PowerPoint Presentation

STABILNOŚĆ

PRIONÓW

Maciej Gajęcki

Katedra Prewencji Weterynaryjnej i Higieny Pasz,

Wydział Medycyny Weterynaryjnej,

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie.

WPROWADZENIE

Priony są zakaźnymi cząsteczkami

powodującymi transmisję całej

grupy jednostek chorobowych

znanych jako przenośne

gąbczaste encefalopatie

gąbczaste encefalopatie (TSEs –

(TSEs –

transmissible spongiform

encephalopathies).

WPROWADZENIE

priony

Białko prionowe [PrP]

jest małą cząsteczką

glikozylowanego białka występującą

przede wszystkim w błonach

komórek nerwowych mózgowia, ale

także w płucach, sercu, nerce,

przewodzie pokarmowym, mięśniach

oraz gruczole mlekowym.

WPROWADZENIE

priony



Białko zbudowane jest

231

aminokwasów;



„

Zakaźny” prion jest tworem

„żywym”, ale nie posiadającym

kwasu nukleinowego.

WPROWADZENIE

priony

Prion jest to czynnik, który

„namnaża”

się i

„zakaża”

ale nie można go zdefiniować za

pomocą klasycznych pojęć

mikrobiologii, immunologii i

toksykologii.

Czynnik ten wydaje się być

fizyczno-chemicznym fenomenem.

WPROWADZENIE

BSE jako zoonoza

WPROWADZENIE

BSE jako zoonoza



Do końca lipca 2009 roku zanotowano

211 zachorowań wśród ludzi (vCJD)

na całym świecie z czego 168

przypadków wystąpiło w Wielkiej Brytanii;



Wszystkie dotychczasowe zachorowania

na vCJD wystąpiły wyłącznie u osobników

homozygotycznych dla metioniny (M)

w kodonie 129 (M/M) genu PrnP

WPROWADZENIE

BSE jako zoonoza

WPROWADZENIE

BSE jako zoonoza



Sugeruje się, że można oczekiwać

większej liczby zachorowań

w przyszłości (z powodu

wydłużonej inkubacji) u osób mniej

podatnych genetycznie na vCJD lub

istnienia bezobjawowych nosicieli

czynnika vCJD, mogących

przekazywać zakażenia np.

przekazywać zakażenia np. drogą

drogą

transfuzji krwi

WPROWADZENIE

BSE jako zoonoza

WPROWADZENIE

BSE jako zoonoza



Najnowsze badania wskazują, że

poza kodonem 129 mogą

istnieć inne polimorfizmy

genetyczne warunkujące

zachorowania na vCJD.

WPROWADZENIE

Ostatnio sugeruje się,

że na zakaźność

prionów mają wpływ

czynniki

środowiskowe.

WPROWADZENIE

Priony wywołujące chorobę

skokową u owiec

są biologicznie aktywne

(zakaźne) przez okres

16 lat w środowisku,

najprawdopodobniej

w zakażonej glebie.

WPROWADZENIE

Zanieczyszczona gleba

jest prawdopodobnie jednym z

czynników etiologicznych

czynników etiologicznych przewlekłej

przewlekłej

choroby wyniszczającej (CWD -

chronic wasting disease) jeleni i łosi

występująca w Górach Skalistych

Ameryki Północnej i

rozprzestrzeniającej się na inne stany.

WPROWADZENIE

Zaraźliwość prionu

nie zmniejsza się

podczas stosowania

zwykłych procedur

odkażania.

WPROWADZENIE

Aktywność zakaźna

spada dopiero po

zastosowaniu

temperatur powyżej

600

WPROWADZENIE

W efekcie pozostaje otwarte

pytanie czy skuteczna jest

sterylizacja narzędzi

chirurgicznych oraz sensowności

decyzji administracyjnej dotyczącej

likwidacji tysięcy zwierząt w

Anglii?

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

Priony są czynnikiem etiologicznym

wywołującym chorobę Kuru u ludzi,

chorobę kłusową u owiec

, chorobę

chorobę

szalonych krów (BSE),

przewlekła

chorobę wyniszczającą u jeleni i

łosi (CWD)

oraz

oraz sporadycznie

sporadycznie

występujące choroby rodzinne u

ludzi

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

Jedynie choroba kłusowa

owiec i CWD

rozprzestrzeniają się

poziomo

poprzez kontakt

bezpośredni w warunkach

naturalnych.

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

BSE i choroba Kuru

rozprzestrzeniają się w

wyniku spożywania

zanieczyszczonych środków

spożywczych tymi

prionami.

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

Bardzo charakterystycznym

dla

dla choroby kłusowej

choroby kłusowej

jest to,

że zakażenie ma

miejsce w

sposób naturalny

i że występuje ona

endemicznie, czyli

powtarza się w

tych samych regionach.

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

CWD

jest

jeszcze bardziej

niezrozumiała,

ponieważ występuje w

wolno żyjących jeleni i łosi

w naturalnych

środowiskach.

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

Głównym wektorem

powodującym

rozprzestrzenianie się

choroby skokowej

i CWD

CWD

jest

zanieczyszczona prionami

ziemia

, która stwarza bardzo

dobre warunki do przechowania

prionów przez wiele lat.

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

Priony mają wysokie

powinowactwo do stali

nierdzewnej używanej do

produkcji narzędzi

chirurgicznych i narzędzi

używanych do

rozbioru tuszek zwierzęcych.

Transmisja gąbczastych

encefalopatii

Transmisja prionu w sposób

jatrogenny jest nieunikniona poza

oczywiście możliwością przeniesienia

przypadkowego w tkankach

przeszczepów od dawcy

z przedklinicznym (subklinicznym)

stanem choroby.

Zakaźne cząsteczki prionu

Szczególnym miejscem

gromadzenia się prionów są

komórki neuronowe, które

zostały opisane

jako komórki docelowe.

Zakaźne cząsteczki prionu

Istniejąca wiedza i prowadzone

ekstrapolacje nie wyjaśniają procesów

przemian, jakie się odbywają pod wpływem

czynników mikro-środowiskowych, które

są na tyle silne by przekształcić

są na tyle silne by przekształcić PrP

PrP

o normalnej strukturze przestrzennej

w odmienną

-sheet-rich pozbawioną

pofałdowań, które to formy stwierdza się w

tkance mózgu w początkowym okresie

stanów towarzyszących TSEs.

Zakaźne cząsteczki prionu



Nabywają jednocześnie

oporności na enzymy

proteolityczne oraz

wykazują nadzwyczajną

oporność na czynniki fizyczno-

chemiczne.

WĄTPLIWOŚCI

Jedną z większych tajemnic

prionów jest określenie,

na czym polega stopień

zakaźności

tego czynnika

chorobowego oraz

czemu tak

długo trwa okres inkubacji

momentu wystąpienie jej

w formie klinicznej.

Podstawą zakaźności

prionów są:



Są one śmiertelne

po niesamowicie długim okresie

inkubacji liczonym w latach

(u ludzi nawet w dekadach)

od momentu

zetknięcia się z

czynnikiem chorobowym

a wystąpieniem objawów;

Podstawą zakaźności

prionów są:

Okres inkubacji vCJD pozostaje

nie ustalony:



W oparciu o dane epidemiologiczne

przyjmuje się, że średni okres inkubacji

dla jatrogennej postaci CJD wynosi

do 30 lat.



Badania nad okresem inkubacji kuru

wykazała, że może wynosić i 50 lat

Podstawą zakaźności

prionów są:



Niektóre TSE są

przenoszone między

różnymi gatunkami

ssaków;

Podstawą zakaźności

prionów są:



Są one

nieuleczalne;

Podstawą zakaźności

prionów są:



Są one przenoszone podczas

transfuzji krwi, podczas

transplantacji narządów i

tkanek od osób będących w

stanach przedklinicznych

choroby oraz podczas

używania zanieczyszczonych

narzędzi chirurgicznych;

Podstawą zakaźności

prionów są:



Epidemie TSE, jakie mogą mieć

miejsce wśród zwierząt

gospodarskich (krowy) czy

zwierzyny płowej mogą

również przechodzić na człowieka

z racji ich spożywania?

Wrażliwość środowiskowa

PrP

Ponieważ wadliwe (misfolded)

izoformy PrP są przyczyną

występowania stanów chorobowych

określanych jako gąbczaste

encefalopatie, to do tej

pory głównym przedmiotem badań

był mózg

. Jakkolwiek

Jakkolwiek

ekspresja PrP

ma miejsce również

w innych tkankach.

Wrażliwość środowiskowa

PrP

Ponieważ procesy ekspresji

prionów mają miejsce również

we krwi, a szczególnie w

komórkach jednojądrzastych,

to procesy transfuzji

krwi stają się poważnym

przyczynkiem do

transmisji prionów zakaźnych.

Wrażliwość środowiskowa

PrP

Obecność w przewodzie pokarmowym

Helicobacter pylori

powoduje podwyższenie aktywności PrP

i jest ważnym czynnikiem

zwiększającym podatność człowieka na

zakażenie prionami pochodzącymi z

pożywienia.

Wrażliwość środowiskowa

PrP

Ponieważ z racji skłonności

łączenia się z metalami można

sugerować, że PrP

zachowuje

się jak metaloproteina

się jak metaloproteina łącząc

łącząc

się z miedzią

, co jest ogólnie

przyjęte i potwierdzane

jako

jako zdolność fizjologiczna

zdolność fizjologiczna

Wrażliwość środowiskowa

PrP

Wpływ poziomu miedzi na aktywność

PrP pozwala na sugestie, że może

być ona wypierana przez inne metale

i co może

predysponować do przekształcenia

się PrP

do różnych PrP

Transmisja prionów

wątpliwości

(i) co powoduje niestałość

PrP powodująca

wystąpienie

sporadycznych TSEs;

Transmisja prionów

wątpliwości

(ii) co jest

czynnikiem

inicjującym

występowania BSE;

Transmisja prionów

wątpliwości

(iii) nie jest znana

moc (potencjał)

transmisji jatrogennej

podczas przetaczania krwi

czy podczas transplantacji

organów lub tkanek;

Transmisja prionów

wątpliwości

(iv) nie jest znany

obecny wektor

przenoszący CWD

w środowisku

naturalnym;

Transmisja prionów

wątpliwości

(v) w dalszym ciągu

zbyt mało wiemy

co jest przyczynkiem

przenoszącym TSEs

na inne ssaki.

Hipotezy

transmisji TSEs

ze zwierząt na człowieka

(i) populacja ludzka znajduje się w

chwili obecnej w środowisku bardzo

zanieczyszczonym latentnymi

i zakaźnymi białkami prionowymi

w wyniku występowania choroby BSE

i prawdopodobnie także epidemii

CWD u jeleniowatych i łosi;

Hipotezy

transmisji TSEs

ze zwierząt na człowieka

(ii) istniejący nieznany

środowiskowy

lub zwierzęcy

rezerwuar działa w

sposób ciągły na

zwierzęta i ludzi.

Transmisja prionów

wątpliwości

Nic nie jest wiadome by

priony choroby skokowej

owiec były

zakaźne dla człowieka

ale

ale są zakaźne dla

są zakaźne dla

bydła

Jest to dowód o istnieniu barier gatunkowych

nie pozwalających na

rozprzestrzenianie się epizootii.

Transmisja prionów

wątpliwości

W zaistniałej sytuacji

brak jest wytłumaczenia sposobu

rozprzestrzeniania się horyzontalnego

CWD wśród jeleniowatych,

jak również brak jest

uzasadnienia o możliwości

transmisji tej jednostki chorobowej na

ludzi oraz czy i jakie formy mogą być

transmitowane.

Transmisja prionów

wątpliwości

Jakie należałoby przyjąć środki

ostrożności wobec zwierząt

wolno żyjących a upolowanych

w odniesieniu do

CWD i które

rejony uznać za zagrożone?

Stabilność prionów w glebie

Jedną z kilku bardzo dziwnych właściwości

zakaźnych prionów

jest ich

jest ich nadzwyczajna

nadzwyczajna

trwałość w

warunkach środowiska zewnętrznego,

szczególnie wtedy,

gdy zanieczyszczony

materiał zakaźnymi prionami jest

grzebany w ziemi i tam

przebywa przez kilka lat.

Stabilność prionów w glebie

Rosnące znaczenie posiadania

ewidencji miejsc zanieczyszczonych

przez priony zwierząt chorych,

ponieważ w naturalnych

warunkach będą to miejsca, których

może nastąpić

może nastąpić rozprzestrzenienie się

rozprzestrzenienie się

tej choroby wśród zwierząt dzikich

i to przez wiele lat.

Stabilność prionów w glebie

W konsekwencji, tego rodzaju

rezerwuary prionów w ziemi,

mogą być przyczyną transmisji TSEs

formie horyzontalnej

w dużych

skoncentrowanych stadach

jak to miało miejsce w

chorobie kłusowej owiec

czy

czy CWD u jeleniowatych.

CWD u jeleniowatych.

Stabilność prionów w glebie

Ta zdolność prionów do podtrzymywania

zakaźności przez długi okres czasu

w określonych środowiskach,

stawia decyzje urzędnicze

z przed kilku lat a

dotyczące zdrowia

społecznego,

pod

znakiem zapytania.

Stabilność prionów w glebie

Jednym z takich pytań

jest sposób likwidacji

zakażonych zwierząt

lub nawet całych stad

podczas dużych epidemii

czy nawet pandemii.

Jednym z takich pytań

jest sposób likwidacji

zakażonych zwierząt

lub nawet całych stad

podczas dużych epidemii

czy nawet pandemii.

Stabilność prionów w glebie

Innymi źródłami zanieczyszczającymi

środowisko (ziemię) są:

odpady medyczne od chorych

z objawami klinicznymi;

odpady z diagnostyki laboratoryjnej;

odpady z przetwórstwa spożywczego;

kał ludzi i zwierząt w stanach

przedklinicznych lub chorych.

Stabilność prionów w glebie

Kolejnymi drogami transmisji TSEs

do innych zwierząt mogą być:

metody usuwania odpadów

organicznych;

przebieg wód podskórnych;

powierzchowne warstwy ziemi

zanieczyszczone przez zwierzęta chore

lub martwe w środowisku naturalnym.

Stabilność prionów w glebie

Coraz bardziej problematyczne

staje się wykorzystywania

mączek zwierzęcych

jako spulchniaczy gleby

czy rozsiewając je na

terenach nieprzeznaczonych

do wypasania zwierząt.

Stabilność prionów w glebie

W zaistniałej sytuacji, jeżeli priony przebywające

w ziemi utrzymują swój tak

w ziemi utrzymują swój tak wysoki stan

wysoki stan

zakaźności

przez tak długi okres czasu (lata)

to należałoby w najbliższym

czasie zmienić:



akty prawne dotyczące

gospodarki padliną;



mączkami mięsno-kostnymi

(polepszacze gleby);



oraz odchodami zwierzęcymi.

Stabilność prionów w glebie

W chwili obecnej wiadomo, że stabilność

prionów w glebie zależy od obecności

związków mineralnych.

Stwierdzono, że

Stwierdzono, że montmorillonit

montmorillonit

(krzemian trójwarstwowy, zbudowanym z

dwóch czworościanów glinowo-tlenowo-

wodorotlenowych) i kwarc silnie wiąże

się z PrP

i długo stwierdza się ich

stabilność w glebie o zmniejszonej

zawartości związków organicznych.

Stabilność prionów w glebie

Z dotychczas uzyskanych wyników można

sądzić, że odpady zanieczyszczone

zakaźnymi prionami najlepiej byłoby

składować na polach kwaśnych i o

dobrej strukturze,

która byłaby zdolna wyłapywać priony

w części powierzchniowej,

podczas gdy gleby o wyższym pH są raczej

czynnikiem zwiększającym mobilność

prionów i ich większe rozproszenie.

Stabilność prionów w odciekach

i ziemi kompostowej

Po epidemii nasuwają się

konkretne pytania typu:



jak najbezpieczniej

zagospodarować padlinę i

produkty z niej otrzymane;



w jaki sposób określić stopień

zakaźności odpadów rzeźnianych

dla innych gatunków zwierząt.

Stabilność prionów w odciekach

i ziemi kompostowej

Wiedza o stabilności zakaźnej prionów w glebie nasuwa

pytania dotyczące terenów gdzie są składowane te

odpady:



problem odcieków z tych

składowisk, których płyny

mogą się dostawać do

różnych roślin;



powstająca ziemia

kompostowa użytkowana w

produkcji rolniczej.

PODSUMOWANIE

W chwili obecnej mamy świadomość o:

możliwości

transmisji prionów na człowieka

i wywoływanie u ludzi vCJD;

stwierdzono

, że jest bardzo długi okres

inkubacji tej choroby;

stwierdzono

, że nieznany jest nam stopień i siła

rozprzestrzeniania się choroby;

uzyskano

świadomość, co to są stany przed-

kliniczne, formy latentne czy nieczynne tej

choroby;

zauważono

, że ma miejsce brak wiedzy

o sposobach usunięcia odpadów wszelkiego

typu od ludzi i zwierząt chorych odpowiednio

na vCJD (krew, kał lub mocz) czy inne TSEs.

PODSUMOWANIE

Stal nierdzewna staje się

wysoce zakaźną tylko w

momencie bezpośredniego

kontaktu

z zakażoną tkanką

mózgową

w wyniku

adsorpcji prionów na tą stal.

Document Outline