Priony a retroviry – ruku v ruce

Stanley Prusiner získal Nobelovu cenu za objev prionů a důkaz o tom, že vyvolávají tzv. spongiformní encefalopatie. A to navzdory faktu, že prionovou teorii neformuloval jako první a důkazy o prionovém původu spongiformních encefalopatií byly v té době ještě notně vachrlaté. Ale nebyla by to první Nobelova cena udělaná za sporný objev či dokonce za omyl.

Dnes patří prionová teorie k „mainstreamu“, i když stále ještě nevysvětlila všechno. Jednu z velkých záhad představuje šíření prionových nákaz. Jak se šíří skrapie ve stádech ovcí? Jak se nakazí skot chorobou BSE? Jak putuje prionová choroba CWD mezi americkými jeleny a jelenci? A v neposlední řadě, jak velké je riziko šíření lidských spongiformních encefalopatií, např. Creutzfeldt-Jakobovy choroby a především její nové varianty?

Tým francouzských biologů vedený Pascalem Leblancem podal ve studii zveřejněné v předním vědeckém časopise EMBO Journal solidní důkazy pro celkem překvapivou možnost, že přenos prionových chorob dramaticky zefektivňují viry.

Leblanc si všiml, že se cestičky prionů a virů v infikované buňce kříží. Prionový protein i jeho patogenní forma s pozměněným prostorovým uspořádáním bílkovinné molekuly se vážou na membrány malých váčků. Ty jsou označovány jako intraluminální vesikuly, pokud se nacházejí uvnitř buňky, a jako exosomy, pokud jsou uvolněny mimo buňku. Na exosomy se uchyluje přednostně patogenní forma prionového proteinu a zřejmě se jejich prostřednictvím šíří mezi buňkami v infikovaném organismu.

Stejný systém váčků využívají pro kompletaci svých částic a uvolnění z buňky četné viry. Mezi jinými i retoroviry včetně viru HIV. Viry jsou ve váčcích chráněny před atakem imunitního systému. Navíc přitom mohou do svého obalu přibrat z váčku i bílkoviny pocházející z nitra hostitelské buňky. Využívají tyto molekuly hostitele k „maskování“ před imunitním systémem.

Leblanca napadlo, zda viry nemohou do svých obalů přibalit i prionový protein nebo jeho patogenní formu - prion. K ověření své teorie použil laboratorně pěstované myší buňky, které nakazil jak myším retrovirem tak i priony ovčí skrapie. Výsledek experimentu byl celkem jednoznačný. Namnožené viry uvolněné z buněk si s sebou odnášely priony. Viry napadaly dosud neinfikované buňky a sloužily prionům jako „trojští koně“ – vnášeli priony do nitra buněk. Nákaza buněk viry prudce zvýšila uvolňování prionů, jejich transport z buněk a v konečné fázi pronikání prionů do zdravých buněk.

Obsah mnohých váčků uvnitř buněk bývá předurčen k likvidaci v lyzosomech. Díky tomu jsou buňky zřejmě schopny zničit i určité množství spontánně vznikajících prionů. Zjednodušeně řečeno, buňky mohou díky tomuto procesu samy sebe od prionů „očistit“. V řadě případů činí priony buňkám problém až v situaci, kdy lyzosomy z nějakého důvodu nepracují na plný výkon a priony nestačí likvidovat. Viry dovedou proces likvidace váčků v lyzosomech blokovat. Je to pro ně životně důležité. Brání tak vlastnímu zničení. Podle Leblanca tak mohou viry přispívat i k přežívání, množení a šíření prionů.

Ve prospěch Leblancovy teorie svědčí řada nedávných objevů. Tým švýcarských vědců pod vedením Adriana Aguzziho prokázal množení a šíření prionů v orgánech a tkáních postižených zánětem. Kromě jiného popsal Aguzzi a jeho spolupracovníci enormně zvýšené množení prionů v zanícené ovčí mléčné žláze. Mastitida u ovcí bývá často vyvolána retrovirovou infekcí, a to ve světle Leblancovy nemusí být jen pouhá shoda okolností. Stáda ovcí a koz jsou nakažena řadou virů a je pravděpodobné, že tento fakt přispívá k šíření prionových chorob jako je skrapie.

Zdá se, že retroviry mohou sehrávat překvapivě významnou roli i v šíření dalších spongiformních encefalopatií. A nemusí být samy. Části buněčných membrán zabudovávají do svých obalů i jiné viry. Jejich účast na vzniku a šíření prionových chorob však bude nutno teprve prověřit.

Pramen: EMBO J, EMBO reports, Nature Reviews Microbiology

Zdroj