Wie Prionen funktionieren und warum der Nobelpreis 1997 wichtig war

Stanley B. Prusiner veränderte die Art und Weise, wie Wissenschaftler über Infektionen denken. Er entdeckte, dass ein Protein allein Krankheiten verursachen kann. Keine DNA. Keine RNA. Nur ein falsch gefaltetes Stück Protein, das normale Zellen dazu bringt, den Fehler zu kopieren. Diese Entdeckung brachte ihm 1997 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin ein und zwang die medizinische Welt dazu, zu überdenken, was „ansteckend“ eigentlich bedeutet.

Prusiner wurde 1942 in Des Moines, Iowa, geboren, wuchs aber in Cincinnati auf. Er hat seinen A.B. Er erlangte 1964 seinen BA an der University of Pennsylvania und erlangte 1968 seinen M.D.-Abschluss. Nach vier Jahren biochemischer Forschung wechselte er 1972 an die Facharztausbildung für Neurologie an der School of Medicine der University of California, San Francisco. Dort wurde er 1974 Professor für Neurologie und Biochemie.

Der Patient, mit dem alles begann

Während seiner Assistenzzeit betreute Prusiner einen Patienten, der an der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJD) starb. Es handelt sich um eine seltene, tödliche degenerative Hirnerkrankung. Der Fall fesselte ihn. Er begann, eine breitere Gruppe seltener Hirnerkrankungen zu untersuchen, die als spongiforme Enzephalopathien bezeichnet werden. Diese Erkrankungen führen sowohl bei Menschen als auch bei Tieren zu fortschreitender Demenz und Tod.

Er richtete 1974 ein Labor ein, um Scrapie, eine ähnliche Krankheit bei Schafen, zu untersuchen. 1982 behauptete er, den Erreger der Scrapie isoliert zu haben. Er nannte es ein Prion. Der Name kommt von „proteinhaltigen infektiösen Partikeln“.

Dies war umstritten. Jeder bekannte Krankheitserreger, wie Viren und Bakterien, trägt genetisches Material. Prionen tun dies nicht. Sie bestehen nur aus Eiweiß. Sie replizieren sich, indem sie normale Proteine ​​wie eine Kettenreaktion in die fehlgefaltete Form umwandeln.

Prionen sind anders als alle anderen bekannten Krankheitserreger, da ihnen das genetische Material fehlt, das für die Vermehrung aller Lebensformen erforderlich ist.

Warum die Prionentheorie schwer zu akzeptieren war

Als Prusiner seine Ergebnisse veröffentlichte, lehnten viele Wissenschaftler ab. Ein ausschließlich aus Proteinen bestehender Erreger schien unmöglich. Die wissenschaftliche Gemeinschaft brauchte Beweise. Mitte der 1990er Jahre fand die Theorie jedoch breite Akzeptanz.

Der Wendepunkt kam 1996 in Großbritannien. Eine neue Variante von CJD ist aufgetaucht. Menschen starben an einer Form der Krankheit, die anders aussah als die klassische CJD. Gleichzeitig breitete sich der „Rinderwahnsinn“ (bovine spongiforme Enzephalopathie) bei Rindern aus.

Der Zusammenhang zwischen Rinderwahnsinn und menschlichen Krankheiten

Wissenschaftler vermuteten, dass die neue menschliche CJD-Variante mit der Rinderwahnsinnskrankheit in Zusammenhang steht. Die Theorie ging davon aus, dass der Scrapie-Erreger über das Futter von Schafen auf Rinder übergesprungen sei. Dann sprang es vom Rind auf den Menschen über, der kontaminiertes Rindfleisch aß.

Dieser Artensprung hatte einen Präzedenzfall. Wenn der Agent vom Schaf auf die Kuh übergehen könnte, könnte er von der Kuh auf den Menschen übergehen. Prusiners Forschung wurde für das Verständnis dieser Krise von zentraler Bedeutung. Seine Arbeit öffnete auch Türen für andere neurodegenerative Erkrankungen. Die Alzheimer-Krankheit und die Parkinson-Krankheit weisen einige Gemeinsamkeiten mit Prionenerkrankungen auf. Ob Prionen bei diesen Erkrankungen eine direkte Rolle spielen, bleibt ein aktives Forschungsgebiet, aber der Zusammenhang lässt auf eine umfassendere Rolle der Proteinfehlfaltung bei Hirnerkrankungen schließen.

Vom Labor zum Leben: Prusiners späteres Werk

Prusiner erkannte früh, dass seine Entdeckungen reale Anwendungen hatten. Er erhielt 1994 den Albert Lasker Basic Medical Research Award und 1997 den Louisa Gross Horowitz Prize.

Nachdem er Direktor des Instituts für Neurodegenerative Erkrankungen an der UCSF geworden war, gründete er 2001 InPro Biotechnology, Inc.. Das Unternehmen zielte darauf ab, Technologien aus seinem Labor zu kommerzialisieren. Ein Schlüsselprodukt war ein Test zum Nachweis von Prionenerkrankungen bei Tieren und Menschen. Es könnte nach Folgendem suchen:

• Bovine spongiforme Enzephalopathie bei Rindern und Schafen
• Chronische Auszehrungskrankheit bei Hirschen und Elchen
• Creutzfeldt-Jakob-Krankheit beim Menschen

Prusiner schrieb auch zwei große Bücher. Slow Transmissible Diseases of the Nervous System (1979, gemeinsam mit William Hadlow geschrieben) und Prion Biology and Diseases (2004) dokumentierten die Entwicklung des Fachgebiets.

Was das für Sie bedeutet

Prionenerkrankungen sind selten. CJD betrifft etwa 1 bis 2 Menschen pro Million pro Jahr. Aber die Entdeckung ist wichtig, weil sie die Regeln für Infektionskrankheiten neu definiert hat. Es zeigte sich, dass nicht nur genetisches Material, sondern auch Proteine ​​Pathologien auslösen können. Diese Erkenntnis prägt noch immer die Art und Weise, wie wir Alzheimer, Parkinson und andere neurodegenerative Erkrankungen untersuchen.

In der Geschichte der Prionen geht es nicht nur um Rinderwahnsinn oder seltene Gehirnkrankheiten. Es geht darum, wie die Beharrlichkeit eines einzelnen Forschers, einen seltsamen klinischen Fall zu verfolgen, die Biologie verändern kann. Prusiner hatte es sich nicht zum Ziel gesetzt, einen neuen Krankheitserregertyp zu finden. Er wollte verstehen, warum sein Patient starb. Diese Frage führte zu einem Nobelpreis und einer neuen Sichtweise auf die Zerbrechlichkeit des Gehirns.

Ob Prionen die Geheimnisse häufigerer Hirnerkrankungen entschlüsseln werden, bleibt abzuwarten. Aber der Grundstein ist gelegt. Das Protein ist die Botschaft. Und es