Стэнли Б. Прюсинер изменил представление ученых об инфекциях. Он обнаружил, что болезнь может вызывать один лишь белок. Без ДНК. Без РНК. Просто неправильно свернутый фрагмент белка, который обманывает нормальные клетки, заставляя их копировать ошибку. Это открытие принесло ему Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1997 года и заставило медицинское сообщество переосмыслить, что на самом деле означает термин «инфекционный».
Прюсинер родился в 1942 году в Дес-Мойнсе, штат Айова, но вырос в Цинциннати. В 1964 году он получил степень бакалавра искусств (A.B.) в Пенсильванском университете, а в 1968 году — степень доктора медицины (M.D.). После четырех лет биохимических исследований в 1972 году он поступил на резидентуру по неврологии в Медицинскую школу Университета Калифорнии в Сан-Франциско. В 1974 году он стал профессором неврологии и биохимии в этом университете.
Пациент, с которого всё началось
Во время резидентуры Прюсинер ухаживал за пациентом, умирающим от болезни Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ). Это редкое, смертельное дегенеративное заболевание мозга. Этот случай захватил его. Он начал изучать более широкую группу редких заболеваний мозга, называемых спонгиформными энцефалопатиями. Эти состояния вызывают прогрессирующую деменцию и смерть как у людей, так и у животных.
В 1974 году он организовал лабораторию для изучения скрепи, похожего заболевания у овец. К 1982 году он заявил, что выделил агент, вызывающий скрепию. Он назвал его прионом. Название происходит от «белковая инфекционная частица» (proteinaceous infectious particle).
Это было спорно. Все известные патогены, такие как вирусы и бактерии, несут генетический материал. Прионы не несут. Они состоят только из белка. Они размножаются, превращая нормальные белки в неправильно свернутую форму, подобно цепной реакции.
Прионы отличаются от всех других известных патогенов тем, что им не хватает генетического материала, необходимого для репликации, который присутствует во всех формах жизни.
Почему теорию прионов было трудно принять
Когда Прюсинер опубликовал свои результаты, многие ученые выступили с возражениями. Патоген, состоящий только из белка, казался невозможным. Научному сообществу требовались доказательства. Однако к середине 1990-х годов теория получила широкое признание.
Переломным моментом стал 1996 год в Великобритании. Появился новый вариант БКЯ. Люди умирали от формы заболевания, которая выглядела иначе, чем классическая БКЯ. В то же время «бешеная корова» (бычья спонгиформная энцефалопатия) распространялась среди скота.
Связь между бешеными коровами и человеческим заболеванием
Ученые подозревали, что новый человеческий вариант БКЯ связан с бешеной коровой. Теория предполагала, что агент скрепи перешел от овец к коровам через корм. Затем он перешел от коров к людям, которые ели зараженное говяжье мясо.
У такого межвидового перехода был прецедент. Если агент мог перейти от овец к коровам, он мог перейти от коров к людям. Исследования Прюсинера стали центральными для понимания этого кризиса. Его работа также открыла двери для изучения других нейродегенеративных состояний. Болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона имеют некоторые общие черты с прионными заболеваниями. Играют ли прионы прямую роль в этих состояниях, остается активной областью исследований, но эта связь указывает на более широкую роль неправильного сворачивания белков в заболеваниях мозга.
От лаборатории к жизни: последующая работа Прюсинера
Прюсинер рано осознал, что его открытия имеют практическое применение. В 1994 году он получил премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования, а в 1997 году — премию Луизы Гросс Хоровиц.
После того как он стал директором Института нейродегенеративных заболеваний при UCSF, в 2001 году он основал InPro Biotechnology, Inc. Компания намеревалась коммерциализировать технологии из его лаборатории. Одним из ключевых продуктов был тест для обнаружения прионных заболеваний у животных и людей. Он мог использоваться для скрининга:
- Бычьей спонгиформной энцефалопатии у коров и овец
- Хронического истощающего заболевания у оленей и лосей
- Болезни Крейтцфельдта-Якоба у людей
Прюсинер также написал две крупные книги. Slow Transmissible Diseases of the Nervous System (1979, соавтор Уильям Хадлоу) и Prion Biology and Diseases (2004) задокументировали эволюцию этой области.
Что это значит для вас
Прионные заболевания редки. БКЯ поражает примерно 1–2 человека на миллион в год. Но это открытие важно, потому что оно переписало правила инфекционных заболеваний. Оно показало, что белки, а не только генетический материал, могут вызывать патологические процессы. Это понимание по-прежнему формирует то, как мы изучаем болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и другие нейродегенеративные состояния.
История прионов — это не только про бешеных коров или редкие заболевания мозга. Это о том, как настойчивость одного исследователя в следовании за необычным клиническим случаем может изменить биологию. Прюсинер не собирался находить новый тип патогена. Он хотел понять, почему умер его пациент. Этот вопрос привел к Нобелевской премии и новому взгляду на хрупкость мозга.
Смогут ли прионы раскрыть секреты более распространенных заболеваний мозга, покажет время. Но фундамент заложен. Белок — это послание. И
