1. Universidade Federal do Oeste do Pará
Instituto de Biodiversidade e Floresta
Disciplina de Biologia Celular
Príons

2. 1. Introdução
Proteinaceous infection particles ou
príons são partículas de PROTEÍNAS
que podem tornar-se infecciosas e
causadoras de um grupo de doenças
denominadas encefalopatias
espongiformes transmissíveis

3. Antigos dogmas
• Os mecanismos de infecção implicam replicação do agente infeccioso;
isto supõe que este deve conter ácidos nucléicos.
• A estrutura primária de uma
proteína lhe confere um arranjo em ordens superiores:
“uma sequência, uma configuração”

4. A proteína ‘natural’, encontrada nos
neurônios de mamíferos, é denominada
PrPc (ou proteína priônica) e a
versão patológica, que sofre mudanças
estruturais, é chamada PrPsc

5. Chain-reaction Conversion of PrPc to PrPsc
PrPc
PrPsc
Chain-reaction Conversion

6. 2. HISTÓRICO
Os registros mais antigos de
doenças priônicas são
observações efetuadas a
meados do século XVIII sobre
uma enfermidade que afetava
ovelhas em vários países
europeus, levando-as à morte.
- “scrapie” na Inglaterra
- “traberkrankheit desSchafes” na
Alemanha
- “la tremblante du mouton” na
França
1936- os trabalhos de Cuillé e Chelle
demonstraram o caráter contagioso da doença
das ovelhas e seu longo período de incubação.
1959- Hadlow relaciona o “scrapie” com uma
rara enfermidade endêmica dos nativos de Nova
Guiné, o kuru. Alguns anos mais tarde,
Gajdusek e seus colaboradores , transmitem
experimentalmente a chimpanzés, comprovando
a transmissibilidade da enfermidade.
Pouco depois, Gibbs e colaboradores
transmitem a doença de Creutzfeldt-Jacob(CJD)
a chimpanzés

7. Nos anos seguintes, diferentes encefalopatias foram
transmitidas experimentalmente a animais e foram
classificadas como encefalopatias espongiformes
transmissíveis.
-A síndrome de Gerstmann-Straussler-Scheinker (GSS)
-A encefalopatia transmissível a visão ou encefalopatia de
cérvidos silvestres
Curiosamente, durante a última década se descubriram
novas formas de TSEs
- A encefalopatia espongiforme bovina (BSE)
- A encefalopatia espongiforme en el gato
- Encefalopatias espongiformes en el nyala , el ciervo eland,
el oryx de Arabia y el kudu
Das novas
TSEs, a
encefalopatia
espongiforme
bovina é a mais
conhecida, ao
demonstrar-se
sua
transmissão ao
homem como
vCJD

8. 3. Características da proteína príon

9. Proteína prion celular
Gene codificador
PRNP
Cromossomo 20 humano
Cromossomo 2 camundongo
Deleção de PRNP em camundongos
Animais “knockout” para PrPc

10. O gene PRNP e a proteína prion celular
EXON I
INTRON
EXON II
Prnp
ORF
mRNA
5’
ORF
An

11. Características químicas do agente infeccioso
Resistentes a agentes modificadores de ácidos
nucléicos (nucleases e UV)
Sensíveis a agentes modificadores de proteínas
(proteases, SDS, fenol)
Agente infeccioso sem material genético (DNA ou RNA)
composto apenas de proteína (PrPsc)
Prions = proteinaceus infectious particle
Stanley Prusiner, 1983

12. Prions
“Proteinaceous infection particles”
•Contém uma forma anormal de uma proteína celular, PrPc
•Diferem de PrPc apenas estruturalmente, contendo exatamente
os mesmos aminoácidos
•Presença de PrPc é absolutamente necessária para a infecção

13. Propriedades Físicas e Químicas



Filtravel com poros 25 nm ou 100 nm.
É invisível ao microscópio óptico e electrõnico.
Resistente a:
Formaldeido
EDTA
Proteases ( Tripsina, pepsina )
Nucleases ( ribonucleases A e III,
desoxiribonuclease I )
Radiação ultravioleta ( 2540 Å )
Radiação ionizante

14. Propiedades Biológicas









Longo período de incubação( meses, anos, décadas).
Não produzem resposta imunológica
Não antigênicos.
Patologias crônicas progressivas.
Fatal em todos os casos.
Presença de ácido nucleico não demonstrada.
O único componente conhecido é a proteína PrP.
Podem existir em múltiplas formas moleculares
Periodo de adaptação a novos hospedeiros

15. Métodos de inativação:










Autoclave >134 °C, 18 minutos
Hipoclorito sódico (20ºC, 1hora)
Hidróxido sódico 2N
Fenol 90%
Eter
Acetona
Permanganato potássico 0.002 M
Ureia 6 M
2 – Cloroetanol
Cloroformio

16. 4. Estrutura e função da PrPc


La proteína PrP está constituida por cuatro regiones de
estructura secundaria llamadas H1, H2, H3 y H4, en
estas regiones se identifican tres zonas de hélice-α
llamadas A, B y C, y dos de hoja-β, llamadas S1 y S2.
Estudios mediante los métodos FTIR y CD han mostrado
que la proteína PrPc contiene un 40% de hélice-a y muy
poca proporción de hoja-β, mientras que la PrPSc se
compone de un 30% de hélice-α y un 45% de hoja-β.
Esta dualidad hélice- a hoja-β parece localizarse
principalmente en la región 106-126, que en forma de
péptido sintético es un neurotóxico potente.

18. Proteínas com diferenças
conformacionais
PrPc
Normal
Prion
Altamente insolúvel
Deposição em placas

19. PrPc
PM: 30 kD
EP: 254 aa
ES: 40% hélices,
poucas hélices
PrPsc
PrPc
PM: 30 kD
EP: 254 aa
ES: 30% hélices,
45% tipos

20. PrPsc

21. PrPsc

22. PrPsc, fibrillas amiloides

23. Suas características estruturais
lhe conferem resistência a altas
temperaturas e a antissépticos e
microbicidas utilizados
regularmente.

24. 5. Mecanismo de ação da
proteína príon celular

25. Como os príons funcionam?
PrPc
PrPSc
The prion protein exists in two forms. The normal, innocuous protein
(PrPc) can change its shape to a harmful, disease-causing form
(PrPSc). The conversion from PrPc to PrPSc then proceeds via a chainreaction. When enough PrPSc proteins have been made they form long
filamentous aggregates that gradually damage neuronal tissue. The
harmful PrPSc form is very resistant to high temperatures, UVirradiation and strong degradative enzymes.

27. Mecanismo de conversão PrPc- Prion
Hipótese de “protein only” só proteína
Célula normal
PrP gene
Célula infectada
PrP gene
PrP mRNA
PrP mRNA
PrPc
PrPc
PrPsc
Adaptado de Weissmann, 1994

28. How PrPsc attack the Brain?
Brain consists of a mass of nerve tissue (Hundred billions of
neuron) and neuroglia, supporting neural tissue.
When enough PrPSc proteins have been made they form long
filamentous aggregates that gradually damage neuronal tissue.
When neuron in the brain are all dead, the appearance of the
brain will become sponge-like appearance. And this eventually
lead to death.
The harmful PrPSc form is very resistant to high temperatures,
UV-irradiation and strong degradative enzymes.

29. 6. Doenças Priônicas: Encefalopatias
Espongiformes Transmissíveis

Grupo de doenças caracterizadas por:
1)progressiva vacuolização, morte neuronal
associada a hipertrofia e proliferação glial
2) presença nos tecidos (principalmente no sistema
nervoso) de um tipo de proteína estruturalmente
anormal resistente a proteases denominada
prion (pronuncia-se príon)

30. 
Acometem animais e seres humanos

Transmissíveis

Material transmissor não é inativado por
processos que inativam ácidos nucleicos

Podem ser hereditárias

(e, simultaneamente, transmissíveis)

31. CLASSIFICAÇÃO

Encefalopatia espongiformes
Normal
Afetado

32. Encefalopatias espongiformes
BSE (vaca)
Kuru (humano)
Scrapie (oveja)
CJD (humano)

33. Encefalopatias
espongiformes
Podem ser
Hereditarias
(mutação genética)
Infecciosas
Esporádicas
(mutação somática
de PRPN)

34. Enfermedad
Huésped
Mecanismo
Kuru
Humano
Canibalismo ritual
iCJD
Humano
Yatrogénica
vCJD
Humano
Priones bovinos (?)
fCJD
Humano
Mutaciones germinales
GSS
Humano
Mutaciones germinales
FFI
Humano
Mutaciones somáticas
sCJD
Humano
Mutaciones somáticas o conversión
espontánea (?)
FSI
Humano
Mutaciones somáticas o conversión
espontánea (?)
Scrapie
Oveja
Infección en ovejas genéticamente
susceptibles
BSE
Vaca
Infección con material contaminado
TME
Mink
Infección de vacas u ovejas
CWD
ciervo, alce
?
FSE
Gatos
Infección con carne contaminada

35. Doenças humanas por prions
Infecciosas/Iatrogenicas
Transplante de córnea (CJD)
Inoculação acidental de tecido cerebral(CJD)
Hormônio de Crescimento (cadáver)
canibalismo (Kuru)
vCJD injestão de carne contaminada com BSE
Genéticas
Mutações no gene de Prion celular
GSS, FFI, CJD
Esporádicas
caso completamente desconhecido
1:2,000,000

36. Do intestino ao cérebro
Translocação através do epitélio intestinal
Mabbott & MacPherson, Nat. Ver. Microb. 4:201-211, 2006

37. Neuroinvasão a partir do intestino
Vagus nerve
Splanchnic nerve
Mabbott & MacPherson, Nat. Ver. Microb. 4:201-211, 2006

38. Danos cerebrais originados
pelas TSEs
vacuole
Source: UC Davis School of Veterinary

39. Diferentes príons afetam diferentes partes do
cérebro
Cerebral cortex When the cerebral
cortex is affected, the symptoms
include loss of memory and mental
acuity, and sometimes also visual
imparement (CJD).
Thalamus Damage to the thalamus
may result in insomnia (FFI).
Cerebellum Damage to the
cerebellum results in problems to
coordinate body movements and
difficulties to walk (kuru, GSS).
Brain stem In the mad cow disease
(BSE), the brain stem is affected.

40. TRANSMISSÃO EM HUMANOS





Transplante de membrana meníngea (dura-máter)
infectada por príons, durante neurocirurgias
Injeção de hormônios de crescimento derivados de
glândulas pituitárias de cadáveres com
Encefalopatias Espongiformes
Ingestão de carne de boi ou ovelha infectados
Utilização de materiais cirúrgicos contaminados
durante neurocirurgias
Mutação pontual no gene da proteína PrP (adquirida
e herdada)

41. 7. TRATAMENTO

Ainda não há tratamento recomendado
para as doenças priônicas. Para as
adquiridas, prevenção é essencial

Tem sido proposto o emprego de
quinacrina, clorpromazina e flupirtina para
a DCJ mas os efeitos são muito discretos
e/ou duvidosos; ensaios clínicos em
andamento

42. 
Maleato de Flupirtine



Analgésico não-opióide
Efeito citoprotetor in vitro e in vivo sobre
neurônios que foram induzidos à apoptose.
Quinacrina + Clorpromazina na DCJ

43. 8. Considerações finais
Los priones son versiones patológicas
de proteínas celulares normales.
• Se comportan como agentes infecciosos
(confieren contagiosidad) a pesar de no
poseer ácidos nucléicos.
• Su periodo de incubación es largo.
• Causan muerte neuronal y disfunción
tisular en SNC, de donde derivan las
manifestaciones clínicas.
• Invariablemente causan la muerte del
huésped.
•