Bioquímica: ¿cómo se transportan los priones a la célula?

Las enfermedades priónicas son muy mal entendidas **, especialmente aquí en Quora. Esto se debe en parte a que la proteína del prión a menudo se denomina “agente infeccioso” (ya que las enfermedades priónicas son transmisibles), lo que puede ser un poco confuso.

Para una mejor comprensión de la enfermedad y su base molecular, sugiero ver estas increíbles conferencias de Susan Lindquist.

Dicho esto, aquí hay algunos hechos rápidos:

  • Solo hay un prion establecido que es infeccioso para los humanos (PrP)
  • Las proteínas de Prion encontradas en los hongos son las más caracterizadas
  • Una isoforma alternativa de Prp ([math] Prp ^ {Sc} [/ math]) es responsable de la enfermedad [hipótesis de prion-only]
  • [math] Prp ^ {Sc} [/ math] convierte PrP normal en forma enferma ([math] Prp ^ {Sc} [/ math])
  • La Prp normal es una proteína anclada a GPI, presente en numerosos tejidos, incluidas las células linfoides.
  • La caracterización de las proteínas de priones fúngicos ha progresado a un ritmo rápido debido a sus tasas de crecimiento rápido.
  • Sin embargo, hay muchas diferencias entre los priones de levadura y mamífero. Los priones de levadura, (a) no causan enfermedad, (b) no transmiten de una célula a otra.

Hay tres preguntas principales relacionadas con el transporte de priones:

  1. ¿Cómo ocurre la absorción de priones en el intestino?
  2. ¿Cómo viaja la proteína del intestino al cerebro? ***
  3. ¿Cómo se diseminan dentro del cerebro?

*** algunos investigadores piensan que es esencial que los priones sean transportados a los ganglios linfáticos / bazo antes de afectar el SNC.

Las respuestas a las preguntas anteriores no se conocen. Sin embargo, hay algunas hipótesis.

Absorción de priones del tracto gastrointestinal:
Se sabe que las células en el tracto GI facilitan la absorción, debido a la alta concentración de vesículas secretoras. [Enfermedades de Prion y el tracto gastrointestinal]

Transporte celular de priones

  • Los prps se mueven en vesículas unidas a la membrana. Entonces, una hipótesis popular es por medio de transcitosis o usando exosomas.
  • En 2004, se identificó una comunicación intercelular de larga distancia llamada túnel nanotubos [TNT] en células de mamíferos. Los TNT están hechos principalmente de actina y pueden formarse entre diferentes tipos de células. Es uno de los mecanismos de transporte propuestos desde el intestino hasta el cerebro y dentro del cerebro.

Transporte de PrPSc a través de TNT, un mecanismo de propagación alternativo durante la neuroinvasión. Los estudios en nuestro laboratorio sugieren que los TNT permiten el transporte intracelular de PrPSc entre las células dendríticas y las neuronas y entre las neuronas (ver recuadro). El mecanismo exacto de transporte aún no se ha determinado. Por ejemplo, todavía no está claro si PrPSc se transporta estrictamente dentro de vesículas endocíticas, o si puede deslizarse a lo largo de la superficie o transportarse como agregados dentro de los tubos. Del mismo modo, los tipos de motores utilizados, así como los posibles mecanismos de puerta de entrada a las células receptoras no se conocen. Debido a la alta propensión de los países en desarrollo a formar TNT con diferentes tipos de células, proponemos que los TNT podrían desempeñar papeles importantes en la administración de PrPSc a los tipos de células adecuados a lo largo de la ruta de la neuroinvasión. Por ejemplo, las DC podrían administrar PrPSc desde los sitios de entrada periféricos a los FDC en los tejidos linfoides secundarios (2) o de una manera menos eficiente, ocasionalmente podrían transportar PrPSc directamente al PNS (1). También podrían unir las redes FDC inmóviles y el PNS (3), ya que hemos demostrado que las DC pueden formar TNT con células nerviosas. Finalmente, una vez que PrPSc ha alcanzado su destino final dentro del SNC, los TNT podrían desempeñar un papel final en la propagación de PrPSc dentro del cerebro entre las neuronas y posiblemente entre las células neuronales y los astrocitos (4). De: Túneles de nanotubos

En resumen: se sabe muy poco sobre la velocidad con la que viajan los priones o la rapidez con la que infecta. Se sabe que la TNT, la exocitosis, la transcitosis y la comunicación directa célula-célula desempeñan un papel en el transporte intercelular de priones.

** Esta desinformación no se limita a las enfermedades priónicas sino también al plegamiento y agregación de proteínas. Yo (entre otros) he escrito bastante sobre esto en el último año, pero no creo que haya cambiado mucho.

PrP (la proteína priónica) es una proteína de la superficie celular que está unida a la membrana plasmática (a través del anclaje GPI). Nadie sabe qué hace normalmente esta proteína, pero todas las neuronas la expresan en su superficie. Ahora, para su pregunta, la PrP sufre endocitosis normal y se recicla constantemente (cada pocos minutos, cualquier molécula dada ingresa a la célula a través de endocitosis). Entonces, la PrP monomérica ingresa constantemente a la célula.

En el contexto de la enfermedad priónica, donde PrP se agrega con PrP que está en la conformación enferma o de desecho, la PrP extracelular se expone de alguna manera a otras moléculas de PrP en la conformación enferma y esa exposición convierte realmente PrP monomérica normal en la conformación enferma. Entonces, la idea es que la PrP se agrega de forma extracelular en la conformación de la enfermedad y luego se ingresa en la célula, pero esto no ha sido y es muy difícil de probar. De hecho, el mecanismo de toxicidad debido a PrP aún no se ha establecido (algunos dicen que causa la permeabilidad de la membrana, algunos dicen que es estresante que la célula tenga agregados).