Twoja wyszukiwarka

MAŁGORZATA PAWLICKA-YAMAZAKI
ODNALEŹĆ SZALONĄ KROWĘ
Wiedza i Życie nr 6/1996
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 6/1996

Ciężka choroba bydła wzbudziła wielkie emocje nie tylko na Wyspach Brytyjskich. Postulat wybicia angielskich stad zgłaszały znacznie poważniejsze gremia niż sami przerażeni amatorzy krwistych befsztyków. Niebawem okaże się, czy zginąć muszą wszystkie zwierzęta.

Czy priony krowie zarażają ludzi?
Owcze priony nie powodują choroby szalonych krów?

Widmo ciężkiej choroby mózgu, nieuleczalnej i nieuchronnie prowadzącej do śmierci, spędza sen z powiek wszystkim konsumentom brytyjskiej wołowiny od marca br., kiedy to tamtejsze ministerstwo oficjalnie uznało za wiążącą opinię naukowców wskazujących na związek między jedzeniem zakażonej wołowiny a chorobą Creuzfeldta-Jakoba. O tym, że czynnik zakaźny powodujący chorobę szalonych krów (po angielsku - bovine spongiform encephalopathy: BSE) może być również groźny dla ludzi, mówiono już w Wielkiej Brytanii w latach osiemdziesiątych, gdy BSE przybrała rozmiary epidemii. Wytrzebiono wówczas ponad 150 000 zwierząt, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się choroby.

Naukowcy są niemal pewni, że jedzenie zarażonego wołowego mózgu i rdzenia kręgowego powoduje nieuleczalną chorobę mózgu u ludzi. Ciągle nie wiadomo, czy takimi samymi konsekwencjami grozi zjedzenie befsztyku z chorego zwierzęcia

Obecnie masowa rzeź bydła stała się jeszcze bardziej realna. Przewodniczący komisji rządowej ds. choroby szalonych krów wnioskował o zlikwidowanie wszystkich sztuk urodzonych na przełomie lat 1990 i 1991, które, mimo oficjalnych zakazów, karmiono preparatem białkowym pochodzącym z mięsa owiec, prawdopodobnie zarażonych chorobą skrapie (zbliżoną do BSE). Pojawiła się jednak nadzieja dla niektórych krów - angielski tygodnik popularnonaukowy "New Scientist" opublikował na początku kwietnia br. informację o opracowywaniu testu, który umożliwi wyselekcjonowanie zwierząt chorych na BSE.

WSZYSTKIEMU WINNE PRIONY

Przyczyną tej choroby, podobnie jak atakującej ludzi choroby Creutzfeldta-Jakoba (CJD), są tzw. priony. Różnią się one zasadniczo od wszelkich innych czynników zakaźnych - wirusów, grzybów i bakterii - zdaniem większości badaczy priony nie zawierają bowiem śladu żadnego kwasu nukleinowego, który wszystkim tym patogenom umożliwia namnażanie i rozprzestrzenianie się (patrz: "Wiedza i Życie" 9/1995 oraz "Świat Nauki" 3/1995). Prion, jak twierdzą, jest czystym białkiem obecnym zawsze w komórkach w prawidłowej postaci (tzw. PrPc - komórkowego prionu), które wskutek nagłej zmiany swojej budowy przestrzennej nabiera cech patologicznych (stając się tzw. PrPSc - prionem powodujących skrapie) i przekazuje tę zmianę kolejnym cząsteczkom tego białka. Jego "powielanie się" (choć nie jest to produkowanie nowych cząsteczek, a zaledwie zmiana konformacji cząsteczek już występujących w komórce) ma charakter czysto strukturalny. Tak przynajmniej twierdzi odkrywca prionów - S. B. Prusiner, który nadał im taką nazwę od słów: proteinaceous infectious particle. Hipoteza ta nie wyjaśnia niestety, dlaczego różne "szczepy" prionów wywołują inne objawy chorobowe u różnych szczepów myszy niosących jednak tę samą kopię genu kodującego komórkowe białko prionowe (PrPc). Dlatego nie brak głosów, że prionom towarzyszą jakieś niewielkie odcinki kwasu nukleinowego i próby odnalezienia takich cząsteczek nie ustają.

Przypadki BSE wśród brytyjskiego bydła w latach 1988-1996

Zmienione strukturalnie cząsteczki białka prionowego występującego w komórkach nerwowych zlepiają się, tworząc charakterystyczne złogi, co powoduje uszkodzenie komórek i prowadzi do ubytków tkanki mózgowej. Tak zmieniony, "dziurawy" mózg przypomina gąbkę, stąd nazwa tej choroby - gąbczasta encefalopatia.

Prionów nie można wykryć ani we krwi, ani w płynie mózgowo-rdzeniowym u zarażonych zwierząt lub ludzi. Patogenne priony są też cząsteczkami słabo immunogennymi, co oznacza, że nie powodują pojawienia się wykrywalnych ilości specyficznych dla siebie przeciwciał, co można by wykorzystać w diagnostyce. Dlatego jak dotąd pewne rozpoznanie umożliwiało dopiero badanie histopatologiczne mózgu przeprowadzane po śmierci człowieka lub zwierzęcia. Inną metodą jest wstrzyknięcie chorej tkanki do mózgu myszy i sprawdzenie, czy zwierzę to zachoruje. Ponieważ okres inkubacji jest bardzo długi (u zwierząt od roku do kilku lat) dla celów diagnostycznych metoda ta jest nieużyteczna.

NIEODŁĄCZNY WSKAŹNIK

Poszukiwania testu umożliwiającego rozpoznanie CJD, rozpoczęto już na początku lat osiemdziesiątych. Michael Harrington, pracujący obecnie w California Institute of Technology w Pasadenie, oraz Clarence Gibbs ze współpracownikami z Narodowych Instytutów Zdrowia (National Institutes of Health - NIH) w Bethesda, postanowili szukać jakiegoś wskaźnika tej choroby, np. białka, które nie jest przyczyną, lecz towarzyszy schorzeniu i może stać się cenną wskazówką diagnostyczną. Badania takie są niezmiernie żmudne i porównać je można do poszukiwań igły w stogu siana.

Ofiarą prionów jest mózg, którego postępująca degeneracja powoduje ciężkie zaburzenia psychiczne i ruchowe oraz nieuchronnie prowadzi do śmierci (za: "New Scientist" 30.03.1996)

Sześć lat pracy przyniosło jednak pożądany rezultat - zespół ten odnalazł dwa białka o masie cząsteczkowej 130 kD oraz 131 kD występujące w płynie mózgowo-rdzeniowym osób chorych na CJD i nieobecne u żadnego zdrowego pacjenta. Stwierdzono ponadto, że białka te nie są najprawdopodobniej niespecyficznym efektem uszkodzeń tkanki mózgowej - skoro spośród 400 przebadanych osób z różnym stopniem uszkodzeń mózgu, m.in. chorobą Alzheimera i chorobą Parkinsona, znaleziono je tylko u 5. Był to jednak dopiero pierwszy krok w poszukiwaniach użytecznej metody diagnostycznej. Choć obecność tego białka można było stwierdzić z całą pewnością w badanych próbkach, wymagało to jednak skomplikowanego sprzętu, sztabu specjalistów i zabierało kilka dni dla każdego pacjenta. Metoda ta więc nie miała szans na szerokie i praktyczne zastosowanie.

WYGODNY I SZYBKI TEST DIAGNOSTYCZNY

Aż 10 lat trwały próby wyizolowania białek 130 i 131. Było to tak trudne, dlatego że występują one w płynie mózgowo-rdzeniowym w śladowych ilościach. Kiedy wreszcie udało się je odnaleźć, dalsze kroki były oczywiste dla naukowców - białka wszczepiono zwierzętom laboratoryjnym, aby uzyskać specyficzne przeciwciała łączące się z nimi. Dzięki połączeniu przeciwciał z fluoryzującym barwnikiem można błyskawicznie stwierdzić występowanie białka wskaźnikowego w badanej próbce płynu mózgowo-rdzeniowego.

Znajomość specyficznych przeciwciał umożliwia opracowanie prostego zestawu do szybkiego badania próbek. Będzie to zapewne zestaw zbliżony do takiego, jaki wykorzystuje się w badaniach krwi na obecność wirusa HIV - na tyle łatwy w obsłudze, że radzi sobie z nim personel każdego laboratorium analitycznego. Zdaniem badaczy, jeśli test okaże się właściwy także w przypadku zwierzęcych chorób prionowych, zaledwie 2-3 osoby będą mogły przebadać w ten sposób 400-500 sztuk bydła w ciągu jednego dnia.

Twórcy testu nie mają żadnych wątpliwości co do jego wiarygodności w przypadku chorób ludzi, do sprawdzenia pozostaje jednak, czy w przypadku zwierząt wyniki są równie jednoznaczne. Trzeba ponadto sprawdzić, od jakiego czasu po zarażeniu białka wskaźnikowe są wykrywalne w płynie mózgowo-rdzeniowym chorych zwierząt. Jeśli test okaże się niezawodny, całe stada niezarażonych krów unikną zagłady.

SZANSA DLA NOWYCH TERAPII CJD

Możliwość odróżnienia choroby Creutzfeldta-Jakoba od innych chorób degeneracyjnych mózgu będzie miała również duże znaczenie w leczeniu ludzi. CJD jest co prawda bardzo rzadka - zapada na nią jedna osoba na milion - i nie ma jak dotąd metod umożliwiających powstrzymanie jej bądź wyleczenie. Nie znany jest też dotychczas ani jeden przypadek przeniesienia jej w obrębie rodziny bądź wśród osób opiekujących się chorymi. Powodują ją najczęściej nagłe zmiany struktury białka prionowego o niewyjaśnionym podłożu - aż 90% przypadków to tzw. choroba pojawiająca się "sporadycznie". Może być także uwarunkowana genetycznie (jako efekt mutacji genu kodującego białko prionowe) - są takie populacje, jak np. libijscy imigraci w Izraelu, u których choroba ta występuje dziesięciokrotnie częściej niż w całej populacji. Inną drogą zarażenia są tzw. czynniki jatrogenne, czyli spodowane zabiegami medycznymi, w tym przypadku związane z wykorzystaniem w leczeniu ludzkich tkanek. Chorobę tę stwierdzono np. u osób leczonych ludzkim hormonem wzrostu uzyskiwanym z przysadek mózgowych osób zmarłych. Obecnie hormon ten pochodzący z autoryzowanych firm farmaceutycznych jest już zupełnie bezpieczny, produkuje się go bowiem metodami inżynierii genetycznej w hodowlach bakteryjnych. Innym źródłem zarażenia są przeszczepy - np. rogówki lub opony twardej.

Wzrost liczby zgonów na chorobę Creutzfeldta-Jakoba w Anglii i Walii w latach 1980-94. Wzrost liczby zgonów następuje z dwu-trzyletnim opóźnieniem w stosunku do okresu wybuchu choroby BSE wśród bydła. Zdaniem specjalistów może to być zaledwie początek epidemii wśród ludzi

Test wykrywający chorobę Creutzfeldta-Jakoba będzie mimo wszystko ogromnie użyteczny - stwierdzenie występowania CJD umożliwi personelowi medycznemu przedsięwzięcie odpowiednich środków ostrożności przy obchodzeniu się z zarażonymi tkankami. Uzyskanie przeciwciał przeciwko białkom 130 i 131 otworzy również dodatkowe możliwości badawcze dla naukowców, którzy będą mogli w ten sposób śledzić wyniki opracowywanych metod leczenia choroby Creutzfeldta-Jakoba oraz sprawdzać, czy stosowane środki spowalniają jej rozwój.

Opracowanie testu wykrywającego choroby prionowe będzie kolejnym zwycięstwem nauki nad rozmaitymi śmiertelnie groźnymi czynnikami, jakich nie skąpi nam natura. Wiedza nie tylko chroni nas przed zagrożeniami z zewnątrz - pozwala również powstrzymać lęk przed nieznanym, który tak łatwo przeradza się w panikę niszczącą normalne życie.

CZY PRIONY KROWIE ZARAŻAJĄ LUDZI?

Alarmującą wiadomość na temat związku między chorobą prionową krów i ludzi angielscy eksperci rządowi podali po zbadaniu 10 przypadków śmierci młodych osób zmarłych ostatnio z powodu CJD. Przed zależnością taką ostrzegali już w roku 1986, kiedy po raz pierwszy zdiagnozowano BSE jako chorobę prionową, jednak ich opinie nie spotkały się z właściwą uwagą ośrodków decyzyjnych. A obawy te wydawały się wielce uzasadnione choćby w świetle wiedzy na temat powodowanej również przez priony tzw. choroby kuru występującej wśród członków plemienia Fore zamieszkującego Nową Gwineę. Jeszcze do lat czterdziestych XX w. spożywali oni w celach rytualnych mózgi swoich zmarłych krewnych, a od kiedy zaniechali tego obyczaju, choroba kuru zniknęła.

Zdaniem specjalistów zagrożenie ludzi zaczęło istotnie spadać od 1989 r., kiedy rząd brytyjski nakazał wycofać wołowy mózg i rdzeń kręgowy ze sprzedaży dla celów konsumpcyjnych. Niemniej jednak oceniają, że ze względu na długi okres wylęgania się choroby liczba przypadków wśród ludzi może wzrosnąć i obawiają się, że znane dotychczas przypadki to dopiero początek.

Na obronę brytyjskiego rządu można przytoczyć doniesienie na temat uspokajających wyników badań "zakaźności" bydlęcych prionów, jakie ukazało się w grudniu zeszłego roku w angielskim czasopiśmie naukowym "Nature". Londyńscy badacze sprawdzali podatność zwierząt na zarażenie chorobą prionową, wykorzystując transgeniczne myszy z wbudowanym ludzkim genem kodującym białko prionowe. Kiedy takim "człeko-myszom" podawano do mózgu homogenat tkanki mózgowej pobranej od osób zmarłych na chorobę Creutzfeldta-Jakoba, myszy te umierały wcześniej niż myszy kontrolne ( bez ludzkiego genu PrPc) . Gdy jednak myszom wszczepiano homogenaty z zarażonych BSE mózgów bydlęcych - zwierzęta z ludzkim genem nie ginęły wcześniej niż kontrolne. Naukowcy uznali więc, że podatność myszy na BSE związana jest z obecnością ich własnego, mysiego białka prionowego.

Krytycy tego eksperymentu twierdzili wprawdzie, że nie wystarczy zmienić myszy jednego genu, by uczynić z niej człowieka, a i sami autorzy pracy zastrzegali, że na pewność jeszcze za wcześnie, niemniej wyniki te mogły utwierdzać brytyjskich decydentów w słuszności zaniechania przez nich intensywnych działań związanych z epidemią choroby szalonych krów. Okazało się jednak, że po zaledwie trzech miesiącach wyniki te zanegowała inna grupa naukowców brytyjskich, którzy skoncetrowali się na badaniu konkretnych przypadków tej choroby u ludzi.

Za powiązaniem badanych 10 przypadków CJD u ludzi młodych z chorobą szalonych krów przemawiało kilka ważkich argumentów. Znane wcześniej przypadki dotyczyły raczej osób starszych - okres wylęgania się tej choroby trwa zwykle ponad 20 lat, stąd na CJD umierali zwykle ludzie starsi (średnio 63 letni). Ostatnie przypadki natomiast to osoby zdecydowanie młodsze - 18-41 letnie. Ponadto typowa choroba Creutzfeldta-Jakoba zaczyna się od kłopotów z pamięcią i występowania różnych dziwacznych zachowań, w tym wypadku zazwyczaj pojawiały się stany depresyjne i niepokój. Także rozwój choroby przebiegał inaczej - typowa CJD trwa około pół roku, w analizowanych przypadkach rozwój choroby postępował wyjątkowo wolno i śmierć następowała po 13 miesiącach. Tym jednak, co przesądziło o wydaniu alarmującego orzeczenia był charakterystryczny układ złogów białka prionowego w mózgach. Każda z chorób prionowych powoduje odkładanie się w tkance mózgowej zlepionych cząstek tego białka o układzie równie łatwo odróżnialnym dla specjalistów, jak odciski palców. Każdy ze "szczepów" prionów powodujących różne odmiany skrapie u owiec zostawia wyraźnie różniące się między sobą skupiska w ich mózgach. BSE powoduje powstawanie dużych, łatwo widocznych złogów identycznych u każdego zarażonego zwierzęcia - także u innych gatunków, zarażanych eksperymentalnie. Naukowcy uważają, że stałość kształtu tych złogów jest wynikiem jednorodnego źródła czynnika zakaźnego - prawdopodobnie przyczyną BSE jest jakiś jeden "szczep" prionów owczych, który przetrwał techniki przygotowawcze stosowane podczas produkcji karmy.

Ostateczną odpowiedź na pytanie o przyczynę śmierci tych 10 osób rozstrzygnie badanie na myszach. Jeśli u zwierząt, którym poda się do mózgu tkankę pobraną od zmarłych, rozwinie się BSE odpowiedź będzie oczywista. Trzeba na nią poczekać co najmniej rok. Czasu tego jednak nie można zmarnować.

Duże nadzieje na szybki postęp badań wiąże się ze zsyntetyzowaniem czystego białka prionowego w warunkach laboratoryjnych (pracę na ten temat opublikował "Journal of Virology" w sierpniu ub.r.). Stosując metody inżynierii genetycznej, współpracujący ze sobą naukowcy niemieccy i brytyjscy uzyskali komórkowe białko prionowe pochodzące od chomika syberyjskiego m.in. w komórkach bakterii Escherichia coli w ilościach wystarczających dla licznych doświadczeń. Zastosowali oni metodę stabilizowania tego białka inną cząsteczką białkową (enzymem S-transferazą glutationu - GST). Uzyskanie czystego białka prionowego umożliwi wiele badań ważnych dla zrozumienia mechanizmu rozwoju powodowanej przez nie choroby. Pozwoli także na sprawdzenie, czy istotnie czynnikiem zakaźnym jest wyłącznie prion. Jeśli uda się uzyskać patogenną formę tego białka i po podaniu myszom stwierdzi że zwierzęta te zachorowały, może się to stać koronnym argumentem na rzecz hipotezy Prusinera. A wtedy już nikt nie będzie szukał w prionach kwasów nukleinowych.
Do początku artykułu...

OWCZE PRIONY NIE POWODUJĄ CHOROBY SZALONYCH KRÓW?

Najnowsze doniesienie amerykańskich naukowców cytowane w "New Scientist" z 13 kwietnia br., podważa dotychczasowe przekonania o przyczynach BSE. Badacze ci stwierdzili, że krowy, którym poda się homogenat mózgów owiec chorych na skrapie, zapadały wprawdzie na chorobę prionową, nie było to jednak wcale BSE. Chore zwierzęta w tym wypadku nie zachowywały się w sposób charakterystyczny dla "szalonych krów" ani też obraz patologicznych zmian w ich mózgach nie odpowiadał obrazowi BSE. Naukowcy uważają, że źródłem tej choroby mogły być przypadkowe, sporadyczne zmiany białka prionowego u nielicznych krów. Odpady rzeźnego bydła również dodawane były do karmy, tą drogą więc priony BSE mogły rozprzestrzenić się wśród stad hodowlanych. Jeśli tak było w istocie, to kroki podjęte ostatnio przez brytyjskie ministerstwo rolnictwa nie mają większego znaczenia dla przeciwdziałania epidemii BSE.
Do początku artykułu...

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykule:
Priony ujawniają swoje tajemnice