Впервые исследователь столкнулся с якобы «медленным вирусом» в 1972 году, когда приступил к работе в отделении неврологии Калифорнийского университета (Сан-Франциско). Всего через два месяца после начала работы у него умерла пациентка от необратимых повреждений мозга, вызванных болезнью Крейтцфельдта-Якоба. Именно тогда он узнал, что ученые до сих пор не уверены, что эту болезнь вызывают именно вирусы. И честолюбивый молодой врач решил, что открытие молекулярной структуры возбудителя CJD (такой английской аббревиатурой обозначается в литературе БКЯ) станет хорошим началом самостоятельной научной карьеры.
Два года работы с литературой позволили Прузинеру понять, что это будет непросто. Тем не менее, он открыл свою лабораторию в 1974 году, хотя для поддержки работ по изучению БКЯ ему пришлось писать заявки на гранты по глутаматному метаболизму. «Скучно, но у меня был опыт», – пишет Прузинер.
В итоге первая статья о выделении нового агента – белка-приона – вышла только в 1982 году. И именно Прузинер стал автором термина «прион». Это название происходит от «склейки» двух английских слов: proteinaceous infection (белковая инфекция). Статья вызвала настоящую бурю, еще бо?льшую, чем была после объявления о догадках, которые сделали Альпер и Гриффит – медицина вообще консервативна, но предположить, чтобы заболевания передавались белками?! Далеко не все приняли эту концепцию. Собственно говоря, Гайдушек так и не признал открытие Прузинера вплоть до своей смерти в 2008 году.
Десять лет спустя (то есть в 1992 году) Прузинер выпустил солидный итоговый труд – «Молекулярную биологию прионных болезней». Ну а еще через пять лет пришла долгожданная и очень желанная награда. За раскрытие тайны прионов Стэнли Прузинер в 1997 году удостоился Нобелевской премии, а возбудитель болезни – упоминания в формулировке Нобелевского комитета: «За открытие прионов, нового биологического принципа инфекции».
«Люди часто спрашивают меня, почему я упорствовал в исследовании столь спорного предмета. Я обычно отвечаю, что всего лишь нескольким ученым выпала великая удача изучать темы, столь новые и необычные, что только небольшое число людей может осознать значение таких открытий с самого начала. Я – один из тех по-настоящему везучих ученых, которому представилась особая возможность работать над такой проблемой – проблемой прионов», – говорил на своей Нобелевской лекции Прузинер.
Прионы, как выяснилось – это не новая форма жизни, а собственные белки человека, ставшие патогенными из-за изменения своего пространственного строения, конформации. Оно может быть вызвано разными причинами – от внешних воздействий до генетических изменений. В своей неинфекционной форме прионы входят в состав нормальной нервной ткани. Но как только в организм попадают прионы в инфекционной форме, они резко увеличивают свою численность, придавая инфекционную конформацию своим ранее безобидным копиям, имеющимся в нейронах. В результате в мозге постепенно накапливается огромное количество нефункционального белка, делающее невозможной работу нервных клеток. Из-за их гибели в мозге и появляются характерные «дыры».
Куру так и осталась очень ограниченным и обособленным «уделом» племени форе, а вот скрепи, коровье бешенство и болезнь Крейтцфельдта-Якоба, встречаемая у людей, есть и сейчас. Выделяют несколько ее форм, различающихся происхождением: классическую (возникает спонтанно, 85 % всех случаев БКЯ), наследственную (возникают мутации в гене PRNP человеческого прионного белка, 10–15 % случаев) и новый вариант (то самое коровье бешенство, которым заражаются при поедании прионсодержащей говядины). Ранее, когда еще не знали о происхождении БКЯ, встречались ее ятрогенные варианты, когда патогенные прионы распространяли в процессе медицинских манипуляций или в составе препаратов из тканей и биологических жидкостей животных/человека.
Несмотря на то, что сейчас мы знаем о прионных заболеваниях достаточно много, разобрались в их молекулярном происхождении и поняли, как можно обезопаситься хотя бы от тех форм, которые поддаются профилактике, лечить их мы не научились. Более того – сейчас пришли к мнению, что прионы способны образовывать в мозге бляшки, подобные тем, которые встречаются при болезни Альцгеймера.
Совсем недавно стало ясно, что прионы также вызывают пигментный ретинит – дегенеративное заболевание сетчатки, которое, как считалось, вызывается проникновением в глаз клеток микроглии, которые разрушают фоторецепторные клетки. Исследователям удалось выяснить, что интенсивное накопление молекул прионов вблизи сетчатки, происходившее одновременно с ее прогрессирующим разрушением, свидетельствует о том, что пигментный ретинит – это еще одно прионное заболевание.
Появились и идеи насчет того, как прионные заболевания лечить.
В августе 2019 года стало известно, что исследователи из США смогли замедлить течение прионных болезней у модельных животных. Очередная попытка использовать для этого антисмысловые олигонуклеотиды на сей раз увенчалась успехом. Работа, сулящая прорыв в терапии, была опубликована в журнале JCI Insight.
Идея антисмысловой терапии заключается в следующем. Как известно, синтез белка происходит по схеме: информация об аминокислотной последовательности закодирована в гене. Она считывается РНК, после чего на матрице РНК в рибосоме синтезируется белок. Если ввести в организм так называемые антисмысловые нуклеотиды, то они свяжутся с матричной РНК и не позволят рибосоме считать с нее структуру белка: трансляция адресного гена блокируется. В итоге нужный нам белок не синтезируется.
Сотрудники Национального института аллергии и инфекционных заболеваний и Института Броуда использовали подобные олигонуклеотиды в борьбе с мышиной моделью скрепи (почесуха овец). В этом случае мыши сначала заражались непосредственной инъекцией препарата гомогенизированного мозга мышей со скрепи в терминальной стадии, а затем им вводили профилактическую инъекцию антисмысловых олигонуклеотидов (ASO) к гену прионного белка Prnp непосредственно в желудочки мозга.
Предыдущие попытки использовать антисмысловую терапию проводились постоянным введением небольших доз и не принесли особого успеха. На этот раз авторы исследовали два других метода. В первом мышам делалась однократная инъекция большой дозы препарата примерно на 120-й день жизни – незадолго до обычного времени первого появления симптомов у мышей линии скрепи. В этом случае появление симптомов удалось отодвинуть на 55 процентов (87 дней). Во втором случае мышам делались инъекции каждые 2–3 месяца. Как отмечают авторы, в этом случае продолжительность жизни экспериментальных животных увеличивалась на 61–98 процентов.
Если учесть, что прионные заболевания, как правило, вообще неизлечимы, это – очень хороший результат. Особую важность он обретает в свете совсем недавней работы, показывающей прионный характер распространения болезни Паркинсона из кишечника по блуждающему нерву в мозг.
Дело в том, что в июне 2019 года исследователи из Института клеточной инженерии Университета Джонса Хопкинса опубликовали в журнале Neuron, одном из топовых изданий в области нейробиологии, статью, в которой они экспериментально показали, что болезнь Паркинсона может зарождаться в кишечнике и затем по блуждающему нерву постепенно проникать в мозг.
