Το παθογόνο της νόσου των τρελών αγελάδων, στη διαδρομή
Χημικοί στο ETH της Ζυρίχης και TU Μόναχο κατάφεραν για πρώτη φορά να παράγει τεχνητά μια αγκυροβολημένα πριόν. Έτσι, παρέχουν την έρευνα πριονιών που πιθανώς μια νέα βάση για να αναδυθεί ως ΣΕΒ ή την ασθένεια Creutzfeldt-Jacob.
Στα μέσα της δεκαετίας του 90, η ασθένεια τρελών αγελάδων ήταν στα χείλη όλων και το νούμερο ένα θέμα των μέσων ενημέρωσης. Το ανησυχητικό πράγμα για την ασθένεια των ζώων ήταν η εικασία; ότι μια παραλλαγή της θανατηφόρας νόσου Creutzfeldt-Jakob (vCJD) στον άνθρωπο προκαλείται από την κατανάλωση βοείου κρέατος μολυσμένου με ΣΕΒ. Και στα δύο είδη, οι ασθένειες οδηγούν σε εκφυλισμό του εγκεφάλου. Η έρευνα έχει από καιρό υποθέσει ότι τα εσφαλμένα διπλωμένα πρίον είναι υπεύθυνα για αυτό. Παρόλο που η ΣΕΒ και το CJD έχουν ηρεμήσει, οι ασθένειες που σχετίζονται με πριόν δεν είναι ακόμη θεραπευτικές.
Κανονικά και ανώμαλα πρίον
Τα κανονικά πρίον είναι σχετικά απλές πρωτεΐνες που βρίσκονται φυσικά στον εγκεφαλικό ιστό. Τα νέα ερευνητικά αποτελέσματα δείχνουν ακόμη και ότι τα πρίον παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη νέων νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα πρίον έχουν αβλαβή δομή. Δεν είναι ακόμη σαφές γιατί αυτές οι πρωτεΐνες αλλάζουν ξαφνικά τη δομή τους και έτσι καθιστούν τον οργανισμό-φορέα, όπως αγελάδα, πρόβατα ή ανθρώπους, άρρωστους.
Η έρευνα υποψιάζεται ότι μερικά από τα πρίον, οι γλυκοσυλοφωσφατιδυλοσινοτόλες, GPI για συντομία. Το GPI αποτελείται από υπολείμματα ζάχαρης και λίπους και αγκυροβόλησης στην επιφάνεια των κυττάρων.
Αυτή η άγκυρα GPI μπορεί να είναι υπεύθυνη για ένα prion που αλλάζει τη δομή του και ακόμη και να αναγκάζει άλλα prion να διπλώσουν διαφορετικά. Το αποτέλεσμα είναι πολλά ανώμαλα πρίον που συσσωρεύονται και βλάπτουν τον εγκέφαλο.
Για πρώτη φορά, ένα τεχνητό μοριακό σύμπλοκο
Μέχρι στιγμής, ωστόσο, δεν ήταν δυνατόν να απομονωθούν εντελώς αυτά τα περίπλοκα, αγκυροβολημένα πριόνια από φυσικά συστήματα.
Επομένως, η έρευνα έπρεπε να είναι ικανοποιημένη με την εξέταση των ασυνήθιστων παθογόνων παραγόντων χωρίς άγκυρες, προκειμένου να κατανοηθεί καλύτερα η δομή, η λειτουργία, η σταθερότητα και η αναδίπλωσή τους. Το πρόβλημα με αυτό: τα απλά πριόνια χωρίς αγκύρωση δεν σε κάνουν να αρρωσταίνεις. Είναι επομένως ζωτικής σημασίας για την έρευνα prion να είναι σε θέση να αναλύει prion με μια άγκυρα GPI.
Μια λύση προσφέρεται τώρα από μια γερμανική-ελβετική ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Peter Seeberger, τον καθηγητή οργανικής χημείας ETH και τον Christian Becker, καθηγητή στο εργαστήριο πρωτεΐνης χημείας στο TU Munich.
Για πρώτη φορά, κατάφεραν να αναδημιουργήσουν τεχνητά το σύνθετο μοριακό σύμπλεγμα στο εργαστήριο. Η ομάδα του Seeberger συνέθεσε την άγκυρα GPI, η ομάδα του Beckers συνέθεσε το πρίον. Μετά από αυτό, τα δύο υφάσματα ενώθηκαν και ολοκληρώθηκαν σε ένα σύνολο.
"Η σύνθεση της άγκυρας GPI είναι ένα ορόσημο για τη χημεία, διότι ανοίγει νέες δυνατότητες και γνώσεις για έρευνα", τονίζει ο Seeberger.
Τέχνη ως εργαλείο
Οι αρχικές δοκιμές δείχνουν στους ερευνητές ότι έχουν δημιουργήσει το «σωστό» μόριο. Το τεχνητό πρίον και το GPI του μπορούν να αγκυρωθούν στις κυτταρικές μεμβράνες. Με τη βοήθεια του τεχνητού μοριακού συμπλόκου, οι ερευνητές prion μπορούν να εξετάσουν λεπτομερέστερα τον ρόλο της αγκύρωσης GPI.
Με αυτόν τον τρόπο, ενδέχεται να είναι δυνατόν στο μέλλον να διευκρινιστεί εάν το GPI έχει πράγματι επιρροή στην αναδίπλωση του πρίον και εάν συμβάλλει στο γεγονός ότι τα πρίον ξαφνικά επηρεάζουν αρνητικά το ένα το άλλο. "Αυτό θα είναι το έργο των prion ερευνητών που συνεργάζονται με τον καθηγητή Adriano Aguzzi από το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Ζυρίχης, στον οποίο τώρα δίνουμε τα κατάλληλα εργαλεία με τα μόριά μας", λέει ο καθηγητής του ETH Peter Seeberger.
λογοτεχνική αναφορά
Becker CFW, Liu X, Olschewski D, Castelli R, Seidel R, Seeberger PH: Semisynthesis of a Glycosylphos-phatidylinositol-Anchored Prion Protein, Angewandte Chemie, Volume 47, Issue 43, Pages 8215-8219; doi: 10.1002 / anie.200802161
Πηγή: Ζυρίχη [ETH]
