Role of polymorphic variants of the prion protein on the resistance-susceptibility to prion infection

Un acontecimiento fundamental en la patogenesis de las Encefalopatias Espongiformes Transmisibles (EETs) es el cambio conformacional de la proteina prionica celular (PrPC) en una proteina prionica patogena (PrPSc) que es capaz de autopropagarse mediante la conversion de mas PrPC en PrPSc. Es bien sabido que ciertos cambios aminoacidicos en la secuencia de la PrPC asi como las cepas de priones pueden modular la eficiencia de conversion de la PrPC.El objetivo principal de esta tesis es mejorar nuestra comprension de los mecanismos moleculares que gobiernan la sceptibilidad/resistencia a la infeccion con priones. Para ello, generamos un panel de lineas de raton transgenico (Tg) que expresan la PrPC de cabra de tipo salvaje (wt) o variantes de la PrPC debidas a cambios puntuales de aa (I/M142, R/H154, R/Q211, Q/K222, Q/R171 y N/K176). Estas lineas Tg fueron desafiadas con varias cepas de priones y sus susceptibilidades se evaluaron y se compararon a fin de determinar el papel individual de cada variante en la susceptibilidad a la infeccion con priones. En paralelo, realizamos inoculaciones experimentales en cabras que expresaban diferentes polimorfismos de la PrPC con un caso de campo de tembladera clasica o con un aislado de Encefalopatia Espongiforme Bovina (EEB) de cabra y sus resultados se compararon con los obtenidos en los ratones Tg para asi confirmar en el huesped natural (cabra) la fiabilidad de nuestros modelos de raton Tg.Los ratones de cabra Wt-Tg501 replicaron todos los aislados de tembladera y EEB inoculados manteniendo sus propiedades ioquimicas lo que indica que esta linea es un buen modelo para el estudiar la susceptibilidad de las cabras y ovejas a diferentes cepas de la tembladera y EEB asi como para caracterizar las cepas de priones que afectan a estos rumiantes. Los estudios de transmision en los ratones Tg que expresan diferentes variantes polimorficas de la PrPC demostraron que la sustitucion aa Q/K222 confiere resistencia contra la tembladera clasica y las EEB clasica y EEB-L de vaca pero no contra la tembladera atipica o EEB adaptada a cabra. Ademas, esta variante proporciona un efecto dominante negativo sobre el alelo wt de cabra que resulta en una menor eficacia de propagacion de la tembladera clasica. La sustitucion N/K176 confiere alta resistencia a la infeccion con tembladera clasica y EEB pero no a la tembladera atipica. Por el contrario, la sustitucion I/M142 no afecta la replicacion de los agentes de tembladera clasica o EEB pero juega un papel determinante en la replicacion del agente de la tembladera atipica. Las sustituciones Q/R171 y R/Q211 confieren resistencia a la infeccion con la tembladera clasica pero no a la tembladera atipica. Por ultimo, el intercambio aa R/H154 parece proporcionar baja o nula resistencia contra la infeccion con tembladera o EEB.El bioensayo en cabras con un caso de tembladera clasica firmo que la funcion de la variante M142 es prolongar el tiempo de supervivencia mientras que las variantes H154, Q211 y K222 proporcionan resistencia contra la infeccion oral con este agente pero no contra la intracerebral (IC). Sin embargo, en comparacion con los animales wt, las cabras H154 y Q211 solo aumentaron moderadamente el periodo de incubacion tras la inoculacion IC mientras que la variante K222 mostro una resistencia notablemente alta, pero no absoluta. Por ultimo, las inoculaciones orales de cabras con un aislado de EEB de cabra demostraron que la variante Q211 no protege a las cabras frente a este desafio mientras que la variante K222 disminuye drasticamente la susceptibilidad de las cabras a este agente. El efecto protector proporcionado por la variante K222 contra la EEB en cabras complementa su efecto protector contra la tembladera clasica visto en los estudios en cabras y ratones Tg lo que apoya aun mas el uso de esta variante para controlar la transmision horizontal de ambas enfermedades prionicas en los rebanos de cabra a traves programas de cria selectiva.