Několik let byla na poli prionových chorob vcelku nuda.  Nyní se během dvou měsíců roztrhl s články o BSE pytel. O kravské šílenosti se teď  píše v těch nejprestižnějších časopisech (PLoS ONE, CELL,…). Jde přitom o práce, které mnozí označují za milníky v chápání  prionových chorob, po kterých by mělo následovat období hojnosti – série dalších publikací s poznatky dovedenými až do praxe. K těm nejdůležitějším zjištěním patří poznatek Američanů z Texasu. Jde o zarážející jednoduchost, jakou lze ve zkumavce vytvořit nové kmeny prionů. Kmenů, které jsme dosud neznali a jež hravě překonávají mezidruhovou barieru, o níž jsme si mysleli, že je nepřekročitelná.
Američané z Ames (stát Iowa) zase doložili existenci atypické BSE, která je dědičná. To mimo jiné znamená, že matky tuto chorobu mohou přenášet na své potomky. 
A konečně tu máme i švýcarsko-německý tým. Ten zase zaútočil na samotnou podstatu nemoci – vazbu prionového proteinu na buněčnou membránu. Dělá to pomocí takzvané kotvy a právě těmto evropským poznatkům je věnován tento článek.

Zvětšit obrázek

Peter H. Seeberger

Příčinou nemocí, jakou je například lidská Creutzfeld–Jakobova choroba, jsou priony. Prion je protein, který se přimyká k buněčné membráně. Přichycuje se k ní sacharidovou kotvou doplněnou o lipidovou komponentu (glycosylphosfatidylinositol, GPI). Kotvení prionu k membráně se zdá být tím, co má významný vliv na přeměnu normálního zdravého prionového proteinu v jeho patogenní infekční formu. Ta je pak příčinou klusavky ovcí, BSE u skotu, CWD jelenů,…
Christian F. W. Becker z Technické university v Mnichově a  Peter H. Seeberger z Federálního technického institutu v Curychu zveřejnili zprávu, že se jim jako prvním podařilo v laboratoři vytvořit prion kotvený GPI kotvou. 
V časopisu Angewandte Chemie jsou popsány detaily postupu, jímž lze takové kotvené proteiny syntetizovat. Počin je to zajímavý z toho důvodu, že se izolace kompletního prionu, navíc opatřeného kotvou, ještě nikomu nepodařila. Stejně tak se zatím nikomu nepodařilo sestavit toto poutací zařízení (kotvu) samostatně. Proto také i funkce tohoto poutacího vybavení proteinů zůstávala stále neodhalena. Možnost zkoumat tuto strukturu je považována za určitý zlom, který nám dovolí postoupit dál při odhalování tajů podstaty vzniku prionových chorob.

Zvětšit obrázek

Priony mají kotvu. Tou se přichycují k membráně. Německo-švýcarskému týmu se nyní podařilo syntetizoval kotvu v laboratoři.

Kotvu, o které zde mluvíme a vyzdvihujeme důležitost její laboratorní syntézy, je totiž zařízení, které se u prionů přirozeně vyskytuje. Sestává se z pěti robustních částí. Jsou jimi cukerné stavební bloky. K nim jsou připojeny další cukry přes rozvětvené řetězce. Svoji úlohu zde však hrají také lipidy. O jejich účasti na stavbě kotvy se zatím nevědělo zhola nic.
Vědci si vzali do hlavy, že takovou konstrukci vytvoří uměle. Sestavili ji z pěti cukrů a osmnácti uhlíkatých lipidových řetězců. Základní prionový protein vyprodukovali za pomoci bakterií. Dodatečně pak k němu připojili thioester (skupinu obsahující síru).

Nová představa, jak by to v těle mohlo fungovat je, že by se protein s kotvou vázal na další protein pomocí chemické vazby. Šlo by přitom o přirozenou reakci, kde cysteinová skupina  reaguje s thioesterem. Právě takové kotvení by mělo prionovému proteinu umožňovat přilepit se pevně k membránovým strukturám.

Nyní tedy vědci dokáží v laboratoři vyprodukovat dostatečné množství proteinů modifikovaných pomocí GPI kotev. Budou tak mít dostatek materiálu pro detailnější studium a pro pokusy s umělým prionovým proteinem. Ty by měly brzo odhalit, co se děje, když se prionový protein přimkne k buněčné membráně a jak toto spojení souvisí s jeho nechtěnou přeměnou (zašmodrcháním). To znamená, že se vědci přiblížili k odhalení vlastní podstaty proměny normálního prionového proteinu v jeho infekční formu.ˇ 

Pramen: Becker et al. Semisynthesis of a Glycosylphosphatidylinositol-Anchored Prion Protein. Angewandte Chemie International Edition, 2008; DOI: 10.1002/anie.200802161
PLoS ONE, The Cell