DOENÇAS PRIÔNICAS - PRÍON CELULAR E

INFECCIOSO -

BSE

Encefalopatia

espongiforme transmissível

(TSE)

Doença da vaca louca

(“vaca doidona”)

• doença neurodegenerativa

fatal em humanos e

animais

• Sintomas

primários:

–demência

progressiva;

–ataxia

(perda de

coordenaçã

o dos

movimentos

voluntários).

• ocorrência

após o consumo de produtos cárneos

contaminados com tecidos do sistema nervoso

central de animais contaminados pelo príon.

DESORDENS PROTÉICAS

CONFORMACIONAIS (PCDs) • Grupo de doenças neurodegenerativas

fatais de humanos e animais.

• Origem:

– mal dobramento de uma proteína celular

básica:

• acúmulo de diferentes formas de agregados

protéicos no tecido nervoso.

Placas amilóides

(acúmulo de proteína

beta-amilóide)

DESORDENS PROTÉICAS

CONFORMACIONAIS • Aspecto molecular:

– conformação protéica patológica rica em estrutura beta-pregueada:

• capacidade para oligomerizar ou agregar:

– agregação protéica aberrante;

– acúmulo de depósitos amilóides.

DESORDENS PROTÉICAS

CONFORMACIONAIS (PCDs) • Conversão de uma forma

protéica natural em uma forma patológica:

– ganho de atividade tóxica neurodegeneração:

• neurotoxidade direta;

• neurotoxidade indireta inflamação.

– perda da função biológica;

– disfunção mitocondrial.

– distúrbios nos mecanismos de defesa antioxidativa.

DESORDENS PROTÉICAS

CONFORMACIONAIS (PCDs) • Tipos:

– Encefalopatias espongiformes transmissíveis (TSEs);

– Doença de Alzheimer (AD);

– Doença de Huntington;

– Doença de Parkinson (PD);

– Polineuropatia Amilóide;

– Amiloidoses Hemodiálise-relacionadas;

– Esclerose Amniotrófica Lateral;

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES

TRANSMISSÍVEIS – TSES • Humanos:

– Doença de Creutzfeldt-Jakob (CJD)

– Síndrome Gerstmann-Straussler-Scheinker

(GSS)

– Insônia Familiar Fatal (FFI)

– Kuru

Encefalopatia

espongiforme –

aspecto patológico

macroscópico do SNC.

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES TRANSMISSÍVEIS

– TSES • Animais: – Scrapie:

• ovinos e caprinos

– Encefalopatia Espongiforme Bovina (BSE): • mal ou doença da vaca

louca – gado bovino

– Doença Debilitante Crônica dos Cervídeos (CWD): • cervos e alces

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES TRANSMISSÍVEIS

– TSES • Animais: – Encefalopatia Transmissível

em Mink (TME) marta ou visão-americano.

– Encefalopatia Espongiforme Felina (FSE):

• gatos domésticos

• felinos de grande porte em cativeiro

– Encefalopatia de Ungulados Exóticos (EUE):

• espécies exóticas de mamíferos ruminantes do zoológico do Reino Unido (1996).

Marta (Mink)

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES

TRANSMISSÍVEIS – TSES

• Sintomas primários:

–demência progressiva;

–ataxia (perda de coordenação dos

movimentos voluntários).

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES TRANSMISSÍVEIS

– TSES • Agente causador: – Príon (Prusiner, 1991)

• Aspecto Patológico: – degeneração espongiforme do

SNC;

– acúmulo da isoforma alterada da proteína príon preferencialmente na glia e nos neurônios:

• perda neuronal;

• extensiva astrogliose;

• pode formar placas amilóides.

• Período de incubação – poucos meses;

– vários anos.

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES

TRANSMISSÍVEIS EM HUMANOS

• Grupos

– Familial (herdada):

• mutações pontuais ou de inserção no gene PRNP (cromossomo 20):

– favorecem a ocorrência da doença ou de certos padrões patológicos;

• herança autossômica dominante: – CJD (10%), GSS (100%) e FFI

(100%).

PRÍON FAMILIAR – MUTAÇÕES

NO GENE PRNP E ALTERAÇÕES

NA PRPC

ENCEFALOPATIAS

ESPONGIFORMES

TRANSMISSÍVEIS EM HUMANOS • Grupos

– Esporádica:

• CJD não associada a mutações;

– ocorre pelo mundo inteiro:

» iatrogenica, transplante de tecidos, contaminação com material cirúrgico, inoculação com materiais derivados de tecidos infectados, infecciosa.

– Nova variante (vCJD):

• descrita em 1996;

• ligação entre vCJD e exposição ao agente BSE;

• contaminação pela dieta.

– Kuru propagou-se através de rituais canibalísticos:

• tribo Foré (Papua – Nova Guiné). Kuru

PRÍON • PrPc:

– proteína constitutiva das membranas celulares do SNC;

– produto do gene PRNP constitutivamente expressado no cérebro e outros tecidos.

• PrPsc: – forma alterada da proteína

partícula infecciosa associada com as formas transmissível e familiar de encefalopatias espongiformes.

• Nenhuma diferença na seqüência pós-transcricional tem sido detectada entre PrP normal (PrPc) e PrP alterada (PrPsc).

MAL DA VACA LOUCA – HISTÓRICO 1985/86 1988 1989 1990 1995 1996 2000 2001

Surgem os

primeiros

casos de

vaca louca na

Grã-

Bretanha. Os

cientistas

batizam o

problema de

encefalopatia espongiforme

bovina – BSE

na sigla em

inglês.

Os ingleses

proíbem

que o seu

gado coma

ração à

base de

farinha de

carne e

ossos de

ovelhas. A

suspeita é

de que

essa

alimentaçã

o tenha

dado

origem a

todo esse

caos.

Na

Inglaterra, o

governo

proíbe o

consumo de

miúdos e

miolos de

boi. Os pesquisadore

s

desconfiam

que o príon

culpado pela

demência do

gado

poderia

estar nas

partes

cheias de

nervos.

Mais de 70

gatos

ingleses

apresentam

sinais da

BSE. Os

bichanos

doidões

teriam

comido

carne

contaminada

. Se a

doença

podia ser

transmitida

aos felinos,

poderia

passar

também

para o

homem,

raciocinaram

,

atemorizado

s os

cientistas.

Morre, aos

19 anos, o

inglês

Stephen

Churchill.

Ele estava

com a

doença de

Creutzfeldt-

Jakob. Pesquisadore

s acham que

o problema

tem relação

com o mal

da vaca

louca, já que

os sintomas

são

parecidos.

São

registrados

na Inglaterra

10 casos do

mal de

Creutzfeldt-

Jakob,

versão

humana da

doença da

vaca louca.

Por temer

uma

epidemia, o

governo

britânico

decide

sacrificar 4,5

milhões de

cabeças do

rebanho.

O mal da

vaca louca

se espalha

com rapidez

por toda a

Europa e o

número de

pessoas

mortas

chega a 82.

A carne

francesa

também é

banida da

exportação

No Brasil

surge um

caso de

scrapie no

Paraná -

uma

encefalopati

a espongiforme

de ovelhas.

Especialista

s garantem

que não há

ligação dele

com a

variante

humana da

doença. Por

precaução,

300 animais

são

sacrificados.

MAL DA VACA LOUCA –

MAPA DA EPIDEMIA

VERSÃO HUMANA DO MAL DA

VACA LOUCA PODE LEVAR DÉCADAS

O príon é encontrado normalmente nas membranas dos

neurônios. Se um deles fica defeituoso, lá vem confusão.

Suspeita-se que a primeira vaca louca teria ingerido ração

feita com restos de ossos e carne infectados com prions

defeituosos.

Por ignorância do problema, o gado contaminado com esse

príon anormal foi abatido e consumido pelo homem.

VERSÃO HUMANA DO MAL DA

VACA LOUCA EFEITO DOMINÓ

Do sistema digestório, o príon defeituoso cai na circulação

e se instala nos nervos.

Os príons com erro de fabricação se ligam aos normais,

que, com o contato, ficam defeituosos também. Isso vai

deixando a massa cinzenta com aspecto lunar (esponjoso).

PRÍON NORMAL - PrPc • Evolutivamente

conservada.

• Alto conteúdo -hélice.

• Solúvel em detergentes

não desnaturantes.

• Não fibrilar.

• Sensível a proteases.

• Ancorada na superfície

extrena da membrana

celular por

glicosilfosfatidilinositol

(GPI).

PRÍON ALTERADA - PrPsc

• Mudança conformacional: – redução do conteúdo -hélice;

– aumento do conteúdo -pregueada.

• Insolúvel em detergentes não desnaturantes.

• Fibrilar.

• Parcialmente resistente a proteases.

• “In vivo”: – forma agregados no parênquima cerebral;

– acúmulo de placas amilóides em pequena porcentagem de casos de TSEs.

• “In vitro”: – tendência a agregar;

– formação de placas amilóides.

PRÍON RECOMBINANTE

• Troca da terceira -hélice.

• Rearranjo da ponte dissulfeto.

• Interface dimérica; – inclui faixas de cada um dos monômeros.

• Estrutura cristalizada: – sugere mecanismo de oligomerização.

PRÍON

MECANISMO DE INFECÇÃO • PrPc (normal): requerida para o

desenvolvimento da infecção.

• PrPsc (alterada): enorme aumento no cérebro de modelos animais infectados com scrapie.

• PrPsc (alterada): catalisa a conversão: PrPc PrPsc.

PRÍON MECANISMO DE

INFECÇÃO • Conversão PrPC

PrPSc “in vivo”:

– acúmulo da isoforma

alterada da proteína

príon (PrPSc).

• Amostras pós-morte

de humanos

afetados por FFI e

CJD:

– morte neuronal

correlacionada à

deposição de PrPSc.

PRÍON

MECANISMO DE INFECÇÃO • Camundongos knockout expressão de PrP foi

eliminada: – resistentes à infecção;

• incapazes de gerar PrPsc;

– 2 primeiros: • viáveis e sem problemas PrP pode não ser essencial para

o desenvolvimento e sobrevivência (?);

– 2 gerados subseqüentemente: • ataxia e degeneração cerebelar.

• Gado Holstein knockout (2007): – 8 espécimes parecem saudáveis sem o gene.

ROTAS CELULARES DA NEUROTOXICIDADE

DA PROTEÍNA PRÍON EM TSEs.

PRÍON MODELOS DE

CONVERSÃO/REPLICAÇÃO

• PrPsc:

– transferência de conformação à proteína PrP do hospedeiro normal;

– possui informação necessária para sua replicação;

• Modelos de conversão/replicação propostos:

– nucleação/polimerização;

– conversão auxiliada por “template” (molde).

PRÍON MODELOS DE

CONVERSÃO/REPLICAÇÃO

• Nucleação/polimerização (I);

• Conversão auxiliada por “template” ou molde (II).

PRÍON MODELOS DE

CONVERSÃO/REPLICAÇÃO • Conversão auxiliada por “template”

(molde):

– PrPsc e interação com a proteína X:

– Produção "in vitro" pode ser acelerada na presença de lisado celular aparentemente devido a um componente presente no lisado.

PrPc PrPc + proteína X PrPc/PrP* PrP*/PrP*

PrP*/PrPsc PrPsc

PRÍON – CONVERSÃO PrPc

PrPsc

PRÍON – FUNÇÕES

PROVÁVEIS • Transdução de sinais.

• Envolvimento com

neurotransmissores.

• Atividade neuro-protetora.

• Atividade anti-apoptótica.

• Atividade antioxidante.

• Adesão celular e transporte.

PRÍON E TSEs

• Questões ainda sem resposta:

– Mecanismo(s) de conversão PrPc PrPsc;

– acúmulo preferencial de PrPsc na glia e nos

neurônios;

– modos e modelos precisos de infecção;

– mecanismos patogênicos precisos da

neurodegeneração;

– definição das funções fisiológicas (normais)

de PrPC.

BIBLIOGRAFIA PRINCIPAL

• HETZA, C. AND SOTOA, C. Protein misfolding and disease: the case of prion disorders. CMLS, Cell. Mol. Life Sci. 60 (2003) 133–143.

• KWON HUR A, JAE-IL KIM B, SEUNG-IL CHOI C, EUN-KYOUNG CHOI D, RICHARD I. CARP B, YONG-SUN KIM A. The pathogenic mechanisms of prion diseases. Mechanisms of Ageing and Development 123 (2002) 1637/1647.

• LOPES, M.H. E HAJJ, N. M. Doenças priônicas. Ciência Hoje, vol 37, agosto 2005. P.18-25.

• Anvisa divulga - Mal da Vaca Louca - Encefalopatia Espongiforme Transmissível – EET. Disponível em <http://www.anvisa.gov.br/vacalouca/index.htm> Acesso em 15/04/2007.