Розкрито механізм передачі пріонних інфекцій від одного біологічного виду до іншого

Вчені зі США визначили структуру білкових фібрил, повʼязаних зі спадковою формою пріонної хвороби людини. За їхніми словами, це пояснює механізм обмеженої міжвидової передачі пріонів.

Пріонні хвороби, або трансмісивні губчасті енцефалопатії, є групою інфекційних захворювань, що супроводжуються нейродегенерацією. Ці смертельні хвороби унікальні: їхній збудник — навіть не вірус, а лише білок аномальної форми.

За словами авторів нової роботи, цей неправильний білок збирається в довгі фібрили, які розповсюджуються і діють як матриця — або «насіння» — яке звʼязується з нормальним білком і змушує його змінювати форму на патогенну аномальну. У той час як білки аномальної конформації можуть легко виступати як матриці для перетворення нормальних білків в рамках одного і того ж виду, вважається, що через видозалежні відмінності в амінокислотних послідовностях їх активність обмежена.

Раніше ці вчені розробили модель з використанням укороченої форми пріонних білків, яка дозволила їм вивчити механізми поширення пріонів, у тому числі феномена трансмісивності (дисемінації) in vitro. Але повному розумінню цих механізмів перешкоджала відсутність інформації про структуру інфекційних фібрил, утворених цими білками. Автори нового дослідження подолали це фундаментальне обмеження за допомогою методу кріоелектронної мікроскопії, при якому зображення збираються за дуже низької температури.

Проаналізувавши на компʼютері тисячі зображень фібрил, утворених модельними пріонними білками людини і миші, вони визначили архітектуру цих структур, досягнувши дозволу, близького до окремих атомів. Розуміння структури дозволило дослідникам пояснити, чому між деякими видами існують барʼєри передачі прионів, тоді як між іншими видами цих барʼєрів немає.

«Схоже, що барʼєри – або їх відсутність – повністю продиктовані здатністю білка одного виду приймати структуру насіння пріонних фібрил іншого виду. Це, своєю чергою, залежить від відмінностей у положеннях ключових амінокислот, які визначають структуру білка», — зазначають автори.

Попри те, що їхні дослідження проводилися на моделях, здатність раціоналізувати та передбачати барʼєри передачі пріонів на основі структурних даних має важливе практичне значення, особливо враховуючи поточну епідемію форми трансмісивної губчастої енцефалопатії лосів і оленів, що поширюється в деяких частинах США та Канади, а також занепокоєння щодо можливої ​​передачі цього захворювання людям.