პრიონული დაავადებები

ისტორიული ცნობები. თანამედროვე მედიცინისა და ვეტერინარიის ერთ-ერთი უმწვავესი პრობლემა პრიონული პათოლოგიებია. პრიონული დაავადებები – ადამიანებისა და ცხოველების ლეტალური ნეიროდეგენერაციული პათოლოგიების ჯგუფია, რომლის გამომწვევია ექსტრემალური ფაქტორების ზემოქმედებისადმი ზედმიწევნით მდგრადი დაბალმოლეკულური ცილები – პრიონები (PRION – PROTEINACEOUS INfECTIOUS PARTYClE).

დაინტერესება პრიონული დაავადებების მიმართ დაკავშირებულია დიდ ბრიტანეთში მსხვილი რქოსანი პირუტყვის ღრუბლისებრი ენცეფალოპათიის მასობრივ გავრცელებასთან, რასაც მოჰყვა კრეიტცფელდტ-იაკობის დაავადების „ახალი (ატიპიური) ფორმის“ აღმოცენება ადამიანებში და მისი ზვავისებრი გავრცელება დასავლეთ ევროპის მრავალ ქვეყანაში.

მეცნიერების პრიონული ნოზოლოგიებით დაინტერესება განაპირობა ე.წ. „დუნე“ ინფექციების შესწავლამ, რაც ბ.შიგურდსსონ-ის სახელთან არის დაკავშირებული. ბ.შიგურდსსონ-მა 1954 წელს ინგლისში წაიკითხა ვრცელი მოხსენება საკუთარი ხანგრძლივი დაკვირვებების შესახებ, რომელიც ეძღვნებოდა 3 ნოზოლოგიის შესწავლას. ნოზოლოგიათა შორის მოხსენიებულია ცხვრის მეტად მძიმედ და ხანგრძლივად მიმდინარე პრიონული დაავადება – სკრეპი. დამუშავებული მასალების საფუძველზე ბ.შიგურდსსონ-მა შემოიღო ცნება „დუნე“ ინფექციებზე და მათ ძირითად კრიტერიუმებზე. დ.ჩ.გაჯდუსეკ, ვ.ძიგას 1957 წ. და სხვა მკვლევარებმა ახალი გვინეის აღმოსავლეთ ნაწილში – ფორეს ენობრივ ტომში აღწერეს თვისობრივად ახალი დაავადება, რომელიც კურუს სახელწოდებით იყო ცნობილი. შემდგომ მათ შეისწავლეს კრეიტცფელდტ-იაკობის დაავადება და დაადგინეს მისი ინფექციურობა. სწორედ კურუს შესწავლისას საბოლოოდ ჩამოყალიბდა ადამიანის ტრანსმისიური სპონგიოფორმული ენცეფალოპათიის კონცეფცია. პრიონული დაავადებების შესწავლის ესტაფეტა შემდგომ ამერიკელმა ნევროპათოლოგმა S.Prusiner-მა „ჩაიბარა“, რომელმაც 1982 წელს ჩამოაყალიბა პრიონული თეორია და დაადგინა, რომ სპონგიოზური ენცეფალოპათიების აღმძვრელები ცილისმაგვარი ინფექციური ნაწილაკებია, რომლებსაც პრიონები უწოდა. 1985 წელს C.veissman-მა და მისმა თანამშრომლებმა გამოყვეს და შეისწავლეს პრიონული პროტეინის მაკოდირებელი გენი, რომელიც ადამიანის მე-20 ქრომოსომაში იყო ლოკალიზებული. მოგვიანებით შესწავლილ იქნა ძუძუმწოვრების და ფრინველების ჰომოლოგიური გენები.

პრიონების ბუნება, სტრუქტურა და მოქმედების მექანიზმი. პრიონი სრულიად ახალი ტიპის ინფექციური აგენტია, რომელიც „პატრონი“ – ორგანიზმის კონფორმაციულად შეცვლილი ცილოვანი მოლეკულაა. დღემდე ცნობილი ინფექციური აგენტებისაგან განსხვავებით, ისინი არ შეიცავენ გენეტიკური ინფორმაციის მატარებელ ნუკლეინის მჟავებს. ექსპერიმენტულად დადგენილია, რომ დაავადების გამომწვევია პათოგენური პრიონ-პროტეინი, რომელსაც ტრანსმისიის უნარი გააჩნია და წარმოადგენს უჯრედების მემბრანაზე არსებული ნორმალური პრიონ-პროტეინების კონფორმაციულად შეცვლილ ვარიანტს.

უჯრედული პრიონები სხვადასხვა ტიპის უჯრედების მემბრანებზე ექსპრესირებულ სიალო-გლიკოპროტეინებს წარმოადგენენ, რომელთა მოლეკულური მასა 33-35 კდ-ს შეადგენს. უჯრედული პრიონული მოლეკულა დაახლოებით 254 ამინომჟავისგან შედგება, რომელსაც 22-წევრიანი ნ-ტერმინალური სასიგნალო ფრაგმენტი გააჩნია. უჯრედული PRPC-ს არსებობა დადგენილია მრავალი სახეობის ძუძუმწოვარაში, ფრინველებსა და უმდაბლეს ეუკარიოტებში. ამასთან, გენი, რომელიც ახდენს PRPC -ს კოდირებას, ლოკალიზებულია მხოლოდ ერთ ეკზონში. ადამიანებში აღნიშნული გენი იმყოფება მე-20 ქრომოსომაზე. მისი სტრუქტურა 3 ალფა, 2 ბეტა – ჯაჭვისა და მათი დამაკავშირებელი დისულფიდური ხიდაკით არის წარმოდგენილი. ნორმალური პრიონული მოლეკულა მუდმივად განიცდის განახლებას და მისი ნახევარდაშლის პერიოდი 5-6 საათია.

პრიონების პათოლოგიური მოლეკულები უჯრედული პრიონ-პროტეინების კონფორმაციულად შეცვლილი ფორმებია, რომელთა არქიტექტურაში ჭარბობს ნაკეცფენოვანი სტრუქტურა (43%-ზე მეტი, ნორმალური იზოფორმისაგან განსხვავებით, რომელშიც 3%-ს აღწევს). აღნიშნული უზრუნველყოფს მათ არნახულ მდგრადობას ექსტრემალური ფაქტორების ზემოქმედების მიმართ. ისინი უძლებენ დუღილს, გამოშრობას, გაყინვას, რადიაციულ და მაიონიზირებელ ზემოქმედებას, ქიმიური რეაგენტების – სპირტის, ფორმალდეჰიდის, მჟავების ზეგავლენას. პრიონები ბუნებაში არსებულ ინფექციურ აგენტებს შორის ყველაზე მაღალი მდგრადობით ხასიათდებიან.

პრიონული დაავადებები უნიკალური თავისებურებებით გამოირჩევიან, რაც ერთდროულად ინფექციური და გენეტიკური ხასიათის ბუნებაში აისახება.

პრიონების პათოგენურ მოქმედებას საფუძვლად უდევს ზოგადბიოლოგიური მნიშვნელობის მქონე თვისება – ცილის მეორეული და მესამეული სტრუქტურის კონვერსია, რასაც თან ახლავს მათი ფუნქციონირების ძირეული ცვლილება. ასეთი სტრუქტურული გარდაქმნა უზრუნველყოფს იმას, რომ სასიცოცხლო დანიშნულების მქონე პროტეინები სიკვდილის განმსაზღვრელ ცილებად გარდაიქმნებიან. ნორმალური პრიონული ცილის (PRP)გადასვლა ინფექციურ ფორმაში (PRSC) პოსტტრანსლაციური მოდიფიკაციის პროცესია, რაც მათი ფიზიკური ურთიერთქმედების პირობას წარმოადგენს. მისი პათოლოგიური და უჯრედული ფორმების ჰომოლოგიურობა პრიონული დაავადებების სახეობრივი ბარიერის არსებობას განსაზღვრავს.

პათოლოგიური პრიონის ნებისმიერი გზით მოხვედრისას, ინფექციური აგენტი თავდაპირველად იმუნურ ორგანოებში – ნუშისებრ ჯირკვლებში, თიმუსში, ლიმფურ კვანძებში და, განსაკუთრებით დიდი რაოდენობით, ელენთაში გროვდება. მეცნიერული დაკვირვებები ცხადყოფს, რომ დიფერენცირებული ლიმფოციტები მონაწილეობენ პრიონულ ნეიროინვაზიაში. ალიმენტური გზით დასნებოვნებისას პრიონები წვრილი ნაწლავების პეიერის ფოლაქებიდან სხვა ლიმფოიდურ ქსოვილებში გადადიან. ლიმფოიდური ქსოვილებიდან პრიონული პროტეინები ნეირონების აქსონებამდე აღწევენ, რომლებშიც ისინი ნეირონების ნორმალური კომპონენტების ხარჯზე საკუთარი ასლების რაოდენობრივ ზრდას განაპირობებენ. პრიონების პათოგენური ვარიანტები აქსონების გასწვრივ ანტეგრადულად ტრანსპორტირდებიან და კრიტიკული კონცენტრაციების მიღწევისას თავდაპირველად ზურგის ტვინში, მოგვიანებით კი – თავის ტვინში მოხვდებიან. აღსანიშნავია, რომ ტვინში პრიონების გადატანა ჰემატოგენური გზითაც ხორციელდება, თუმცა, პერიფერიულ სისხლში დაავადების მძიმე პერიოდშიაც კი ცვლილებები არ აღინიშნება. თავის ტვინში Prsc უჯრედშიგა დაგროვება და მისი შემდგომი ოლიგომერიზაცია ნეირონების ღრუბლისებრი დისტროფიის, ნეირონების კვდომისა და ასტროციტული გლიოზის საწინდარია. პრიონული დაავადებების ხანგრძლივი მიმდინარეობის დროს ყველაზე მეტად გამოხატულია ნეირონების რიცხვის შემცირება და ვაკუოლიზაცია, რასაც თან სდევს სპონგიოზური სტატუსის ჩამოყალიბება და თავის ტვინის ციტოარქიტექტონიკის სრული გარდაქმნა. საინტერესოა ის ფაქტი, რომ ტვინში ნეირო-დეგენერაციული პროცესების განვითარებას ანთებითი რეაქციების ჩამოყალიბება არ სდევს, რაც ნეირონების აპოპტოზური ლიკვიდაციით აიხსნება.

დღეისათვის ცნობილია პრიონებით გამოწვეული დაავადებების (პრიონოპათიების) 2 ძირითადი ჯგუფი: ტრანსმისიური ღრუბლისებრი ენცეფალოპათიები და ჩანართების მქონე პრიონ-ასოცირებული მიოპათიები. ადამიანის ტრანსმისიული სპონგიოზური ენცეფალოპათიები შემდეგ ნოზოლოგიურ ერთეულებს მოიცავენ: კრეიტცფელდტ-იაკობის დაავადებას, კურუს, გერსტმან-შტრაუსლერ-შაინკერის სინდრომს, ფატალურ ოჯახურ უძილობას, ამიოტროფულ ლეიკოსპონგიოზს (მიოტჩის დაავადებას) და სხვ.

ცხოველთა პრიონული დაავადებებიდან აღწერილი და შესწავლილია სკრეპი, მსხვილი რქოსანი პირუტყვის ღრუბლისებრი ენცეფალოპათია, კატის ღრუბლისებრი ენცეფალოპათია და წაულას ენცეფალოპათია.

დიაგნოსტიკა. მედიცინასა და ვეტერინარიაში პრიონული დაავადებების დიაგნოსტიკა განსაკუთრებულ პრობლემად რჩება.

სამედიცინო პრაქტიკაში პრიონულ დაავადებათა დიაგნოსტიკის ძირითად მეთოდად სეროლოგიური გამოკვლევებია მიჩნეული. ამ მიმართულებით კვლევები მიმდინარეობს იმუნოფერმენტული ანალიზით პრიონული ცილების აღმოსაჩენად და მონოკლონური ანტისხეულების ბაზაზე დიაგნოსტიკუმების დასამზადებლად; თუმცა, დღემდე ჩატარებული გამოკვლევები უშედეგო აღმოჩნდა, ვინაიდან არ იძლევიან სარწმუნო შედეგებს.

პრიონულ დაავადებათა დიაგნოსტიკის პროგრესულ მიმართულებად ითვლება შარდში PRPSC ცილის აღმოჩენა, რომელიც კომერციული თვალსაზრისით ძნელი განსახორციელებელია და ამიტომ დასრულებისა და გამარტივების სტადიაზე იმყოფება.

მკურნალობა. პრიონული დაავადებების მკურნალობის საკითხი გადაუჭრელ პრობლემად რჩება, ვინაიდან არ მოიპოვება ისეთი პრეპარატები, რომლებიც შეაკავებდნენ პრიონული პათოლოგიების განვითარებას.

თანამედროვე პერიოდში პრიონული ინფექციების მკურნალობის ეფექტური მეთოდების შემუშავებისათვის კვლევა-ძიება სამი ძირითადი მიმართულებით მიმდინარეობს.

– პრიონული ცილის პროდუქციის დათრგუნვა P PrP -ს საწინააღმდეგო ოლიგონუკლეოტიდებით;

– ნორმალური P PrP ცილის კონფორმაციული ცვლილების დაბლოკვა;

– პათოგენური პრიონული ცილის აქტიური ცენტრის შებოჭვა.

 

მ. სოხაძე,

აგრარული უნივერსიტეტის

დოქტორანტი;

ლ. ავალიანი