Μελέτη της πιθανής μετάδοσης των σπογγόμορφων εγκεφαλοπαθειών σε νέα είδη και δημιουργία νέων πειραματικών μοντέλων για την ανάπτυξη μεθόδων διάγνωσης και θεραπείας των εν λόγω παθήσεων
Authors: Σάλτα Ευγενία 
Published: January 2014

Στις Μεταδιδόμενες Σπογγώδεις Εγκεφαλοπάθειες, οι οποίες αποτελούν μία ομάδα ανίατων νευροεκφυλιστικών νόσων που προσβάλλουν πολλά είδη, καθοριστικό ρόλο κατά την παθογένεση διαδραματίζει η συσσώρευση της μη φυσιολογικής στερεοχημικής ισομορφής (PrPSc), μίας φυσιολογικής ενδογενούς πρωτεΐνης (PrPC). Παρά το γεγονός ότι ο ακριβής μηχανισμός της μετατροπής της PrPC προς PrPSc δεν είναι γνωστός, θεωρείται δεδομένο ότι η έκφραση της PrPC στον ξενιστή είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την εκδήλωση μόλυνσης prion. Μολονότι έχουν γίνει πάρα πολλές μελέτες όσον αφορά στις Σπογγώδεις Εγκεφαλοπάθειες στα θηλαστικά, η υπάρχουσα γνώση σχετικά με την παθογένεση prion στους ιχθύες είναι περιορισμένη. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής επιδιώχθηκε η μελέτη της πιθανής μετάδοσης των νόσων prion σε είδη ιχθυών, καθώς και η καλύτερη κατανόηση της φύσης και του ρόλου των PrP πρωτεϊνών στους ιχθύες, προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με τη γενικότερη δράση των prion πρωτεϊνών σε φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις. Με την εφαρμογή μοριακών τεχνικών ανάλυσης και τη χρήση αντισωμάτων εκλεκτικών για τις PrP πρωτεΐνες ιχθύων, διαπιστώθηκε ότι οι πρωτεΐνες αυτές, φέρουν όπως και στα θηλαστικά ομάδες Ν-ακετυλογλυκοζαμίνης στο καρβοξυτελικό άκρο, ενώ παράλληλα παρουσιάζουν όμοια ιστική κατανομή, εμφανίζοντας υψηλότερα επίπεδα στο ΚΝΣ. Οι άνωθεν ομοιότητες σε συνδυασμό με τα διατηρημένα μοτίβα πρωτοταγούς και δευτεροταγούς διαμόρφωσης, χαρακτηριστικά των πρωτεϊνών prion, καταρχήν καθιστούν τις πρωτεΐνες αυτές χρήσιμα μοντέλα για τη μελέτη της δράσης των ορθόλογων μορίων τους στα θηλαστικά, και κατά δεύτερον διεγείρουν ανησυχίες σχετικά με μία πιθανή μετάδοση των νόσων prion στους ιχθύες. Προκειμένου να διερευνηθεί μία τέτοια πιθανότητα, ακολουθήθηκαν τόσο in vitro, όσο και in vivo προσεγγίσεις. Το in vitro σύστημα μελέτης περιέλαμβανε την εισαγωγή των πρωτεϊνών SaurPrP-1 (Sparus aurata), ZebPrP-1 και ZebPrP-2 (Danio rerio) σε κύτταρα νευροβλαστώματος μυός (Ν2a), μολυσμένα με το στέλεχος scrapie μυός 22L. Παρά το γεγονός ότι οι εξωγενείς PrP πρωτεΐνες των ιχθύων φαίνεται πως ακολούθησαν κοινά βιοσυνθετικά μονοπάτια με τις αντίστοιχες των θηλαστικών, δεν εμφάνισαν ανθεκτικότητα στην κατεργασία με πρωτεϊνάση Κ. Η παρατήρηση αυτή οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το συγκεκριμένο στέλεχος scrapie δεν είναι σε θέση να μετατρέψει τις PrP πρωτεΐνες των ιχθύων που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη προς κάποια δυνητικά παθολογική ισομορφή. Κατά την in vivo μελέτη, χορηγήθηκε από του στόματος μολυσματικό εγκεφαλικό υλικό BSE και scrapie σε λαβράκια και τσιπούρες, δείγματα των οποίων αναλύθηκαν ανά τακτά χρονικά διαστήματα με ένα πλήθος τεχνικών. Παρά το γεγονός ότι καμία από τις ομάδες των ιχθύων δεν ανέπτυξε κλινική νόσο, οι εγκέφαλοι από τσιπούρες που έλαβαν TSE ομογενοποίημα, δύο χρόνια μετά το πέρας του ενοφθαλμισμού παρουσίασαν ίχνη νευροεκφύλισης και συσσώρευσης εναποθέσεων. Ειδικά οι εναποθέσεις στον εγκέφαλο ιχθύων που έλαβαν BSE εγκεφαλικό ιστό, παρουσίασαν μερική ανθεκτικότητα στην κατεργασία με ΡΚ, κονγκοφιλία και διπλοθλαστικότητα στο πολωμένο φως, στοιχείο που συνάδει με την ύπαρξη αμυλοειδούς δομής. Η παρουσία νευροεκφύλισης και μη φυσιολογικής εναπόθεσης στους εγκεφάλους των ιχθύων που έλαβαν TSE μολυσματικό υλικό, εγείρει ορισμένους προβληματισμούς για τη δημόσια υγεία. Καθώς η ιχθυοκαλλιέργεια αποτελεί μία οικονομικά σημαντική βιομηχανία, παρέχοντας προϊόντα υψηλής διατροφικής αξίας για τον άνθρωπο και άλλα θηλαστικά, το ενδεχόμενο πιθανής μόλυνσης των καλλιεργούμενων ιχθύων με μολυσματική PrPSc ζωικής προέλευσης αποτελούν ιδιαίτερα ανησυχητικά ζητήματα, τα οποία χρήζουν περαιτέρω μελέτης.