Na stope pôvodcu choroby šialených kráv
Chemikmi z ETH Zürich a Technickej univerzity v Mníchove sa prvýkrát podarilo umelo vyrobiť ukotvený prión. Môžu tak poskytnúť nový základ pre výskum priónov s cieľom zistiť, ako sa vyvíja BSE alebo Creutzfeldt-Jacobova choroba.
V polovici 90. rokov bola choroba šialených kráv na perách každého a bola mediálnou témou číslo jeden. Najznepokojivejšou vecou na chorobe zvierat bol predpoklad? že variant smrteľnej Creutzfeldt-Jakobovej choroby (vCJD) je u ľudí spôsobený konzumáciou hovädzieho mäsa kontaminovaného BSE. U oboch druhov spôsobujú choroby degeneráciu mozgu. Výskum už dlho predpokladal, že za to môžu nesprávne poskladané prióny. Aj keď sa BSE a CJD stali tichšími, stále neexistuje žiadny liek na choroby súvisiace s priónmi.
Normálne a abnormálne prióny
Normálne prióny sú relatívne jednoduché proteíny, ktoré sa prirodzene vyskytujú v mozgovom tkanive. Nový výskum dokonca naznačuje, že prióny hrajú dôležitú úlohu pri vývoji nových nervových buniek v mozgu. Vo väčšine prípadov majú prióny neškodnú štruktúru. Stále nie je jasné, prečo tieto proteíny náhle zmenia svoju štruktúru a tým spôsobia chorobu nosného organizmu, ako je krava, ovca alebo človek.
Výskum predpokladá, že niektoré z priónov sú glykozylfosfatidylinozitoly alebo skrátene GPI. GPI pozostávajú zo zvyškov cukru a tuku a kotviacich priónov na povrchu bunky.
Toto ukotvenie GPI môže byť zodpovedné za to, že prión zmení svoju štruktúru a dokonca spôsobí, že sa iné prióny zložia inak. Výsledkom je veľa abnormálnych priónov, ktoré sa zhlukujú a poškodia mozog.
Prvýkrát umelý molekulárny komplex
Tieto komplikované, ukotvené prióny sa však zatiaľ nepodarilo úplne izolovať od prírodných systémov.
Výskumníci sa preto museli uspokojiť so štúdiom nezvyčajných patogénov bez kotiev, aby lepšie pochopili ich štruktúru, funkciu, stabilitu a skladanie. Problém je v tom, že z jednoduchých priónov bez ukotvenia nie ste chorí. Pre výskum priónov je preto kľúčové, aby bol schopný analyzovať prióny pomocou kotvy GPI.
Nemecko-švajčiarsky výskumný tím vedený Petrom Seebergerom, profesorom organickej chémie ETH a Christianom Beckerom, profesorom v Laboratóriu pre chémiu proteínov na Technickej univerzite v Mníchove, teraz ponúka riešenie.
Prvýkrát sa im podarilo umelo obnoviť komplikovaný molekulárny komplex v laboratóriu. Seebergerova skupina syntetizovala kotvu GPI, Beckerova skupina syntetizovala prión. Oba materiály sa potom spojili a skompletizovali do celku.
„Syntéza kotvy GPI je míľnikom pre chémiu, pretože otvára nové možnosti a poznatky pre výskum,“ zdôrazňuje Seeberger.
Umelý prión ako nástroj
Počiatočné testy ukázali výskumníkom, že vytvorili „správnu“ molekulu. Umelý prión a jeho GPI sa môžu ukotviť v bunkových membránach. Pomocou umelého molekulárneho komplexu môžu výskumníci priónov podrobnejšie preskúmať úlohu kotvy GPI.
V budúcnosti možno bude možné objasniť, či má GPI skutočne vplyv na skladanie priónu a či prispieva k tomu, že prióny sa zrazu navzájom negatívne ovplyvňujú. „Bude to práca priónových výskumníkov pod vedením prof. Adriana Aguzziho z Univerzitnej nemocnice v Zürichu, ktorému teraz poskytujeme vhodné nástroje s našimi molekulami,“ hovorí profesor ETH Peter Seeberger.
Odkaz na literatúru
Becker CFW, Liu doi:47/anie.43
Zdroj: Zürich [ETH]
