13 septiembre 2008

Priones que pasan de una especia a otra

Descubren que priones que normalmente infectan a los hamsters pueden transformar proteínas sanas de ratones en su forma de prión, con esto se demostraría la capacidad de los priones de cruzar la barrera entre especies.

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Si hablamos de priones quizás le parezca al lector que se trata de un problema académico, pero si decimos que estos entes son los causantes del mal de las vacas locas quizás se muestre más interesado. Cuando la idea de los priones fue propuesta nadie se la tomó en serio porque contradecía las reglas de la Biología conocidas en aquel momento. Estos entes consisten en partículas de proteína que no contienen ADN, por lo que estarían incluso por debajo de los virus en una escala de complejidad. Pero pueden ser igualmente nefastos.
Las proteínas no son sólo unas secuencias de aminoácidos, sino que sus propiedades dependen de como esas cadenas de aminoácidos se pliegan sobre sí mismas hasta producir la estructura terciaria de la proteína. No sabemos muy bien cómo se pliegan las proteínas y ni siquiera podemos predecir cómo una secuencia dada se plegará. Parece ser, no obstante, que desde el punto de vista físico un plegamiento dado sería el estado en el cual la proteína alcanzase un mínimo de energía, pero si hay varios mínimos la proteína puede caer en uno de esos mínimos y plegarse mal. Si la proteína se pliega mal no cumple su función correctamente y esto puede desembocar en un problema.
Los priones son proteínas mal plegadas, pero lo fascinante de ellos es que el propio plegamiento porta información con el mensaje “pliégate mal” y éste puede ser transmitido a otras proteínas que ya están bien plegadas. El prión no se multiplica físicamente, sino que transforma a otras proteínas en priones. Se pega a una proteína bien plegada y la transforma en una proteína mal plegada o prión.
El efecto en cascada puede ser fatal, como en la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, que transforma el cerebro de los afectados en un “queso de gruyere”, de hay el nombre de encefalopatía espongiforme. Los enfermos afectados sufren degeneración cerebral, demencia y finalmente mueren.
El ejemplo típico es el del kuru que afectaba a una tribu de Papua New Guinea y que se debía a la ingesta en ceremonias funerarias de tejidos cerebrales de los fallecidos.
El mal de las vacas locas es otro ejemplo de este tipo de enfermedad, así como la variante humana que se puede adquirir al ingerir tejidos de vaca infectados por el prión. Lo más dramático es que cocinar el alimento no basta para “matar” el prión porque éste no está vivo y las enzimas digestivas a veces no son capaces de descomponerlo. Para destruirlo es necesario que la proteína se desnaturalice, lo que significa poco más o menos que hay que incinerar.
En los círculos académicos había un debate sobre si los priones podían o no cruzar fácilmente la barrera entre especies distintas. Ahora unos investigadores del Texas Medical Branch en Galveston dirigidos por Claudio Soto han descubierto que priones que normalmente infectan a los hamsters pueden transformar proteínas sanas de ratones en su forma de prión. Esta noticia, además de preocupante, significa que el mundo de los priones es más complejo de lo que se creía.
Generalmente los priones se mantienen dentro de una misma especie (infectan), pero algunas veces cruzan la barrera de la especie. El caso de las vacas locas así lo demuestra porque ha afectado a 200 personas en todo el mundo hasta el momento, dos de ellos en España recientemente. Los expertos se preguntan si una variedad de esta enfermedad que afecta a los alces y ciervos en EEUU podría haber pasado ya a humanos. Como el periodo de incubación de esta enfermedad es muy largo (de 8 ó 10 años para el caso del mal de las vacas locas transmitido a humanos) puede que ya haya humanos afectados por consumir ciervos infectados y que todavía no se sepa.
Debido a este descubrimiento no se puede afirmar que un prión pasará de infectar una especie a hacerlo en otra basándose sólo en la secuencia de aminoácidos, ya que ciertos priones pueden hacer que otras proteínas de secuencia distinta sean inducidas a plegarse mal.
El laboratorio de Soto ha desarrollado un método para multiplicar priones. Coloca un prión en un preparado de proteínas bien plegadas. Después del periodo de incubación y de un tratamiento con sonido los priones se “multiplican” produciéndose más y más proteínas mal plegadas.
En este estudio permitirieron a un prión de hamster multiplicarse en un preparado de proteínas sanas de ratón y viceversa. El proceso, al desarrollarse in vitro, necesitó de poco tiempo. Suponen que en el caso in vivo se necesitarían años para que el proceso se diera.
Gracias a este descubrimiento ahora sabemos que el proceso de pasar de una especie a otra puede darse incluso en ausencia de mutaciones.
Las variantes de priones podrían surgir de este proceso de cruce entre especies. Según este estudio parece que los priones pueden causar enfermedad con distintos tipos de formas (modos de plegarse) afectando a diferentes áreas cerebrales. Además pueden presentar distinta resistencia a las enzimas digestivas comparados con los priones originales. Esto sugiere que un nuevo prión, con diferentes características, puede eventualmente aparecer cada vez que un prión previo “aterrice” en una nueva especie.
Soto proyecta hacer experimentos similares con proteínas sanas humanas tratando de “atacarlas” con priones procedentes de ciervos infectados y ver si esos priones son capaces de cruzar la barrera entre especies.
En todo caso es fascinante (y terrible) saber que solamente un trozo de información se las ha ideado para crear este sistema y poder así transmitirse, perpetuarse, mutar y evolucionar.

Fuentes y referencias:
Castilla, J. et al. Cell,_ doi:10.1016/j.cell.2008.07.030 (2008).
Artículo sobre el tema.
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Noticia en Nature.
Foto: “Positive for Something” por Flipped Out, vía Flickr.

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