Prión (bioquímica)

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Introducción

Prión (bioquímica), agente infeccioso que no contiene ácido nucleico, sino una forma anormal de glicoproteína, una proteína celular que normalmente se encuentra en el hospedador. De estructura más elemental que los virus, los priones causan enfermedades en los seres humanos y en los animales. Antes de la identificación de los priones, estas enfermedades, conocidas colectivamente como encefalopatías espongiformes transmisibles (patologías que cursan con degeneración del cerebro) estaban vinculadas sólo por la similitud de los síntomas; recientemente se ha demostrado que tienen una causa común.

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Descubrimiento del prión

El camino que condujo al descubrimiento del prión comenzó con las investigaciones de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET). En 1967 la científica británica Tikvah Alper y sus colegas del Hospital Hammersmith en Londres, extrajeron tejido del cerebro de una oveja infectada con scrapie. Intentaron tratar químicamente el tejido para aislar un virus, bacteria u otro agente potencialmente causante de la enfermedad. El tejido procesado fue entonces inyectado en una oveja sana para comprobar si la enfermedad era transmisible. La oveja sana contrajo el scrapie, lo que indicaba que el agente infeccioso estaba en el tejido del cerebro enfermo. Por tanto, este experimento mostró que el agente infeccioso podía reproducirse en animales sanos causando la enfermedad. Alper expuso entonces extractos de tejidos infectados con scrapie a radiacción ultravioleta (un tratamiento que normalmente destruye ácidos nucleicos) encontrando que los extractos mantenían su capacidad de transmitir la enfermedad.

Al comienzo de la década de 1980, Stanley B. Prusiner, neurólogo y bioquímico estadounidense que trabajaba en la Universidad de California en San Francisco, encontró que extractos de tejidos similares a los utilizados por Alper no causaban enfermedad cuando se exponían a tratamientos que destruían proteínas. Prusiner concluyó, en un estudio publicado en 1982, que los agentes infecciosos responsables de las encefalopatías espongiformes transmisibles eran proteínas. Prusiner denominó a estas partículas proteicas infecciosas priones y sugirió que las proteínas causaban la enfermedad al replicarse en tejidos del sistema nervioso.

En 1997 el bioquímico Stanley B. Prusiner recibió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus estudios sobre los priones, un trabajo revolucionario y nuevo pero todavía inacabado.

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Características de los priones

La proteína infecciosa o prión, identificada con las siglas PrP^SC es una forma anormal, con una configuración distinta, de la proteína prión (PrP^C), componente normal de las membranas neuronales de los mamíferos. En los seres humanos la proteína prión se codifica por un gen (PrP) situado en el brazo corto del cromosoma 20. La función biológica de la proteína normal no se conoce con exactitud, aunque sí se han determinado las características de su estructura. La proteína normal está compuesta por 253 aminoácidos plegados en tres largas espirales (semejantes al cable del teléfono) conocidas como hélices alfa. La forma infecciosa de esta proteína o prión presenta exactamente la misma secuencia de aminoácidos. No obstante, en lugar de plegarse en forma de hélice lo hace mediante un plegamiento plano, semejante al de un acordeón parcialmente abierto. La forma patógena se caracteriza por su resistencia parcial a las proteasas; además, es muy resistente a las altas temperaturas y no produce ningún tipo de reacción en el sistema inmunológico.

No se sabe con exactitud cómo afecta el PrP^SC al hospedador, pero puede replicarse transformando la proteína prión normal sintetizada por el hospedador en PrP anormal. Algunos científicos creen que la proteína alterada causa enfermedad simplemente cuando contacta con la proteína normal, obligando a ésta a cambiar su configuración, pasando de un plegamiento en forma de hélice a una forma aplanada y transformándola en una proteína patógena. Las nuevas proteínas pueden inducir el cambio de configuración en otras proteínas normales iniciando así una reacción en cadena.

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Enfermedades causadas por los priones

La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (ECJ), el síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS), el kuru y el insomnio familiar fatal son enfermedades originadas por priones que afectan a los seres humanos. Entre las enfermedades provocadas por priones que afectan a distintas especies animales se pueden citar el scrapie (o escrapie) de ovejas y cabras; las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET) de visones, bovinos, felinos y antílopes; y la enfermedad del agotamiento crónico de mulas y ciervos en cautiverio.

El prión causante de la enfermedad puede adquirirse por procedencia externa o por mutaciones del gen PrP (heredadas o esporádicas). Así, se ha observado la transmisión de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob en trasplantes de córnea, inyecciones de hormona del crecimiento o en injertos de duramadre, todos ellos procedentes de donantes afectados. Incluso la nueva variante de ECJ se ha relacionado con la ingestión de carne contaminada. En otros casos la enfermedad puede deberse a una mutación espontánea del gen que codifica la proteína prión (responsable de la ECJ esporádica) o a la herencia de un gen alterado; este último caso se relaciona con algunas de estas patologías que se transmiten por herencia familiar (la ECJ familiar, el síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker o el insomnio familiar fatal).