EETs ou Doença de Príon: Etiologia, Transmissão, Tratamento, Prevenção, Cura, Epidemiologia

Este artigo discute sobre:

• O que são EETs ou doenças por príons?
• História das encefalopatias espongiformes transmissíveis
• Etiologia das encefalopatias espongiformes transmissíveis
• Fisiopatologia das encefalopatias espongiformes transmissíveis
• O agente infeccioso que causa EETs
• Modos de transmissão de EETs – causando príons
• Rotas de entrega de príons ao cérebro em EETs
• A base molecular dos danos cerebrais causados ​​por príons nas EETs
• Diagnóstico de EET
• Compreender as defesas contra os príons pode levar a EETs
• Avanços na prevenção e cura das EETs
• Epidemiologia das EET

O que são EETs ou doenças por príons?

As encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons são infecções transmitidas ao homem e aos animais, causadas pela partícula infecciosa príon. As encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou Doenças Priônicas são sempre doenças letais que afetam todo o sistema nervoso central (SNC), causando neurodegeneração generalizada. Ainda não existe cura para as encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou para as doenças priónicas. Os sintomas clínicos de encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons incluem disfunção cognitiva e motora. A propagação das partículas de príon com extensa formação de placas amilóides no cérebro é comum. As doenças priônicas humanas incluem Kuru,Doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ), variante da DCJ (vCJD), doença de Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS) e insônia familiar fatal (FFI) (Imran e Mahmood. Uma visão geral das doenças por príons humanos. Virology Journal 2011, 8:559; Aguzzi A, Calella AM. Príons: agregação de proteínas e doenças infecciosas. Physiol Rev 89: 1105–1152, 2009; doi:10.1152/physrev.00006.2009 referência).

As doenças causadas por priões animais incluem o tremor epizoótico, que infecta ovinos e caprinos, a encefalopatia espongiforme bovina (BSE) ou doença da “vaca louca”, e a doença debilitante crónica (CWD), que infecta veados e alces.

Todas as doenças infecciosas são causadas por bactérias, vírus e parasitas, com exceção das encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons. Ao contrário destes organismos que contêm proteína e ácido nucleico ou apenas ácido nucleico, o príon é uma partícula proteica única e autopropagada, que não contém ácido nucleico. Isto é ainda mais intrigante porque o ácido nucleico codifica o material genético e é um pré-requisito para replicação/propagação. O príon é uma contraparte anormal de uma proteína celular normal chamada proteína príon celular (PrPC). A proteína PrPC é codificada pelo gene PRNP. O príon é uma proteína mal dobrada, com conformação anormal e propensa a agregação conspícua. O príon impõe sua conformação anormal ao PrPC hospedeiro, replicando-se assim. (Aguzzi A, Calella AM. Príons: agregação de proteínas e doenças infecciosas. Physiol Rev 89: 1105–1152, 2009; doi:10.1152/physrev.00006.2009 referência). Conseqüentemente, o PrPC é necessário para a propagação, transmissão e neurodegeneração do príon. O mecanismo de toxicidade do príon não é compreendido, mas o príon provavelmente interfere na função celular do PrPC normal.

História de encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

A primeira doença humana TSE/príon foi descoberta por Gajdusek, que observou que a TSE Kuru ocorreu na propagação entre o povo Fore das Terras Altas Orientais de Papua Nova Guiné e os povos vizinhos através do canibalismo ritual (Aguzzi A, Calella AM. Príons: agregação de proteínas e doenças infecciosas. Physiol Rev 89: 1105–1152, 2009; doi:10.1152/physrev.00006.2009, Imran e Mahmood. Uma visão geral das doenças por príons humanos. Jornal de Virologia 2011, 8:559 referência). O primeiro caso de Kuru foi descoberto em 1920. A transmissão de Kuru entre humanos era endêmica entre os aborígenes de Papua Nova Guiné devido ao ritual de comer cérebros e vísceras dos falecidos por mulheres e crianças como um sinal de respeito aos mortos. Homens que consumiram os músculos ficaram muito menos expostos ao Kuru. A proibição do canibalismo ritualístico imposta pelas autoridades australianas na década de 1950 resultou no declínio do Kuru. Kuru foi a primeira doença príon humana a ser transmitida experimentalmente a animais por injeção intracerebral de homogenatos de cérebro humano infectados em chimpanzés. Posteriormente, foi demonstrado este padrão de transmissão experimental de outras doenças priônicas humanas para animais. No início, acreditava-se que o Kuru e a doença animal, o tremor epizoótico, eram causados ​​por vírus. No entanto, a descoberta da herança autossómica dominante da DCJ há cerca de 90 anos e a subsequente identificação de mutações na sequência que codifica a proteína do gene PRNP (que codifica o PrPC) estabeleceram a DCJ como uma doença genética. A transmissão experimental da doença aos animais foi demonstrada através da injeção de extratos cerebrais de pacientes que morreram de EETs familiares. Isto estabeleceu a base genética das doenças por príons nas mutações do gene PRNP, e o “príon defeituoso” como agente infeccioso.

Etiologia das encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

Existem dezesseis variantes de EET relatadas até o momento, incluindo nove em humanos e sete em animais (Imran e Mahmood. Uma visão geral das doenças por príons humanos. Virology Journal 2011, 8:559). As doenças por príons humanos podem surgir esporadicamente, ser hereditárias ou adquiridas (Imran e Mahmood. Uma visão geral das doenças por príons humanos. Virology Journal 2011, 8:559 referência). As doenças esporádicas de príons humanos incluem a doença de Cruetzfeldt-Jacob (DCJ), insônia fatal e prionopatia variavelmente sensível à protease. As doenças familiares ou hereditárias por príons são causadas por mutações genéticas autossômicas dominantes no gene PRNP, com mais de 20 mutações ligadas à herança da doença por príons (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651 ref). Eles incluem DCJ familiar, insônia familiar fatal e síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker. Apenas 5% dos casos são devidos a doenças adquiridas por priões humanos. Estes incluem kuru, DCJ iatrogênica; e a forma variante da DCJ (vCJD) que foi transmitida aos humanos pelo consumo de carne bovina infectada. Os príons entram no corpo através de várias rotas não neurais. Infelizmente, a cirurgia cerebral resultou em infecção cerebral direta por príons (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651 referência).

Fisiopatologia das encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

As EET destroem a substância cinzenta do sistema nervoso central, resultando em perda de neurônios, gliose e aparência espongiforme do tecido do sistema nervoso central devido à vacuolização ou formação de placas.medscape: Doenças relacionadas ao príon. Autor: Tarakad S Ramachandran, MBBS, FRCP, FRCPC; Editor Chefe: Niranjan N Singh, MD, DMreferência). As placas são agregados de proteínas príon anormais e são reveladas por anticorpos específicos ao príon. Os anticorpos contra príons não apresentam reação cruzada com outras placas amilóides, como aquelas causadas pela proteína beta-amilóide, que é uma proteína patogênica característica de Doença de Alzheimerplacas. As placas de príon apresentam coloração amilóide característica, como birrefringência verde-maçã após coloração com Vermelho Congo sob luz polarizada. Em aproximadamente 10% dos pacientes com DCJ, placas amilóides são observadas em áreas cerebrais e cerebelo do cérebro. Placas cerebelares multicêntricas são sempre observadas em cérebros infectados pela doença de Gerstmann-Straussler-Scheinker.

O agente infeccioso que causa encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

Como mencionado anteriormente, o confórmero patogênico ou anormal PrPSc é a forma mal dobrada da proteína príon celular PrPC, codificada pelo gene PRNP. O gene PRNP ocorre no braço curto do cromossomo 20 (20p13) como um gene de cópia única de 16 quilos de base (Imran e Mahmood. Uma visão geral das doenças por príons humanos. Jornal de Virologia 2011, 8:559 referência). O gene PRNP consiste em dois exões, isto é, regiões codificantes do gene, onde o segundo exão contém o quadro de leitura aberto (sequência completa da proteína PrPC ou PrPSc). A sequência de aminoácidos primária de PrPC e PrPSc é idêntica, mas as conformações secundária e terciária diferem porque o PrPC é alfa-helicoidal, enquanto o PrPSc tem uma estrutura em folha beta. A isoforma PrPSc é extremamente resistente à proteólise e degradação por agentes desinfetantes químicos e físicos, enquanto a PrPC normal é suscetível a ambos e facilmente degradada. O PrPC dissolve-se em detergentes e é facilmente proteolisado, enquanto o PrPSc é insolúvel e resistente à protease. O PrPSc também é extremamente estável termicamente, ao contrário do PrPC. PrPSc significa PrPscrapie e é usado para indicar a natureza patogênica da partícula, sendo o tremor epizoótico a primeira EET animal conhecida. O modelo de sementeira-nucleação, baseado em estudos experimentais, sugere que os oligómeros PrPSc catalisam a conversão da proteína PrPC normal na conformação de folha beta aberrante e mal dobrada de PrPSc, propagando assim PrPSc. O PrPSc recém-criado é propenso à oligomerização em fibrilas, e sua eventual degradação fornece modelos adicionais de PrPSc para conversão de PrPC em PrPSc. Dependendo da etiologia da doença específica, a PrPSc é preexistente, isto é, endógena, ou adquirida através de infecção de novo. A patogênese das EETs se deve à propagação de príons no sistema nervoso central, especialmente no cérebro, e à resultante formação de placas destrutivas. Na verdade, os pesquisadores desenvolveram um ensaio de amplificação cíclica de dobramento incorreto de proteínas ou PMCA (Aguzzi A, Calella AM. Príons: agregação de proteínas e doenças infecciosas. Physiol Rev 89: 1105–1152, 2009; doi:10.1152/physrev.00006.2009 ref) onde se mostra que a conversão autocatalítica mediada por PrPSc e a replicação de PrPC ocorrem in vitro. Pequenas quantidades de homogeneizados de cérebro infectados com PrPSc são misturadas com homogenato de cérebro não infectado contendo PrpC. Após a coincubação, o PrPC é convertido em PrPSc de forma cíclica, resultando na amplificação do PrPSc. Os agregados de PrPSc amplificados, e quando os agregados são decompostos por sonicação em fibrilas menores, as fibrilas por sua vez, quando coincubadas com PrPC fresco, causam novamente a amplificação de PrPSc, isto é, atuam como semente para a formação de novos agregados de PrPSc. O ciclo de amplificação do PrPSc pode assim ser repetido indefinidamente.

Modos de transmissão de encefalopatias espongiformes transmissíveis (EETs) – causando príons

A ingestão oral de príons causou grandes epidemias, como Kuru e variante da DCJ; e epizootias como o tremor epizoótico (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651 referência). A epidemia de Kuru resultante do canibalismo ritualístico já foi descrita anteriormente. A encefalopatia espongiforme bovina é uma doença de príons do gado que se espalhou devido à prática de reciclagem de alimentos contaminados com príons para o gado. A encefalopatia espongiforme bovina, mais comumente conhecida como doença da vaca louca, matou mais de 280.000 bovinos em todo o mundo. A variante da doença de Creutzfeldt-Jacob, que se espalhou em humanos devido ao consumo de carne bovina contaminada por príon de vacas que sofrem de encefalopatia espongiforme bovina, matou mais de 200 humanos.

Os príons são transmitidos de forma eficiente por via parenteral. A transmissão parenteral iatrogênica de príons ocorreu com alta incidência no passado. A variante da DCJ foi transmitida através da transfusão de produtos sanguíneos contaminados com priões provenientes de dadores infectados pela variante da DCJ, tais como glóbulos vermelhos sem redução de leucócitos e preparações de factor VIII purificado com anticoagulantes. Outras terapêuticas derivadas de fontes humanas, como os hormônios hipofisários humanos: o hormônio do crescimento (usado para tratar o nanismo) e os hormônios da fertilidade, resultaram na transmissão parenteral do príon. Antes da tecnologia do DNA recombinante, a terapêutica biológica foi desenvolvida pela extração de hormônios da glândula pituitária de cadáveres humanos. Esses extratos hipofisários resultaram em mais de 160 casos de morte por DCJ. Em modelos animais experimentais, a administração parenteral de príons é muito eficiente no estabelecimento da infecção, com replicação de príons tanto extraneural quanto linfóide e invasão do sistema nervoso central. A transmissão intracerebral iatrogênica de príons também ocorreu no passado. Como são, os príons são eficientes em escapar das defesas imunológicas do hospedeiro, replicando-se em órgãos linfóides, invadindo o sistema nervoso central e cruzando a barreira hematoencefálica para entrar no cérebro. Os príons são transmitidos de forma muito eficiente por administração direta ao cérebro. A transmissão iatrogênica da DCJ (iCJD) ocorreu durante a neurocirurgia e o enxerto de dura-máter. Os primeiros casos desse tipo ocorreram em Zurique, na década de 1970, quando registros eletroencefalográficos estereotáxicos (EEG) foram feitos com eletrodos que foram reutilizados após esterilização com etanol e vapores de formaldeído (que matam vírus e bactérias). Os príons não são afetados por esses agentes esterilizantes. Dois pacientes morreram da infecção. A transmissão posterior da DCJ aos chimpanzés através dos eletrodos os estabeleceu como a fonte da partícula infecciosa. Os aerossóis transmitem príons de maneira eficaz aos ratos de laboratório, obrigando a uma revisão das atuais práticas e diretrizes relacionadas ao príon sobre segurança biológica em laboratórios de diagnóstico e pesquisa.

Rotas de entrega de príons ao cérebro em encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

Os príons entram nos órgãos linfóides (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651 ref) e replicam-se particularmente nas células dendríticas foliculares que residem no tecido linfóide. A ablação das células dendríticas foliculares, portanto, pode desencorajar a propagação do príon dentro do corpo. As células B do sistema imunológico secretam linfotoxinas e fator de necrose tumoral que são necessários para a maturação das células dendríticas foliculares. Conseqüentemente, a depleção de células B deve esgotar as células dendríticas foliculares e resultar em resistência à infecção por príon. Congruente com esta observação, camundongos deficientes em células B (μMT, Rag1-/-, Rag2-/-) são resistentes à infecção extraneural por príons e não possuem células dendríticas foliculares. A replicação do príon nas células dendríticas foliculares depende da expressão do PrPC nessas células, como observado para a cepa do príon ME7. Contraditório com estas observações, camundongos sem receptor 1 do fator necrótico tumoral e, portanto, sem células dendríticas foliculares maduras – desenvolvem altos títulos de príons no tecido linfonodal extraneural quando desafiados com príon. Além disso, os príons se replicam de maneira dependente de linfotoxina em granulomas inflamatórios sem células dendríticas foliculares. Tomadas em conjunto, todas estas observações indicam que não apenas as células dendríticas foliculares, mas outros tipos de células também abrigam e replicam príons nos tecidos extraneurais. Após a replicação nos órgãos linfáticos, os príons entram nos nervos simpáticos e parassimpáticos e invadem o sistema nervoso central. A rota de invasão de príons após administração oral de príons foi seguida pelo rastreamento da sequência temporal de acumulação de príons. Após desafio intraperitoneal, a ablação dos nervos simpáticos, de forma transitória ou permanente, por intervenção química ou imunológica, atrasa ou previne o tremor epizoótico, enquanto a hiperinervação aumenta a invasão e a patogênese do príon. Estes resultados sugerem fortemente que, após a replicação no linfonodo, os príons viajam através dos nervos para entrar no sistema nervoso central. A taxa de invasão do sistema nervoso depende da distância entre as células dendríticas foliculares e os nervos.

A base molecular dos danos cerebrais causados ​​por príons em encefalopatias espongiformes transmissíveis (EETs) ou doenças por príons

Para desenvolver medidas terapêuticas bem-sucedidas para controlar os enormes danos cerebrais causados ​​pela encefalopatia espongiforme, é fundamental compreender os mecanismos exercidos pelos príons que resultam nesta horrível patologia. A neurotoxicidade induzida por príons requer PrPC. (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651referência). Uma hipótese é que os PrPC atuem como receptores para sinalização mediada por príons que causa efeitos neurotóxicos. Esta hipótese é baseada em descobertas em Alzheimerdoença que, embora não seja uma EET, apresenta uma patologia cerebral característica semelhante às doenças priónicas, com extensa formação de placas. O PrPC in vitro medeia a toxicidade sináptica de oligômeros β-amilóide (Aβ) e também em camundongos transgênicos Aβ (APPswe/PSen1ΔE9). Os anticorpos anti-PrP ou suas regiões de ligação ao PrP por si só não apenas bloquearam a interação entre o PrP e os oligômeros beta-amilóides, mas também bloquearam a toxicidade sináptica dependente do beta-amilóide, sugerindo que o PrPC está envolvido na patogênese daDoença de Alzheimer. No entanto, a injeção intracerebral com beta amilóide, na ausência de PrPC, ainda causou respostas hipocampais deficientes. Além disso, a descoberta do envolvimento da PrP na toxicidade sináptica mediada pela beta amilóide não pôde ser reproduzida. Embora a hipótese permaneça inconclusiva e controversa, foi sugerido que o efeito poderia depender da disponibilidade de cobre. Existem muitas incógnitas no mecanismo de toxicidade cerebral baseada em príons. Variantes de PrPC que consistem na proteína relacionada ao príon com diferentes regiões internas ausentes – chamadas de deleções internas (Δ32-134; Δ94-134), induzem neurodegeneração nas doenças de Shmerling e Baumann. A condição pode ser resgatada expressando o PrPC completo através da introdução do gene PRNP normal (sem qualquer deleção). Portanto, pensa-se que a variante PrPC compete com moléculas semelhantes à PrPC pela ligação a um receptor comum e talvez iniba a função da PrPC.Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651referência). Além disso, uma vez que a eliminação dos resíduos Δ32-134 e Δ94-134 resulta em neurodegeneração, mas a eliminação dos resíduos Δ23-134 não tem efeito negativo ou tóxico, acredita-se que os resíduos 23-31 estejam envolvidos na causa das doenças de Shmerling e Baumann. Estes resíduos abrangem a cauda amino-terminal da proteína PrPC. É, portanto, sugerido que a toxicidade pode ser induzida pela cauda amino-terminal formando poros e rompendo a membrana plasmática celular no caso das variantes de deleção de PrPC, causando a patologia da doença. No caso do PrPC completo, as regiões globulares internas da proteína criam uma estrutura estérica que mantém a cauda amino-terminal afastada da membrana. A expressão de uma inserção de quatorze repetições de octapeptídeo (PG14) na proteína PrPC em camundongos transgênicos desencadeou a neurodegeneração em ambos os camundongos que possuem, bem como nos camundongos que não possuem, o gene PRNP. A patologia foi semelhante à observada em humanos portadores de uma mutação semelhante (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651referência). Esta patologia não pôde ser resgatada com a introdução do PrPC. Juntamente com o fato de que a repetição dos octapeptídeos induziu a neurodegeneração em animais possuidores de PRNP que expressariam PrPC normal, esta descoberta indica que a repetição dos octapeptídeos do PG14 PrP causa neurodegeneração através de um mecanismo irreversível.

Diagnóstico de encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

O diagnóstico molecular das EET baseia-se na clivagem diferencial pela enzima proteinase K do PrPC em comparação com o PrPSc, que é altamente resistente à proteólise, e apenas o terminal NH2 é clivado. Um avanço recente é o uso da enzima protease termolisina para diagnóstico de doenças por príons. A termolisina hidrolisa o PrPC, mas não cliva o PrPSc (deixa o terminal NH2 intacto) (Aguzzi A, Calella AM. Príons: agregação de proteínas e doenças infecciosas. Physiol Rev 89: 1105–1152, 2009; doi:10.1152/physrev.00006.2009 referência). Imunorreagentes altamente sensíveis para detecção de PrPSc em tecidos e fluidos corporais são necessários para o diagnóstico de EET. Estão disponíveis diagnósticos de alta qualidade, altamente específicos para PrPSc e de alta afinidade, como a série de anticorpos “POM” que reconhece epítopos conformacionais exclusivos de PrPC na região terminal COOH de PrPC e epítopos lineares na região terminal NH2. Alguns anticorpos têm afinidades muito altas na faixa femtomolar pela proteína príon. Anticorpos que apenas se ligam ao PrPSc sem se ligarem ao PrPC também foram desenvolvidos. Foram descobertos péptidos derivados de PrP que se ligam especificamente a PrPSc e são úteis para detecção altamente sensível de priões. Em um imunoensaio denominado ELISA sanduíche, os peptídeos derivados de PrP se ligam e detectam PrPSc na faixa de nanolitros, na variante homogenato cerebral da CJD diluído em plasma. Este é um ensaio altamente sensível, especialmente útil para detecção de príons patogênicos no sangue de pacientes. A amplificação cíclica com dobramento incorreto de proteínas ou método PMCA também é um método altamente sensível e específico para detecção de príons patogênicos, com uma sensibilidade seis mil e seiscentas vezes maior do que os métodos padrão para detecção de príons. O PrPSc foi amplificado e detectado pelo ensaio de amplificação cíclica de dobramento incorreto de proteínas durante a fase pré-sintomática da doença no sangue de hamsters infectados com príons de tremor epizoótico. Os polímeros conjugados luminescentes são uma classe única de corantes amiloidotrópicos. Esses corantes possuem uma estrutura de tiofeno, e a geometria da estrutura governa as propriedades ópticas, como a fluorescência do corante. Quando os polímeros conjugados luminescentes interagem e se ligam aos depósitos amilóides da proteína príon, eles geram uma impressão digital óptica única para cada conformação da proteína. Assim, vários agregados de príons dentro de uma mistura heterogênea podem ser identificados usando coloração luminescente com polímeros conjugados. Polímeros conjugados luminescentes apresentam ligação específica a depósitos de proteínas príon, mesmo quando estes não são corados por outros corantes amiloidotrópicos como vermelho Congo e ThT. Além disso, o padrão de coloração difere dependendo das estirpes de priões e, portanto, estas estirpes podem ser diferenciadas por polímeros conjugados luminescentes com cadeias laterais iónicas distintas. Várias combinações dos métodos de diagnóstico acima podem ser previstas e estão sendo exploradas, por exemplo, polímeros conjugados luminescentes e amplificação cíclica de dobramento incorreto de proteínas em conjunto em um ensaio de detecção de príons patogênicos, permitindo a visualização em tempo real do dobramento e multiplicação de príons.

Biomarcadores substitutos que representam reações específicas do hospedeiro à infecção por príons podem constituir ferramentas diagnósticas úteis para identificação de pacientes em risco, especialmente para fins de transfusão de sangue – seja doador ou receptor. Os marcadores substitutos devem ser detectáveis ​​na fase pré-sintomática da infecção e ser facilmente acessíveis para detecção, por ex. em fluidos corporais como sangue ou urina. S-100, enolase específica de neurônios, proteína 14-3-3 e inibidor de cisteína proteinase cistatina C são exemplos de biomarcadores que aumentam durante a infecção por príon no líquido cefalorraquidiano, por exemplo. em indivíduos infectados com DCJ esporádica. A alfa1-antiquimotripsina urinária também é um biomarcador exclusivo da infecção por príons.

A melhor prova para detecção do príon é a infectividade do príon. Ensaios de infectividade de príons em animais como camundongos transgênicos que expressam PrPC (tga20), camundongos transgênicos que expressam o sistema imunológico humano e o rato-do-banco (Clethrionomys glareolus) são modelos eficientes para detectar várias cepas de príons de EETs de humanos, ovelhas, cabras, camundongos, hamsters e outras espécies. Infelizmente, são necessários seis a sete mariposas para obter a leitura completa desses ensaios em animais. Eles também são muito caros. Clones de linhas celulares neurais: PK1 N2a são altamente suscetíveis à infectividade de príons e fornecem um bom modelo in vitro para detecção de príons, e podem ser adaptados para telas de alto rendimento. No entanto, estas linhas celulares são susceptíveis à infecção apenas por priões murinos. O diagnóstico precoce da doença aumenta as chances de sucesso no tratamento de encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons. Até agora, as EET só são diagnosticadas com base nos sintomas clínicos. O diagnóstico pré-sintomático não existe e a fase sintomática, quando o diagnóstico é feito, ocorre numa fase consideravelmente avançada da doença, quando a infecção progrediu bem.

Em 1997, os pesquisadores propuseram que a biópsia das amígdalas poderia ser uma abordagem diagnóstica adequada para a DCJ variável ao descobrirem que a PrPSc resistente à protease poderia ser detectada no tecido tonsilar de pacientes com variante da DCJ. Foram relatadas quantidades detectáveis ​​de PrPSc na amígdala e no apêndice em estágios pré-clínicos de DCJ variável, sugerindo que a biópsia desses tecidos linfóides e de outros órgãos linfáticos poderia ser útil para o diagnóstico de doenças por príons em estágios assintomáticos. PrPSc foi encontrado em muitas amostras de músculo esquelético, baço e epitélio olfatório retiradas de pacientes com DCJ esporádica. Portanto, existe potencial para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico menos invasivos do que a biópsia cerebral para detecção de príons e EET.

Compreender as defesas contra os príons pode levar a encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou ao tratamento de doenças por príons

Os pesquisadores acreditam que a rápida eliminação dos príons do corpo pode ser uma defesa crítica contra a infecção por príons (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651 referência). Há evidências que sugerem que existe um mecanismo eficiente de eliminação de príons, já que camundongos negativos para PRNP (camundongos que não possuem o gene PRNP e, portanto, não podem produzir PrPC) que não podem replicar príons devido à falta de PrPC, eliminam príons introduzidos experimentalmente em quatro dias. Embora o mecanismo celular e as moléculas envolvidas na eliminação do prião não sejam conhecidos, há evidências que apontam para um possível mecanismo de eliminação do prião. Microglia são células especializadas do cérebro e do sistema nervoso central, que estão envolvidas na fagocitose: essas células engolfam e eliminam o lixo celular. Notavelmente, em fatias cerebelares depletadas de células microgliais por ablação farmacogenética, os níveis de príons aumentaram quinze vezes, em comparação com fatias cerebelares com microglia intacta. Isto indica fortemente o papel da microglia na remoção de príons do cérebro. Outras evidências do papel da microglia na eliminação de príons do sistema nervoso central vêm do papel das moléculas celulares envolvidas na fagocitose na eliminação de príons: o fator de crescimento epidérmico 8 do glóbulo de gordura do leite (Mfge8) é uma molécula envolvida na fagocitose de células apoptóticas. Camundongos sem fator de crescimento epidérmico 8 do glóbulo de gordura do leite eram altamente suscetíveis à infecção e patogênese por príons. A depuração de corpos apoptóticos diminuiu, o acúmulo de PrPSc e os títulos de príons aumentaram no cérebro desses camundongos. Assim, o fator de crescimento epidérmico 8 do glóbulo de gordura do leite é necessário para a eliminação do príon. É provável que outras moléculas que medeiam a fagocitose de células apoptóticas sejam necessárias para a eliminação de príons do cérebro.

Avanços na prevenção e cura de encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

A prevenção cem por cento eficiente de contrair uma EET é não ter a proteína príon PrP (Adriano Aguzzi* e Caihong Zhu. Cinco perguntas sobre doenças por príons. PLoS Pathog. Maio de 2012; 8(5): e1002651 referência). Esta abordagem tem sido utilizada eliminando o gene PRNP que codifica o PrP por manipulação genética. Cabras e ovelhas sofrem de tremor epizoótico. A primeira tentativa de apagar o gene PRNP foi feita por cientistas que clonaram um PRNP sem ovelha. No entanto, os animais clonados morreram após o nascimento. O gado sofre de encefalite espongiforme bovina. Em 2007, os cientistas tentaram a ablação do gene PRNP em células somáticas (não reprodutivas), seguida pela transferência do conteúdo nuclear em bovinos. Esta abordagem foi bem-sucedida, pois o gado viável foi estabelecido. Mais tarde, a interrupção genética direcionada do PRNP em cabras foi bem-sucedida, resultando em animais viáveis. Além de seu valor óbvio na pecuária, a RPPN sem animais é uma fonte segura de terapêutica biológica. Muitos medicamentos biológicos, como proteínas e anticorpos, são produzidos em animais ou em culturas de células; estes últimos são, no entanto, derivados de origem animal ou humana. Assim, existe um risco iminente de infecção por priões durante o tratamento com bioterapêuticos – que de outra forma se tornam cada vez mais valiosos no tratamento de muitas doenças e problemas de saúde graves. Por exemplo, a variante da DCJ é transmitida através de transfusão de sangue e produtos sanguíneos purificados. O advento de animais isentos de PrP para a produção de bioterapêuticos isentos de priões é, portanto, um avanço significativo na redução das encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por priões. Além disso, esses animais evitariam epidemias infelizes, como o surto de DCJ devido à ingestão de carne bovina infectada. Os avanços no tratamento das doenças por príons são lentos. Muitos compostos exibem propriedades anti-príon in vitro, e. em telas de cultura de células, incluindo vermelho Congo, anfotericina B, antraciclinas, poliânions sulfatados, porfirinas, poliaminas ramificadas, quebra-folhas beta, a especiaria curcumina e os análogos fosforotiolados de fita simples de ácidos nucléicos naturais (Aguzzi A, Calella AM. Príons: agregação de proteínas e doenças infecciosas. Physiol Rev 89: 1105–1152, 2009; doi:10.1152/physrev.00006.2009 referência). No entanto, a maioria não consegue demonstrar quaisquer efeitos anti-príon in vivo. A falta de eficácia pode dever-se a factores como actividade/eficácia in vivo insuficiente, farmacocinética, metabolismo e biodisponibilidade do medicamento e segurança/toxicidade dos potenciais medicamentos antipriões. Por exemplo, células de neuroblastoma tratadas com quinacrina e infectadas com tremor epizoótico em cultura tornam-se livres de priões. Contudo, a quinacrina não controla a infecção por príons em camundongos infectados com tremor epizoótico e pacientes com DCJ, e também é hepatotóxica. O controlo da infecção por priões pode ser alcançado, em teoria, através da alavancagem do sistema imunitário do hospedeiro – melhorando ou suprimindo certos parâmetros imunitários, dependendo do papel que desempenham na patogénese e controlo do prião. Tanto o sistema imunitário adquirido como o inato podem ser adaptados não só para controlar a infecção por priões, mas até para a prevenir. Essencialmente, quatro abordagens básicas estão em andamento experimentalmente:

• As células dendríticas foliculares nos órgãos linfóides hospedam e promovem a replicação do príon, portanto a remoção das células dendríticas foliculares diminuiria ou eliminaria a infectividade do príon.
• Melhorar a atividade imunológica inata contra a infecção por príon
• A remoção do PrPSc e/ou PrPC usando anticorpos anti-PrP, de modo que o PrPC não possa ser convertido em PrPSc
• A remoção de PrPSc e/ou PrPC usando agentes que se ligam a PrPSc e PrP, tornando-os indisponíveis para conversão e replicação de príons.

O rato de laboratório foi adaptado para um modelo de infecção por tremor epizoótico e, uma vez que todas as encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons mostram o mesmo mecanismo patogênico e envolvimento de órgãos linfáticos na propagação do príon, os resultados do modelo de rato com tremor epizoótico são considerados aplicáveis ​​para o controle potencial de todas as encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons. Além da adaptação do sistema imunológico inato e adquirido, a vacinação profilática também está sendo desenvolvida. As abordagens imunológicas adquiridas incluem imunização ativa e passiva. A exposição à proteína príon recombinante resultou em imunização ativa em camundongos, com atraso no início da doença por príon, embora a infecção permanecesse letal. A imunidade protetora contra príons, gerando intolerância ao PrP, é outra abordagem popular. As tentativas incluem a introdução da porção antigênica da proteína PrP juntamente com acompanhantes bacterianos. Os acompanhantes bacterianos são necessários para induzir a resposta imunogênica contra o antígeno príon. Vacina oral que consiste na proteína PrP juntamente com imunoglobulinas Ig A anti-PrP mucosais atenuadas (virulência diminuída) induzidas por Salmonella no intestino e Ig G anti-PrP sistêmica em camundongos. Foram alcançados títulos elevados de Ig A anti-PrP na mucosa e títulos elevados de Ig G no soro. Os camundongos foram desafiados com a cepa 139A do tremor epizoótico PrPSc por administração oral e permaneceram livres de sintomas por 400 dias. Foi observado em vários casos que a presença concomitante de duas porções de PrPC que diferem sutilmente antagoniza a replicação do príon. O mecanismo molecular por trás deste fenômeno ainda precisa ser decifrado. É possível que o PrPC ligeiramente variante ligue o PrPSc de entrada e impeça que ele esteja disponível para replicação. Esta hipótese foi testada num modelo de ratinho transgénico que expressa PrP de ratinho dimérico solúvel (duas unidades ligadas entre si por fusão com a porção Fc da Ig G1 humana) (referido como PrP-Fc2). Após o desafio com a infecção por príon, os ratos permaneceram livres da doença. O PrP-Fc2 não causou doença, nem se transformou numa isoforma de príon causadora de doença. Quando estes camundongos que expressam PrP-Fc2 foram retrocruzados com camundongos do tipo selvagem e a progênie foi desafiada com príons, a progênie resistiu ao desenvolvimento da doença, com uma redução de cem mil vezes no título de príons. Este controlo da infecção por priões foi observado tanto após desafio intracerebral como intraperitoneal com prião de tremor epizoótico e em duas linhas diferentes de ratinhos transgénicos que expressam PrP-Fc2, sugerindo que o PrP-Fc2 neutraliza o prião tanto no cérebro como no baço. O PrP-Fc2 não pode ser convertido na partícula de príon patogênica, insolúvel e resistente à protease PrPSc e, portanto, a explicação mais provável para o controle do príon por PrP-Fc2 é que ele se liga ao príon do tremor epizoótico PrPSc e, portanto, torna o PrPSc indisponível para ligação e conversão de PrPC em PrPSc. Foi realizada uma experiência paralela onde o gene que expressa PrP-Fc2 foi transferido por transferência genética lentiviral para o cérebro de ratinho. Quando estes ratinhos foram desafiados com prião do tremor epizoótico, o início e a progressão da infecção foram muito lentos, uma vez que a replicação do PrPSc diminuiu significativamente. Portanto, a transferência de genes somáticos PrP Fc-2 e outras moléculas antagonistas de priões podem neutralizar eficazmente a infecção por priões pós-exposição e controlar doenças por priões. Mais estudos revelarão o benefício terapêutico dos medicamentos antagonistas do príon na clínica.

Epidemiologia das encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou doenças por príons

A DCJ é a EET mais comum, ocorrendo uma em um milhão tanto nos EUA quanto no mundo (medscape: Doenças relacionadas ao príon. Autor: Tarakad S Ramachandran, MBBS, FRCP, FRCPC; Editor Chefe: Niranjan N Singh, MD, DM referência). Cinco por cento das EET são de natureza adquirida. As doenças priônicas decorrentes da herança autossômica dominante de mutações no gene PRNP causam EETs familiares. As EET familiares ou hereditárias como Gerstmann-Sträussler-Scheinker e a insónia familiar fatal são muito mais raras. Dez por cento dos casos de DCJ são de natureza familiar. A DCJ Varaint foi relatada pela primeira vez em 1996. Até o momento, foram relatados duzentos e vinte e nove pacientes variantes da DCJ de doze países. Em 2 de junho de 2014, a grande maioria dos casos, totalizando cento e setenta e sete, são do Reino Unido, com quase todos os casos restantes de toda a Europa, e um de cada Japão, Arábia Saudita e Taiwan. Acredita-se que dois em cada quatro casos nos Estados Unidos da América resultem do consumo de carne bovina (http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/vcjd/epidemiology.htm ref) Como já foi mencionado, até ao momento não existe cura ou método preventivo disponível para as doenças causadas por priões e as EET são invariavelmente progressivas e letais. A duração da doença e a sua gravidade dependem do tipo de EET: esporádica, adquirida ou familiar. A DCJ esporádica ocorre durante um período médio de 8 meses, enquanto a variante da DCJ ocorre durante um período médio de 14 meses. A DCJ familiar ocorre durante um período médio de 26 meses. A duração média do Gerstmann-Sträussler-Scheinker é comparativamente maior, 60 meses. Todas as raças são suscetíveis às EET. A suscetibilidade à doença priônica também se baseia na origem racial. Duas populações são excepcionalmente suscetíveis à DCJ. Os israelitas da Líbia e certas populações de origem eslovaca relatam uma incidência de DCJ sessenta a cem vezes superior à habitual. Estudos de caso controlado refutam o raciocínio original de que a elevada incidência de DCJ nestas populações se devia à dieta contendo priões. Posteriormente, a verdadeira explicação foi encontrada: estas pessoas carregam mutações no códon 200 no gene PRNP, tornando-as altamente suscetíveis à infecção por príon. Nas pessoas portadoras desta mutação, a DCJ é caracterizada por neuropatia periférica, além da fisiopatologia normal da DCJ observada em pessoas de todas as raças. A doença priônica adquirida, como a variante da DCJ, surgiu no Reino Unido a partir do consumo de carne bovina de vacas que sofrem de encefalopatia espongiforme bovina e é encontrada quase exclusivamente na Europa. Biologicamente, tanto homens como mulheres são igualmente susceptíveis às encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) ou às doenças priónicas. As EET podem ocorrer em pessoas de uma ampla faixa etária, dos 17 aos 83 anos. A idade média de início da DCJ foi relatada como 62 anos. A incidência de DCJ esporádica é de um em um milhão na população geral, mas é maior nas populações mais velhas entre 60 e 74 anos, com cinco casos em um milhão. A idade média de início da variante da DCJ é de 28 anos. A idade média de início das doenças familiares por príons, como DCJ familiar, Gerstmann-Sträussler-Scheinker e insônia familiar fatal, é de 45 a 49 anos.