, гамма-излучению, гидролизу ферментами;

Патогенез:

1 стадия – инфекционная. В клетку попадает прион-протеин-скрепи, окружающие протеины прион-протеин-целс меняют конформацию и превращаются в прион-протеин-скрепи. Далее достигается возможно нормальный уровень прион-протеин-скрепи.

2 стадия – токсическая. Прион-протеин-скарепи запускает образование прион-протеина-L из прион-протеина-целс.

Прион-протеин-целс – «хороший», он не наносит вреда клетке.

Прион-протеин-скрепи – «плохой», это только инфекционный агент, но не токсический,т.е хотя он и размножается в клетке, вызывает перерождение прион-протеина-целс, но сам посебе не вызывает ужасных последствий.

Прион-протен-L – «злой», токсический агент, доводит клетку до смерти.

Возможные источники PrPSc:

è Спонтанно возникший белок

è Конверсия мутантного PrPc в PrPSc

è Контакт

è Накопление PrPSc

Процесс накопления молекул инфекционного прионного белка носит лавинообразный характер.

Каким бы путем не вводились птаологические прионы, вначале они обязательно появляются в клетках лимфо-ретикулярной системы миндалин, тимуса, лимфатических узлов и селезенки, сосредотачиваясь в основном в В-клеточных зонах лимфоидной ткани. Здесь, в лимфатических органах, возможна и частичная репликация прионов. Дальнейшая нейроинвазия прионов происходит с участием дифференцированных В-лимфоцитов.

Из органов иммуногенеза они по нервам устремляются к ближайшим аксонам. Там число прионов увеличивается до некого критического уровня. После чего они начинают передвигаться по направлению к спинному и головному мозгу. Репродукция прионов осуществляется не только в нейронах, но и в глиальных элементах.

Совет

На поздних стадиях заболевания отмечается значительное повышение уровня цитокинов, что свидетельствует о ключевой роли астроцитов и других клеток глии в патогенезе прионной инфекции.

В патологические процесс вовлекается мозжечок, где наблюдаются резкие дистрофические изменения вплоть до гибели клеток Пуркинье.

Механизм повреждения нервной ткани при прионовой патологии:

1. Проникновение приона в нервную клетку

2. Демиелинизация нервных отростков

3. Гибель клетки путем апоптоза

Классификация:

1) Прионовые болезни животных – прежде всего – Коровье бешенство; губчатая энцефалопатия норок, крупного рогатого скота, кошачьих;

2) Человека:

1. Болезнь Крейтцфельда-Якоба (БКЯ)

2. Болезнь Герстмана-Страусслера-Шейнкера

3. Фатальная семейная бессонница

4. Куру «смеющаяся смерть»

Особенности болезни:

ü Длительный инкубационный период (до 20 лет);

ü Быстро прогрессирующая клиника;

ü Необычное поражение органов и тканей;

ü Все исходы летальные;

ü Нет методов лечения;

Пути передачи:

o Наследственный;

o Трансмиссивный;

o Ятрогенный;

Нейропатология прионовых болезней человека характеризуется 4 классическими микроскопическими признаками:

1. Спонгинозными изменениями;

2. Потерей нейронов;

3. Астроцитозом – при микроскопии видно обилие тучных астроцитов, «нафаршированных» прионами;

4. Формирование амилоидных бляшек;

Макроскопически:

1. Уменьшение массы головного мозга;

2. Умеренная атрофия извилин;

Наиболее часто встречаются расстройства чувствительной сферы:

v Амнезия различной степени;

v Потеря и извращение чувствительности;

v Выпадение функций органов чувств;

Нарушения в двигательной сфере: атаксия, обездвиживание, атрофия мышц, в том числе дыхательных, параличи.

Нарушения психики:

v Утрата профессиональных навыков;

v Депрессия;

v Сонливость;

v Агрессивность;

v Снижение интеллекта вплоть до полного слабоумия;

Болезнь Крейтцфельда-Якоба

Распространена – повсеместно.

Главные признаки:

· Прогрессирующая деменция, с симптомами поражения пирамидальных и экстрапирамидальных нервных путей.

Возрастных ограничений нет.

Возникает как спорадическое заболевание у людей 40-69 лет; Как наследственное заболевание – 12%; 3% – как инфекционное в результате типичного внешнего заражения.

Формы болезни:

a) Спорадическая – быстро прогрессирующая деменция, обычно приводящая к смерти в течении 12 месяцев от начала заболевания. Чаще встречется в возрасте 55 – 65 лет.

Обратите внимание

b) Ятрогенная – развивается при заражении во время нейрохирургических вмешательств и при терапии с использованием трупных экстрактов гипофиза.

54% – введение СТГ; 2% – введение ГТГ; 2% – пересадка роговицы;

Основан на передаче тканевых материалов или инфекционного агента, сохранившегося в результате недостаточной стерилизации инструментария.

c) Вариантная (алиментарная) – относительно новое заболевание человека, которое развивается при передаче прионов губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота человеку.

Связан с употреблением продуктов инфицированных прионами, и этому способствует устойчивость прионов к протеазам пищеварительных соков.

Болезнь Куру

Путь передачи – трансмиссивный.

Распространены: среди жителей племен горной местности Гвинеи.

Главные признаки:

· Сильная дрожь;

· Порывистые движения головой;

· Улыбка, типа сардонической (больные столбняком);

· Приступы безудержного смеха;

Исход: летальный.

Фатальная семейная бессонница

Путь передачи: наследственный.

Главнее признаки:

· Укорочение времени сна;

· Слабость;

· Нарушение автономных функций;

· Атаксия;

· Дизартрия;

· Галлюцинации;

· Бред;

Чаще встречаются в возрасте 25-60 лет.

Инкубационный период: от 7 до 33 месяцев.

Исход: летальный.

Болезнь Герцмана-Страусслера-Шейнкера

Путь передачи: наследственный.

Главные признаки:

· Мозжечковая атаксия;

· Расстройства глотания;

· Прогрессирующая деменция;

Чаще встречаются в возрасте: 40-50 лет.

Инкубационный период: от 6 до 10 лет.

Исход: летальный.

Клиническая диагностика: подтверждается только при гистопатологическом изучении ЦНС, а также на результатах вспомогательных методов исследования:

§ определение титра маркеров нейронального повреждения в спинномозговой жидкости;

§ гистоморфологическое и биохимическое исследование биоптатов;

Диагностика с помощью антител. А также метод конфокальной двухцветной флуоресцентной спектроскопии – обнаруживает PrPSc в цереброспинальной жидкости – это шаг к прижизненной диагностике прионной инфекции.

Профилактика и лечении:

~ неспецифическая профидактика: оздоровление поголовья сельскохозяйственных животных; исключение опасных ритуальных обрядов.

Бактерия рода Bacillus синтезирует фермент, который разлагает PrPSc. А также модифицированный фермент протеаза разлагает PrPSc.

~ Специфическая – на стадии разработки.

Лечение:

Ø Снижение уровня PrPSc с помощью олигонуклеотидов;

Ø Брефелдин А, разрушая аппарат Гольджи, препятствует синтезу PrPSc в инфицированной культуре клеток;

Ø Блокаторы кальциевых каналов.

Важно

Иммунитет: в 2009 году американские ученые обнаружили новый полиморфный ген, его имеют исключительно люди, проживающие в регионе распространения болезни Куру.

По некоторым данным болеющих прионными болезнями в мире достигает нескольких миллионов.

Источник: https://stydopedia.ru/4x4e43.html

Белок, который помогает восстанавливать нейронные связи после спячки, полезен в борьбе с заболеваниями нервной системы

Во время спячки некоторые связи между нервными клетками разрушаются, а затем полностью восстанавливаются, когда приходит время возвращаться к активному образу жизни.

Белок RBM3, который обеспечивает восстановление связей между нервными клетками после спячки, помогает и в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями, замедляя скорость разрушения нейронов, улучшая память и продлевая жизнь подопытным животным.

Спячка — удивительное состояние организма, в котором замедлены процессы обмена веществ, снижена потребность в питательных веществах и повышена устойчивость к заболеваниям [1]. Кроме того, спячка влияет на состояние мозга животного — под действием холода нейроны изменяют форму, а количество связей между ними уменьшается [2, 3, 4].

По-видимому, это связано с необходимостью экономить энергию, ведь поддержание синапсов «дорого» обходится организму. Этот эффект обратим — при повышении температуры структура связей между нейронами восстанавливается. В похожее на спячку состояние можно ввести и многих животных, которые в природе в нее не впадают.

Читайте также:  Геморрагический и ишемический инсульт левой стороны (левосторонний): симптомы, лечение и последствия

Как правило, для этого важны не только охлаждение, но и темнота, а также отсутствие питания.

Недавно был открыт новый способ введения животных в спячку — для этого применяют инъекции аденозин-5’-монофосфата (5’-AMP) [5].

Большое количество этих молекул «говорит» организму о том, что у него недостаточно питания, и при этом даже животные, для которых в природе спячка не характерна, могут войти в подобное ей состояние. Температура их тела снижается, поэтому такую искусственную спячку называют гипотермией.

Совет

На гипотермию, вызванную 5’-AMP, возлагаются большие надежды, так как она могла бы стать идеальным наркозом во время операций, а также могла бы пригодиться в будущем во время долгих космических перелетов [6, 7].

Кроме того, у гипотермии обнаружили полезный нейропротективный эффект, связанный с необходимостью быстро восстанавливать нейронные связи после спячки. Оказывается, этот эффект может пригодиться и в борьбе с заболеваниями нервной системы.

Группа ученых из Англии искусственным образом вводила мышей в состояние гипотермии, понижая их температуру тела до 16–18 °C [8]. Так же, как и в обычной спячке, связи между нейронами (синапсы) мышей перестраивались, а с повышением температуры возвращались к обычной структуре.

Способность синапсов к таким обратимым перестройкам — пластичность — постепенно исчезала у животных с заболеваниями нервной системы (в экспериментах использовалась мышиная модель болезни Альцгеймера, а также мыши, зараженные прионным заболеванием, при котором в мозге накапливаются белковые агрегаты, нарушающие его функционирование). Чем дольше животное страдало от болезни, тем хуже восстанавливались его нервные связи после гипотермии. Ученые решили выяснить, в чем причина нарушения пластичности при этих заболеваниях нервной системы и можно ли вернуть ее больным животным.

Рисунок 1. Уменьшение числа синапсов при охлаждении и восстановление их числа после нормализации температуры тела. Желтым выделены пресинаптические компартменты, а зеленым — постсинаптические. Там, где соприкасаются желтая и зеленая структуры, находится синапс — место контакта нейронов. Масштабная линейка — 1 микрометр. Рисунок из [8].

При охлаждении организма процессы синтеза в нем подавляются. Однако есть и исключения — к примеру, белок холодового шока RBM3 (RNA-binding motif protein 3), синтез которого с уменьшением температуры, наоборот, усиливается.

Количество этого белка увеличивалось при охлаждении и у здоровых мышей, и у мышей с начальными проявлениями болезни. Однако с развитием заболеваний нервной системы мыши постепенно теряли способность усиливать наработку этого белка при снижении температуры.

А вскоре после этого пластичность их нейронов ухудшалась (то есть разрушенные при охлаждении связи между нервными клетками больше не восстанавливались с повышением температуры). Ученые решили проверить, не обеспечивает ли именно белок RBM3 способность восстанавливать структуру нейронных связей.

Уже было известно, что он может защищать нейроны от гибели, а также усиливать синтез белков [9].

Обратите внимание

Может быть, он способен улучшить процессы регенерации при заболеваниях нервной системы? Чтобы проверить это, ученые решили с помощью холода активировать синтез этого белка у мышей, у которых только началось развитие заболеваний нервной системы и которые пока не утратили способность реагировать увеличением синтеза этого белка на снижение температуры.

Оказалось, что однократное охлаждение мышей на начальных стадиях болезни до 16–18 °C в течение 45 мин. усиливает синтез белка RBM3, и его уровень поддерживается достаточно высоким еще около трех дней после такой процедуры. А если провести два охлаждения с интервалом в неделю, уровень RBM3 сохраняется высоким до шести недель.

Пока у животных поддерживался высокий уровень этого белка, связи между их нейронами не разрушались с такой скоростью, как это обычно происходит у животных, зараженных прионами или страдающих от «мышиной версии» болезни Альцгеймера. Пока уровень белка RBM3 был повышен, синаптическая передача у больных животных восстанавливалась, а нарушения поведения и памяти откладывались.

Кроме того, мыши, зараженные прионами, жили дольше, если их подвергали таким охлаждениям (было зафиксировано увеличение продолжительности жизни до полутора раз). Однако если мышей погружали в гипотермию на более поздних стадиях развития заболевания, когда уровень RBM3 уже не «откликался» на охлаждение, состояние больных мышей не улучшалось.

Если с помощью РНК-интерференции «отключали» ген Rbm3 у больных мышей, охлаждение даже на ранних стадиях заболевания больше не помогало облегчить симптомы болезни. Таким образом, положительные эффекты холода на течение болезней нервной системы обеспечивались именно повышением уровня белка RBM3 в нервных клетках.

Чтобы проверить это напрямую, исследователи вводили в гиппокамп мышей дополнительные копии гена Rbm3, что позволяло увеличить наработку этого белка и без гипотермии. Оказалось, что увеличения концентрации RBM3 в клетках достаточно, чтобы воспроизвести нейропротективный эффект спячки и улучшить состояние животных с заболеваниями нервной системы.

Негативные эффекты прионных заболеваний и болезни Альцгеймера связаны в том числе и с утратой синапсов*. Она объясняется, по крайней мере отчасти, нарушениями процесса восстановления синапсов, который может быть полезен не только для того, чтобы «приходить в себя» после спячки, но и для того, чтобы бороться с заболеваниями нервной системы.

Теперь мы знаем, что белок RBM3 может помочь восстановлению синапсов и при нейродегенеративных заболеваниях. Дальнейшие исследования природных восстановительных способностей живых организмов могут принести нам еще много важных и полезных открытий.

  1. Arinell K., Sahdo B., Evans A.L., Arnemo J.M., Baandrup U., Fröbert O. (2012). Brown bears (Ursus arctos) seem resistant to atherosclerosis — despite highly elevated plasma lipids during hibernation and active state. Clin. Transl. Sci. 5, 269–272;;
  2. Popov V.I., Medvedev N.I., Patrushev I.V., Ignat’ev D.A., Morenkov E.D., Stewart M.G. (2008). Reversible reduction in dendritic spines in ca1 of rat and ground squirrel subjected to hypothermia–normothermia in vivo: A three-dimensional electron microscope study. Neuroscience, 152, 1145;
  3. http://biomolecula.ru#;
  4. Popov V.I. and Bocharova L.S. (1992). Hibernation-induced structural changes in synaptic contacts between mossy fibres and hippocampal pyramidal neurons. Neuroscience. 48, 53–62;;
  5. Zhang J., Kaasik K., Blackburn M.R., Lee C.C. (2006). Constant darkness is a circadian metabolic signal in mammals. Nature. 439, 340–343;;
  6. Lee C.C. (2008). Is human hibernation possible? Annu. Rev. Med. 59, 177–186;;
  7. Андреева О. и Тарасевич Г. «Почему мы не суслики». (2009). Русский репортер. 41;
  8. Peretti D., Bastide A., Radford H., Verity N., Molloy C., Martin M.G. et al. (2015). RBM3 mediates structural plasticity and protective effects of cooling in neurodegeneration. Nature. doi:10.1038/nature14142;
  9. Chip S., Zelmer A., Ogunshola O.O., Felderhoff-Mueser U., Nitsch C., Bührer C., Wellmann S. (2011). The RNA-binding protein RBM3 is involved in hypothermia induced neuroprotection. Neurobiol. Dis. 43, 388–396;;
  10. Как спасти Тринадцатую? (Перспективы лечения болезни Хантингтона);
  11. биомолекула: «Установлен механизм действия “белков-антифризов”»..

Источник: https://biomolecula.ru/articles/belok-kotoryi-pomogaet-vosstanavlivat-neironnye-sviazi-posle-spiachki-polezen-v-borbe-s-zabolevaniiami-nervnoi-sistemy

Нейродегенеративные заболевания – как процесс захватывает мозг

Общей чертой
нейродегенеративных заболеваний является накопление и распространение белковых
агрегатов.

Эти агрегаты имеют диаметр 8 – 20 нм и структуру, обогащённую участками
бета-складчатости, исключением являются агрегаты TDP-43,
формирующиеся при некоторых, не очень распространённых нейродегенеративных
заболеваниях, которые имеют гранулярную структуру.

Бета-амилоид, агрегаты tau, альфа-синуклеин, хантингтин, супероксид дисмутаза 1 (SOD1) и TDP-43 могут распространяться подобно
прионам, перестраивая нормальный белок в окружающих клетках в нерастворимый
полимер.

Важно

Хотя собственно агрегаты могут вызывать формирование фибрилл только
того же белка, из которого они состоят сами, из-за воспалительных процессов и
нарушений работы нервных клеток, сопровождающих нейродегенерацию, возможно формирование
фибрилл других, склонных к данному процессу белков, поэтому иногда при нейродегенеративных
заболеваниях находят агрегаты различных типов.

В молодых нервных клетках белки
с неправильной укладкой быстро разрушаются, чего не происходит в более старых
клетках, где начинают формироваться агрегаты. Формирование ядра агрегата –
медленный, по клеточным меркам, процесс.

Затем фибриллы растут достаточно
быстро, до того момента, когда из-за размера они перестают быть устойчивыми. Далее
начинается их распространение на соседние клетки, а, затем, и в достаточно
удалённые участки мозга.

Распространение белка tau из места введения в мозге
было показано у лабораторных мышей.

Однако такие модели на животных не
полностью отражают реальную ситуацию, имеющую место в мозге больного человека,
ведь длительный этап формирования ядер в них минуется (до сих пор нет единого
мнения о том, как начинается формирование агрегатов – в единственной клетке,
или одновременно во многих).

В цитоплазме нейронов
при болезни Паркинсона находят округлые включения белка – тельца Леви, основным
белком которых является альфа-синуклеин. Мутации и амплификации гена, кодирующего
этот белок являются причиной семейных случаев болезни Паркинсона.

В начале
заболевания тельца Леви можно обнаружить в нижней части ствола головного мозга
и а также в обонятельной луковице, затем они распространяются выше, к черной
субстанции и коре. В связи с этим происходит и возникновение новой симптоматики
– сначала возникают симптомы, связанные с нарушением движения, ригидностью мышц
и т.д.

, а затем, уже при поражении коры, нарушаются память и другие когнитивные
функции.

При болезни Альцгеймера
нейрофибриллярные клубки внутри клеток чаще находят в лимбе, и, на более поздних
стадиях, в коре, в коре же присутствуют отложения бета-амилоида,
распространяющиеся в подлежащие слои.

Совет

Накопление амилоида при болезни
Альцгеймера не сильно связано с тяжестью заболевания, напротив, формирование нейрофибриллярных
клубков внутри клеток напрямую связано с тяжестью симптоматики. Это и ряд
других наблюдений и экспериментов наводят на мысль, что не все патологические формы
белка одинаково опасны.

И действительно, было установлено, что ряд белков,
задействованных в формировании фибрилл при нейродегенеративных заболеваниях,
более опасен для клеток в префибриллярной форме.

Олигомеры одного и
того же белка у разных пациентов (не исключено, что у одного и того же тоже) могут
различаться по структуре и токсичности.

Агрегаты различных белков, тем более,
различаются по способности к распространению, например альфа-синуклеин проникает
в соседние клетки быстрее, чем агрегаты tau.

Отмечено было, что полученный в лаборатории синтетический амилоид менее склонен
к распространению, чем амилоид, полученный из мозга экспериментальных животных,
но это явление пока не получило объяснения.

Синуклеин и белок tau секретируются
нормальными нейронами, в частности, выделение альфа-синуклеина происходит в области синапсов. Описано их выделение в экзосомах. Синуклеин выводится
таким путём как в мономерной, так и в олигомерной форме. Однако, вероятно, фибриллярные
белки покидают клетки без какой-либо оболочки.

Развивающееся воспаление
приводит к активации процесса агрегации и гибели клеток с освобождением
агрегатов. Белки могут попадать в клетку в составе эндосом, и этот процесс
опосредован рецепторами, но, позже, выходят из них в цитоплазму.

Неполное расщепление
фибрилл в эндосомах ведёт к появлению олигомеров, что усиливает токсичность. Однако
это не единственный путь их поступления в клетку. Агрегаты SOD1 проникают в клетку в липидных островах путём неселективного
макропиноцитоза.

Обратите внимание

Фибриллы tau захватываются нейронами в культуре и вызывают перестройку структуры
tau в их
цитоплазме. В экспериментальных условиях были обнаружены кольцевые,
порообразующие формы альфа-синуклеина. Возможно, и хантингтин проходит мембрану,
напрямую проникая в цитоплазму. Не исключена передача фибрилл и по туннельным
нанотрубочкам.

Эти механизмы могут быть неселективными или частично
селективными. Нервные клетки способны защищать себя от воздействия токсичных белков
путём их накопления в цитоплазме в виде нетоксичных агрегатов, их расположение
в клетке может несколько различаться.

В частности, альфа-синуклеин откладывается
в теле и аксонах нейрона, а хантингтин – в ядре и цитоплазме, но слишком высокое
содержание таких агрегатов представляет угрозу для нормальной жизнедеятельности
клетки, и, в итоге, процесс распространения агрегатов продолжается.

Понимание процесса
распространения агрегатов поможет блокировать этот путь развития заболевания, например,
путём подавления рецепторов к этим агрегатам. Антитела могли бы блокировать
распространение агрегатов, но для этого они должны проходить
гематоэнцефалический барьер.

Кроме того, белки могут существовать в виде
различных структурных вариантов, поэтому важно, чтобы терапевтические антитела
взаимодействовали со всеми возможными вариантами, вовлечёнными в развитие
заболевания. Активация фагоцитоза в микроглии – возможная стратегия лечения,
поскольку она поглощает и разрушает агрегаты.

Лекарственные средства, делающие
мембраны более устойчивыми и блокирующие формирование экзосом могут быть
эффективны для предотвращения распространения белковых агрегатов, но какими
могут быть их побочные эффекты? Возможна иммунизация против агрегатов, и это тоже
перспективный путь борьбы с нейродегенеративными нарушениями.

Иммунизация
против белка tau позволила
улучшить состояние больных, но что произошло при этом на самом деле, пока не
ясно.

Скорее всего,
болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера не могут передаваться от человека к человеку.
Тем не менее, в лабораториях, где занимаются исследованием таких заболеваний,
предпринимаются строгие меры по защите персонала от воздействия аэрозолей
белков.

Важно

В те времена, когда ростовые гормоны можно было получить только из
мозга погибших доноров, использовался материал и от больных с болезнью
Паркинсона или болезнью Альцгеймера, но случаев распространения заболевания,
связанных с этим, описано не было (в отличие от настоящего прионного
заболевания – болезни Крейтцфельдта-Якоба).

Источник: http://lsciinprogress.blogspot.com/2014/08/blog-post_31.html

Микроглия или прионы: что лежит в основе пигментного ретинита?

Часто в качестве причин пигментного ретинита (дегенеративного заболевания сетчатки) называют проникновение в непосредственную близость к палочкам и колбочкам  клеток микроглии, которые и разрушают фоторецепторные клетки.

Новое исследование американских ученых, опубликованное в журнале Acta Neuropathologica Communications, заставляет усомниться в роли микроглии в развитии пигментного ретинита и показывает, что его реальной причиной могут быть инфекционные белки – прионы, а микроглия, наоборот, замедляет течение болезни.

Читайте также:  Что такое резонерство мышления - причины и примеры расстройства

Зелёным показаны клетки микроглии, красным — поражённые притонами фоторецепторы. Credit: James. F. Striebel/NIAID

Пигментный ретинит – это наследственное заболевание глаз, выражающееся в прогрессирующей утрате палочек в сетчатке, которое в конце концов может закончиться полной потерей зрения. Несмотря на то что пигментный ретинит представляет собой наиболее распространенную из дегенеративных заболеваний сетчатки, эффективных методов его лечения не существует и по сей день.

В основе заболевания, как показали многочисленные генетические исследования, лежат мутации, затрагивающие более полусотни генов, однако клеточные механизмы пигментного ретинита изучены слабо. Было показано, что при пигментном ретините в слои фоторецепторов сетчатки вторгаются клетки микроглии.

Активированная микроглия начинает фагоцитоз и, как считалось, и вызывала разрушения сетчатки.

Стоит, однако, отметить, что существует и другая точка зрения на причины болезни. Дегенеративная природа этого заболевания сближает его с прионными заболеваниями – группой нейродегенеративных недугов, которые вызывают инфекционные белки, известные как прионы.

Совет

Строго говоря, в неинфекционной форме прионы входят в состав нормальной нервной ткани.

Попав в организм, прионы в инфекционной форме резко увеличивают свою численность, придавая инфекционную конформацию (строение) своим ранее безобидным копиям, имеющимся в нейронах.

В результате постепенно в мозге накапливаются огромные количества нефункционального белка, делающие невозможной работу нервных клеток.

На данный момент прионные заболевания неизлечимы и всегда фатальны. Любопытно, что прионы могут выявляться и в сетчатке, поэтому появилась гипотеза, связывающая возникновение пигментного ретинита именно с ними.

Исследователи из Национальных институтов здравоохранения (США) решили разобраться, кто же виноват в пигментом ретините – микроглия или прионы? С помощью специального вещества они полностью уничтожили клетки микроглии у мышей с пигментным ретинитом, зараженных прионами. Оказалось, что несмотря на отсутствие микроглии пигментный ретинит продолжал прогрессировать, даже немного быстрее, чем у мышей, имеющих клетки микроглии.

Это наблюдение позволило ученым сделать вывод, что микроглия тут ни при чем, а интенсивное накопление новых молекул прионов вблизи сетчатки, происходившее одновременно с ее прогрессирующим разрушением, наталкивает на мысль, что пигментный ретинит – это еще одно прионное заболевание. Микроглия же, поглощая пораженные палочки и колбочки, наоборот, сдерживает распространение прионов.

Источник: http://neuronovosti.ru/mikrogliya-ili-priony-chto-lezhit-v-osnove-pigmentnogo-retinita/

Глава 8. Прионные болезни

В конце ХХ в. кроме известных микроорганизмов, в том числе
и вирусов, вызывающих инфекционные
болезни макроорганизмов, был обнаружен
возбудитель заболеваний нервной системы
животных и людей.

Американский биохимик
Прузинер (1982) на основании результатов
исследований установил, что возбудитель
не имеет нуклеиновых кислот и состоит
из низкомолекулярного белка (27-30 кД),
который он назвал инфекционным прионным
белком. В качестве инфекционной единицы
Прузинер предложил название «прион».

Термин «прион» образован из английских
слов proteinaceons
infections particles

белковая инфекционная частица. В
очищенных препаратах прион имел
палочковидные структуры (фибриллы)
диаметром 10-20 нм и длиной 100-200 нм, которые
состояли примерно из 1000 молекул прионного
белка.

Обратите внимание

Установлено, что
нормальный (клеточный) прионный белок
синтезируется во многих органах и тканях
человека и животных. Назначение приона
изучено недостаточно, но полагают, что
он необходим для функционирования
нейронов, межклеточного узнавания и
клеточной активации и т.д.

Ген, кодирующий
синтез прионного белка, картирован в
20 хромосоме у человека, во 2 – у мыши и
в 14 – у серебристо-черной лисицы. Ген
(прионного белка крысы имеет 1600 пар
нуклеотидов) представляет мозайчатую
структуру и состоит из экзонов и интронов.

Он транскрибируется полностью с
образованием предшественника иРНК, из
каждой удаляются интроны, а экзоны
соединяются и формируется зрелая иРНК,
которая транспортируется в цитоплазму
и на рибосомах обеспечивает синтез
белка.

Длина молекулы белка у человека
и различных животных составляет 252-264
аминокислотных остатков.

Нормальный прионный
белок превращается в инфекционный
прионный белок следующим образом: 1)
спонтанно; 2) под воздействии экзогенного
инфекционного прионного белка; 3) при
мутациях в кодирующей части гена
прионного белка.

Инфекционный прионный
белок обладает высокой устойчивостью
к неблагоприятным факторам внешней
среды (повышенная температура,
ультрафиолетовые лучи, свет, ионизирующая
радиация, дезинфектанты и др.).

Инфекционный прионный
белок у животных вызывает следующие
болезни: скрепи овец и коз, трансмиссивную
энцефалопатию норок, губкообразную
энцефалопатию крупного рогатого скота,
хроническую изнуряющую болезнь оленей
и лосей, губкообразную энцефалопатию
кошек и экзотических животных. Заболевание
происходит в возрасте от 16 до 40 лет.

Патогенез
прионных болезней на примере скрепи
овец происходит следующим образом:
оральная инфекция → репликация в
мононуклеарных фагоцитах → отсутствие
иммунного ответа → распространение с
кровотоком → внедрение в центральную
нервную систему (ЦНС) → репликация в
ЦНС → индукция амилоидоза → дегенерация
нервной ткани → клинический симптомокомплекс
→ смерть.

Сложность диагностики
прионных болезней заключается в
следующем: ретроспективная диагностики
невозможна, поскольку у больных животных
к возбудителю не образуются антитела;
иммунизация лабораторных животных
прионом с целью получения гипериммунных
диагностических антисывороток
малоэффективно, поскольку прионные
белки разных видов животных имеют почти
одинаковую структуру и поэтому трудно
получить антисыворотки с необходимым
титром антител; отсутствуют методы
прижизненной диагностики прионных
болезней, т.к. основная масса возбудителя
локализована в продолговатом мозгу
животного и он не выделяется в
спинно-мозговую жидкость, мочу или кровь
в количествах, достаточных для его
обнаружения.

Важно

Диагноз ставят на
основании прижизненных клинических
признаков и гистологических исследованиях
головного мозга (посмертно). В качестве
дополнительного приема пользуются
микроскопией с целью обнаружения в
экстрактах мозга больных животных
фибрилл, ассоциированных со скрейпи.

Разработка прижизненных
методов диагностики прионных заболеваний
является целью многих исследователей
во всем мире, но вместе с этим эта задача
пока практически оказалась неразрешенной.

В настоящее время
основным способом диагностики прионных
заболеваний остается лабораторное
исследование ткани головного мозга,
прежде всего его стволовой части, как
наиболее поражаемой.

Предложено и
применяется ряд лабораторных методов
посмертной диагностики болезней,
вызванных прионами: прижизненная
диагностика, гистопатологический метод,
иммуногистохимический метод,
иммунофлуоресцентный анализ,
иммуноферментный метод, электронная
микроскопия.

Прижизненная
диагностика
.

Так как при жизни до сих пор не предложено
специфических тестов для диагностики
прионных заболеваний, ветеринарный
врач должен обращать внимание, прежде
всего, на клинический статус животных
как перед отправкой их из хозяйства на
убой, так и на самом мясокомбинате при
приемке и перед подачей на переработку.
Прежде всего, необходимо обращать на
клинические признаки нейрологического
характера.

Несмотря на характерную
клиническую картину болезни. Прионные
заболевания следует дифференцировать
от ряда заболеваний инфекционной и
незаразной этиологии, имеющих сходные
клинические признаки.

В ранней стадии
развития клинических признаков болезни
ее, прежде всего, необходимо дифференцировать
от классического бешенства, листериоза,
нервных форм кетоза и различных
отравлений.

Как известно при острых
инфекционных заболеваниях практически
всегда отмечается подъем температуры
и отсутствие аппетита, а, например, при
губчатой энцефалопатии температура и
аппетит сохраняются в норме на всем
протяжении болезни.

Совет

Кроме того, выделение
возбудителя того или иного инфекционного
заболевания дифференцируют их от
прионных заболеваний.

Учитывается
эпизоотическая ситуация.

Гистопатологический
метод. В основе этого метода лежит
обнаружение в головном мозге вакуолей.
Метод заключается в обычном гистологическом
исследовании препаратов мозга, где
развивается патология прионной инфекции.

Под микроскопом наблюдается ряд
гистологических изменений: клеточные
реакции (отсутствие воспаления), признаки
церебрального милоидоза, в том числе
образование характерных амилоидных
бляшек.

Совокупность этих признаков
может быть использована для подтверждения
клинического диагноза прионной инфекции.

Для получения
окончательного результата с помощью
данного метода требуется не менее 16
дней, из которых 14 дней уходит на фиксацию
тканей. В связи с относительной простотой
выполнения гистопатологического метода
он является широко используемым методом
диагностики.

Иммуногистохимический
метод. Этот метод основан на обнаружении
скоплений патогенной изоформы прионного
белка в перикорионных и отростках
нейронов, а также скоплений между
глиальными клетками.

Сначала проводится
предварительная обработка препаратов
с целью разрушения антигенности
нормального приона и повышения ее у
патогенного прионного белка. Стандартная
процедура для этих целей включает
инкубирование кусочков ткани в
концентрированной муравьиной кислоте
в течение 20 минут с последующим
автоклавированием.

Далее проводится
обычная процедура иммуногистохимического
окрашивания. Анализ препаратов позволяет
обнаружить крупные рассеянные скопления
патогенного прионного белка.

Обратите внимание

Учитывая сложность
получения антисывороток к патогенным
прионным белкам, обычно получают
поликлональные антисыворотки к
синтетическим пептидам или моноклональные
антитела. В последние годы на их основе
разработано несколько выскочувствительных
методов (иммунофлуоресцирующий и
иммуноферментный методы).

Иммунофлуоресцентный
метод. Этот метод является одним из
быстрых тестов, рекомендованных
Европейской комиссией ЕЭС.

Сущность
метода состоит в следующем: участок
головного или шейного отдела мозга
массой 0,5 г гомогенизируют, обрабатывают
в полиакриламидный гель.

После
элекрофоретического разделения белки
распределяются на мембране и приона
обнаруживают, используя запатентованные
моноклональные антитела 6НЧ с последующей
люминесцентной микроскопией.
Чувствительность 100 %, продолжительность
процедуры 7-8 часов.

Иммуноферментный
метод. Суть заключается в следующем. От
образца шейного отдела спинного мозга
больных животных отбирают пробу массой
0,5 г, которую гомогенизируют, а затем
подвергают обработке протеазой для
разрушения нормального прионного белка.
Затем пробы помещают в лунки плашек.

После адсорбции наслаивают антитела к
пептиду – фрагменту патогенного прионного
белка, затем антитела, меченные
пероксидазой. Хемилюминесцентный
реагент взаимодействует с пероксидазой
с образованием светового сигнала,
интенсивность которого измеряют в
хемилюминометре при длине волны 450 нм.

Образцы с оптической
плотностью выше или равной пороговой
величине (0,060+0,09=0,150) рассматриваются
как исходно положительные и анализируются
повторно в параллелях, прежде чем вынести
окончательное заключение.

Ложноположительные
реакции мозга были получены на основе
недостаточно размельченных гомогенатов
или приготовленных из неправильно
хранившихся нервных тканей. Для увеличения
эффективности этих диагностических
методов в повседневную практику,
необходимо усовершенствовать методы
получения и оценки антисывороток и
провести оценку методологии с целью ее
стандартизации.

Важно

Электронно-микроскопический
метод. При выполнении этого метода
необходимо концентрирование патогенного
прионного белка путем многократного
высокоскоростного ультрацентрифугирования
при 200000 д в течение 2 ч с последующей
обработкой протеазой и оценкой под
электронным микроскопом. Вся процедура
занимает около 2 дней.

Биологические пробы.
Биологические методы тестирования
подразделяются на способы культивирования
in vitro на клеточных культурах и животных.
Биопроба на мышах пока единственный
практический способ обнаружения
инфекционных агентов, вызывающих
трансмиссивную губкообразную энцефалопатию
крупного рогатого скота и др.

Единственным
способом, позволяющим определить степень
инфекционности биологического материала,
является его внутрицеребральная
инокуляция лабораторным животным.

Инфекционный титр можно определить по
ЛД50:
эта техника может считаться
высокочувствительной, поскольку с ее
помощью можно обнаружить минимального
количества патогенного прионного белка.
Однако эта методика требует длительного
времени (инкубационные периоды длятся
несколько месяцев).

Методика дорогостоящая
и не дает 100 % гарантии. В действительности,
штамм трансмиссивного возбудителя
из-за видового различия может и не
вызвать заболевания в экспериментальной
модели с первого пассажа.

При дифференциальной
диагностике

необходимо учитывать следующие группы
заболеваний: болезни, проявляющиеся
нервными явлениями (беенство, болезнь
Ауески, листериоз, нервная форма
инфекционного ринотрахеита, злокачественная
катаральная горячка, энцефалиты
различного происхождения); неконтагионые
токсикоинфекции (столбняк, ботулизм);
метаболические заболевания (гипокальциемия,
гипомагнезия, пастбищная тетания и
др.); отравления (свинец, мышьяк, ртуть,
ФОСы, карбаматы).

Иммунитет.
Не формируется.

Специфическая
профилактика
.
Отсутствует.

Профилактика.

В благополучных странах основой
профилактики являются: 1) недопущение
завоза из неблагополучных зон или стран
племенного скота, мяса, консервов,
субпродуктов и полуфабрикатов, мясокостной
муки, спермы, эмбрионов, технического
жира, кишечного сырья и других продуктов
и кормов животного происхождения от
жвачных; 2) тщательный контроль за
покупками племенного скота и биологических
тканей, особенно из неблагополучных
стран; 3) запрет скармливания жвачным
мясокостной и костной муки от крупного
рогатого скота и овец; 4) запрет на
использование кормов и кормовых добавок
неизвестного происхождения; 5) тщательная
диагностика при любом подозрительном
случае и лабораторный мониторинг проб
мозга убойного крупного рогатого скота,
особенно от животных старше 3 лет.

Лечение.
Не разработано.

Меры борьбы.
В неблагополучных странах запрещено
добавлять животные белки в корм жвачным,
биоткани – в рационы животных, использовать
бычьи субпродукты в биологической и
пищевой промышленности и т.д. Проводят
диагностику ГЭ-КРС больных животных и
уничтожение туш.

Применяют жесткие
методы стерилизации и дезинфекции.

Патологический материал, посуду,
инструменты, спецодежду обеззараживают
одним из следующих способов:
автоклавированием при избыточном
давлении (134ºС) не менее 20 мин; выдерживанием
в течение 12 ч в одном из растворов – 4 %
гидроксида натрия, 2 % гипохлорита натрия,
5 % хлорной извести; сжиганием в упакованном
виде одноразового инструментария и
посуды.

В Великобритании
указанные строгие меры позволили резко
снизить заболеваемость и оздоровить
ряд районов страны.

Источник: https://StudFiles.net/preview/1697043/page:64/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector