Stanley B. Prusiner zmienił sposób, w jaki naukowcy myślą o infekcjach. Odkrył, że chorobę może wywołać samo białko. Brak DNA. Żadnego RNA. To po prostu źle sfałdowany kawałek białka, który oszukuje normalne komórki, aby skopiowały błąd. Odkrycie to przyniosło mu 1997 Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny i zmusiło społeczność medyczną do ponownego przemyślenia, co właściwie oznacza termin „zakaźny”.
Prusiner urodził się w 1942 roku w Des Moines w stanie Iowa, ale dorastał w Cincinnati. Uzyskał tytuł licencjata (AB) na Uniwersytecie Pensylwanii w 1964 r. i stopień doktora medycyny (MD) w 1968 r. Po czterech latach badań biochemicznych rozpoczął rezydenturę na wydziale neurologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco School of Medicine w 1972 r. W 1974 r. został profesorem neurologii i biochemii na tym uniwersytecie.
Pacjent, od którego wszystko się zaczęło
Podczas swojej rezydentury Prusiner opiekował się pacjentem umierającym na chorobę Creutzfeldta-Jakoba (CJD). Jest to rzadka, śmiertelna, zwyrodnieniowa choroba mózgu. To wydarzenie go zachwyciło. Zaczął badać szerszą grupę rzadkich chorób mózgu zwanych encefalopatiami gąbczastymi. Schorzenia te powodują postępującą demencję i śmierć zarówno u ludzi, jak i zwierząt.
W 1974 r. założył laboratorium, w którym badał trzęsawkę – podobną chorobę u owiec. Do 1982 roku twierdził, że wyizolował czynnik wywołujący trzęsawkę. Nazwał go prionem. Nazwa pochodzi od „białkowej cząsteczki zakaźnej”.
To było kontrowersyjne. Wszystkie znane patogeny, takie jak wirusy i bakterie, niosą materiał genetyczny. Nie przenoszą prionów. Składają się wyłącznie z białka. Mnożą się, przekształcając normalne białka w nieprawidłowo sfałdowaną formę, jak w reakcji łańcuchowej.
Priony różnią się od wszystkich innych znanych patogenów tym, że brakuje im materiału genetycznego potrzebnego do replikacji, który jest obecny we wszystkich formach życia.
Dlaczego teoria prionów była trudna do zaakceptowania
Kiedy Prusiner opublikował swoje wyniki, wielu naukowców sprzeciwiło się. Patogen składający się wyłącznie z białka wydawał się niemożliwy. Społeczność naukowa potrzebowała dowodu. Jednak w połowie lat 90. teoria ta zyskała powszechną akceptację.
Punkt zwrotny nastąpił w 1996 roku w Wielkiej Brytanii. Pojawił się nowy wariant CJD. Ludzie umierali z powodu postaci choroby, która wyglądała inaczej niż klasyczna CJD. W tym samym czasie wśród zwierząt gospodarskich szerzyła się „szalona krowa” (gąbczasta encefalopatia bydła).
Związek między szalonymi krowami a ludzką chorobą
Naukowcy podejrzewali, że nowy ludzki wariant CJD powiązano z szaloną krową. Teoria sugerowała, że trzęsawka przenosi się z owiec na krowy poprzez paszę. Następnie przeniósł się z krów na ludzi, którzy jedli skażoną wołowinę.
Nie było precedensu dla takiego przejścia międzygatunkowego. Jeśli agent mógł przejść od owiec do krów, mógł przejść od krów do ludzi. Badania Prusinera stały się kluczowe dla zrozumienia tego kryzysu. Jego praca otworzyła także drzwi do badania innych schorzeń neurodegeneracyjnych. Choroba Alzheimera i choroba Parkinsona mają pewne wspólne cechy z chorobami prionowymi. To, czy priony odgrywają bezpośrednią rolę w tych stanach, pozostaje aktywnym obszarem badań, ale to powiązanie wskazuje na szerszą rolę nieprawidłowego fałdowania białek w chorobach mózgu.
Z laboratorium do życia: kolejne prace Prusinera
Prusiner wcześnie zdał sobie sprawę, że jego odkrycia mają praktyczne zastosowanie. Otrzymał Nagrodę Alberta Laskera za podstawowe badania medyczne w 1994 r. i Nagrodę Louise Gross Horowitz w 1997 r.
Po objęciu stanowiska dyrektora Instytutu Chorób Neurodegeneracyjnych na Uniwersytecie Kalifornijskim w UCSF założył w 2001 roku firmę InPro Biotechnology, Inc.. Firma miała na celu komercjalizację technologii opracowanych w jego laboratorium. Jednym z kluczowych produktów był test do wykrywania chorób prionowych u zwierząt i ludzi. Można go używać do sprawdzania:
- Gąbczasta encefalopatia bydła u krów i owiec
- Przewlekła choroba wyniszczająca u jeleni i łosi
- Choroba Creutzfeldta-Jakoba u ludzi
Prusiner napisał także dwie główne książki. Powolne zakaźne choroby układu nerwowego (1979, współautor William Hadlow) i Prion Biology and Diseases (2004) dokumentują ewolucję tej dziedziny.
Co to oznacza dla Ciebie?
Choroby prionowe są rzadkie. CJD dotyka około 1–2 osób na milion rocznie. Ale to odkrycie jest ważne, ponieważ na nowo napisało zasady chorób zakaźnych. Wykazało, że białka, a nie tylko materiał genetyczny, mogą powodować procesy patologiczne. To zrozumienie w dalszym ciągu kształtuje sposób, w jaki badamy chorobę Alzheimera, chorobę Parkinsona i inne schorzenia neurodegeneracyjne.
Historia prionów to nie tylko historie szalonych krów czy rzadkich chorób mózgu. Opowiada o tym, jak upór jednego badacza w śledzeniu niezwykłego przypadku klinicznego może zmienić biologię. Prusiner nie miał na celu znalezienia nowego typu patogenu. Chciał zrozumieć, dlaczego jego pacjent zmarł. To pytanie doprowadziło do Nagrody Nobla i nowych spostrzeżeń na temat kruchości mózgu.
Nie wiadomo, czy priony będą w stanie odkryć tajemnice częstszych chorób mózgu. Ale fundament został położony. Białko jest przesłaniem. I
