Boundless Biology

Prions and Viroids

Prions zijn infectieuze deeltjes die geen nucleïnezuren bevatten, en viroids zijn kleine plantpathogenen die niet coderen voor eiwitten.

Prionen

Prionen, zo genoemd omdat ze proteïnerijk zijn, zijn infectieuze deeltjes, kleiner dan virussen, die geen nucleïnezuren bevatten (noch DNA, noch RNA). Historisch werd het idee van een infectieus agens dat geen nucleïnezuren gebruikt onmogelijk geacht, maar baanbrekend werk van de Nobelprijswinnende bioloog Stanley Prusiner heeft de meerderheid van de biologen ervan overtuigd dat dergelijke agentia wel degelijk bestaan.

Dodelijke neurodegeneratieve ziekten, zoals kuru bij de mens en boviene spongiforme encefalopathie (BSE) bij vee (algemeen bekend als “gekke-koeienziekte”), bleken te worden overgebracht door prionen. De ziekte werd verspreid door de consumptie van vlees, zenuwweefsel of inwendige organen tussen leden van dezelfde soort. Kuru, inheems bij mensen in Papoea-Nieuw-Guinea, werd van mens op mens verspreid via ritueel kannibalisme. BSE, dat oorspronkelijk in het Verenigd Koninkrijk werd ontdekt, werd onder runderen verspreid door zenuwweefsel van runderen op te nemen in voeder voor andere runderen. Personen met kuru en BSE vertonen symptomen van verlies van motorische controle en ongewoon gedrag, zoals ongecontroleerde lachuitbarstingen bij kuru, gevolgd door de dood. Kuru werd onder controle gebracht door de bevolking ertoe te brengen het rituele kannibalisme te staken.

Aan de andere kant werd aanvankelijk gedacht dat BSE alleen runderen trof. Runderen die aan BSE stierven, hadden laesies of “gaten” in de hersenen ontwikkeld, waardoor het hersenweefsel op een spons leek. Later tijdens de uitbraak bleek echter dat een soortgelijke encefalopathie bij de mens, variant van de ziekte van Creutzfeldt-Jakob (CJD), kon worden opgelopen door het eten van rundvlees van dieren met BSE, wat in verschillende landen leidde tot een verbod op de invoer van Brits rundvlees en aanzienlijke economische schade voor de Britse rundvleessector. BSE komt nog steeds in verschillende gebieden voor. Hoewel het een zeldzame ziekte is, zijn mensen die CJD oplopen moeilijk te behandelen. De ziekte verspreidt zich van mens op mens via bloed, zodat veel landen bloeddonatie uit met BSE in verband gebrachte regio’s hebben verboden.

De oorzaak van spongiforme encefalopathieën, zoals kuru en BSE, is een besmettelijke structurele variant van een normaal celproteïne, PrP (prioneiwit) genaamd. Het is deze variant die het priondeeltje vormt. PrP bestaat in twee vormen: PrPc, de normale vorm van het eiwit, en PrPsc, de besmettelijke vorm. Eenmaal in het lichaam gebracht, bindt het in het prion aanwezige PrPsc zich aan PrPc en zet het om in PrPsc. Dit leidt tot een exponentiële toename van het PrPsc-eiwit, dat aggregeert. PrPsc wordt abnormaal gevouwen; de resulterende conformatie (vorm) is rechtstreeks verantwoordelijk voor de laesies die in de hersenen van besmet vee worden waargenomen. Aldus lijkt het prion, hoewel niet zonder tegenstanders onder de wetenschappers, een geheel nieuwe vorm van infectieus agens te zijn; het eerste dat is gevonden waarvan de overdracht niet afhankelijk is van genen gemaakt van DNA of RNA.

Viroïden

Viroïden zijn plantpathogenen: kleine, enkelstrengs, cirkelvormige RNA-deeltjes die veel eenvoudiger zijn dan een virus. Ze hebben geen kapside of buitenste omhulsel, maar kunnen zich, net als virussen, alleen binnen een gastheercel voortplanten. Viroïden maken echter geen eiwitten aan. Zij produceren slechts een enkele, specifieke RNA-molecule. Door viroïden veroorzaakte ziekten bij de mens moeten nog worden geïdentificeerd.

Ziekteverwekkers die met viroïden zijn besmet, zijn verantwoordelijk voor misoogsten en het verlies van miljoenen dollars aan landbouwinkomsten per jaar. Enkele van de planten die ze infecteren zijn aardappelen, komkommers, tomaten, chrysanten, avocado’s en kokospalmen.