В середине XX века в горах Новой Гвинеи происходило нечто необъяснимое. Среди племени форе началась загадочная болезнь: люди теряли координацию, хохотали без причины и вскоре умирали. Смертность достигала двух процентов населения в год.
Причина была - в специфике их питания (об этом подробнее поговорим ниже). И никакая термическая обработка им не помогала. Потому что это не было ни бактериями, ни вирусами, которых можно уничтожить.
Прионы - это отдельный класс патогенов. За их открытие в 1997 году получил Нобелевскую премию американский врач Стенли Прузинер. Именно он открыл новый вид биологической инфекции и объяснил ее механизм.
Ученый доказал, что болезни, подобные гвинейской, вызывает не вирус, не бактерия и даже не грибок. А ошибка в собственных белках человека.
Почему прионы хуже вирусов? Потому что все болезни, которые они вызывают - неизлечимы. И потому что они мельче вирусов, а значит и проникать могут эффективнее, минуя барьеры. И они способны размножаться без ДНК.
Не живые, но убивающие
Прионы — это особый класс инфекционных агентов, которые вообще нельзя назвать живыми. Это просто белки, но с «неправильной» формой. И если они встречают нормальный белок того же типа, то заставляют его тоже сложиться неправильно.
Представьте, если бы увидели, как бумажный кораблик, сложенный с ошибкой, «учит» все остальные складываться криво, копируя свою ошибку. И все другие кораблики начинают за ним повторять.
Но только наш организм - это не флотилия корабликов. Замена белков здесь приводит к катастрофе. Бесконтрольное копирование неправильных белков запускает лавину.
Один белок искажает форму другого, потом третьего — и цепная реакция превращает мозг в губчатую ткань, усеянную микроскопическими пустотами.
Прионы — единственные инфекционные агенты, у которых нет ДНК и РНК, но они всё равно «размножаются».
Прузинер писал:
«Прионы – это протеиновая инфекционная частица… Идея о том, что белок без ДНК или РНК может передавать заболевание, казалась ересью, когда я начал её продвигать».
Учёное сообщество долго сомневалось, но факты победили скептиков.
Фантастически живучи, хоть и мертвы
Если вирусы можно убить кипячением, радиацией или антисептиком, то прионы — нет. Они выдерживают три часа кипячения при 100 °C, спокойно живут в формалине больше двух лет, не реагируют на ультрафиолет и дезинфектанты.
В почве остаются заразными до 16 (!) лет. Уничтожить их можно только щелочным раствором и автоклавированием (так называют метод стерилизации в герметичной камере при высокой температуре 120+ °C) в течение 18 минут.
Иммунитет их не видит. Ведь это белки — свои, родные, просто «неправильно сложенные». Поэтому организм не вырабатывает антитела. А лекарств и вакцин против прионных инфекций пока не существует.
Смертность — стопроцентная. Болезнь может десятилетиями сидеть тихо, а потом проявиться — и за несколько месяцев разрушить мозг.
От «смеющейся смерти» до коровьего бешенства
Самая известная прионная болезнь — болезнь Крейтцфельдта–Якоба. Начинается с рассеянности, тревожности, бессонницы — и за год превращает человека в беспомощного пациента с потерей памяти и речи.
Заражаются либо съев инфицированный головной или спинной мозг животных, либо медицинским способом, если были использованы нестерильные хирургические инструменты. Также есть случаи этих заболеваний из-за переливания крови.
Сейчас болезнь Крейтцфельдта–Якоба встречается редко — один-два случая на миллион человек в год.
Есть и её наследственная форма — фатальная семейная бессонница. Человек перестаёт спать вообще. Организм изматывается, а мозг буквально сгорает от перегрузки.
Обусловлена мутациями в гене PRNP, кодирующем белок PrP. Прионы сами начинают размножаться в организме и его убивать.
А первая открытая прионная болезнь — куру, та самая «смеющаяся смерть» у племени форе.
Позже выяснилось, что причина в ритуальном поедании мозгового вещества умерших родственников (с их разрешения, пока они были еще живыми). Считалось, что это помогает «сохранить душу».
Когда такую практику запретили, болезнь исчезла сама — но её тайна помогла понять принцип работы прионов.
У животных самая известная история — «коровье бешенство». В Великобритании в конце 1980-х заражённой мясокостной мукой кормили скот. В итоге погибло более 180 тысяч коров, а 178 человек заразились через мясо.
«Патологическая форма белка действует как конформационный шаблон, заражая нормальные белки, — писал нейробиолог Джеффри Уоллес. — Это словно ошибка, которая учит других ошибаться».
К счастью, сегодня риск заразиться через пищу минимален: жёсткий контроль кормов, ветеринарные проверки и строгие санитарные нормы почти исключили подобные вспышки.
Можно ли вылечить прионные болезни
Нет. Все прионные заболевания — неизлечимы. Сейчас учёные ищут молекулы, которые могли бы заставить белки вернуть правильную форму, но пока результаты только лабораторные.
Парадокс природы в том, что похожие механизмы встречаются и у здоровых существ. У дрожжей прионоподобные белки помогают переживать стресс, а у морских моллюсков и плодовых мушек белок CPEB участвует в формировании памяти. У человека похожим образом работает белок MAVS, который активирует противовирусную защиту.
Получается, сама природа придумала прионный механизм задолго до того, как он стал опасным. Просто в один момент полезная функция дала сбой — и появилась белковая инфекция.
Прионные болезни пугают своей нелогичностью. Они напоминают: мы живём в мире, где даже ошибка в одной молекуле способна разрушить целую личность. Но они же показывают, что граница между «живым» и «неживым» — вовсе не чёрно-белая. Есть какая-то серая зона.
Прионы не живут. Но они распространяются. Не думают, не растут, не дышат — и при этом действуют точнее любого убийцы.
Я запустил канал в MAX. Там я не дублирую материалы из Дзена. В канале публикую интересные факты, научные мемы и шутки. Если пользуетесь новым российским мессенджером - присоединяйтесь! Буду рад всех видеть!