Myš bez prionového proteinu je normální?

Před dvěma lety se ve Vesmíru objevil článek popisující zdravotní stav a chování myši, u níž byl inaktivován prionový protein. Jmenoval se stejně jako tento příspěvek, jen otazník se tenkrát zdál být zbytečný. Bylo konstatováno dokonalé zdraví a schopnost v normě projít všemi záludnostmi myších psychologických testů. Tento výsledek vzbudil určité překvapení, protože právě prionový protein je zodpovědný za šíření a vznik neurodegenerativního onemocnění, a navíc je jeho syntéza ontogeneticky a tkáňově specificky regulována.

Zvláštnost prionového proteinu spočívá v tom, že může zaujmout dvě různá prostorová uspořádání. Normálně v organizmu vzniká jen jedna forma, která je zakotvena v membráně. Velice vzácně se může v organizmu objevit druhá forma (infekcí nebo mutací, která tuto formu stabilizuje), rozpustná, která má unikátní schopnost katalyzovat změnu tvaru membránové formy prionového proteinu. Při této reakci vzniká molekula prostorově shodná s katalyzátorem (rozpustnou formou prionového proteinu), která tak získává schopnost katalyzovat přeměnu dalších membránových forem prionového proteinu. Výsledkem je stále narůstající počet molekul katalytické rozpustné formy, která snadno agreguje. Vše probíhá v mozku, kde je prionový protein produkován v největší míře a kde dochází ke vzniku agregátů, které se hromadí ve formě tzv. myeloidních plaků. Řádově desítky let po infekci (mutaci) se objevují příznaky neurodegenerativního onemocnění u člověka, zvaného Creutzfeldtova – Jakobova nemoc a kuru, „Scrapie“ u ovcí či bovinní spongiformní encefalopatie u krav (posledně jmenované onemocnění je široké veřejnosti známo pod novinářským synonymem nemoc šílených krav).

Dosud nebylo nic známo o tom, jakou má normální „zdravý“ prionový protein v organizmu funkci. Z jeho ukotvení na vnější straně cytoplazmatické membrány se usuzuje na receptor nebo adhezivní molekulu. Nové světlo do problému vnesli Collinge a spol. (Nature, Vol. 370, 28. srpna 1994), kteří zkoumali elektrofyziologické odpovědi v pyramidálních buňkách hippokampu myši, která měla inaktivovaný gen pro prionový protein. Zjistili výrazné odlišnosti v chování nervových vzruchů – oslabenou, receptorem GABAA zprostředkovanou rychlou inhibici a změněnou dlouhodobou potenciaci. Posledně jmenovaná odlišnost byla nečekaná, protože dlouhodobá potenciace je spjata s učením a pamětí, které se zdály být u zkoumaných zvířat normální. Výsledky testů na myších totiž nasvědčovaly tomu, že prionový protein nemá žádný fenotypový projev a že za rozvoj a příznaky spongiformních encefalopatií je zodpovědná amyloidní hmota, která nějakým dosud neznámým způsobem poškozuje funkci nervového systému.

Jsou však zaznamenány případy prionové demence bez amyloidních depozit. Abnormality synaptické inhibice navíc odpovídají příznakům u pacientů postižených Creutzfeldtovou – Jakobovou nemocí a u infikovaných myší. Ztráta normální aktivity prionového proteinu ve zralém nervovém systému (charaketristická situace pro infekci pozměněným prionovým proteinem) může navíc způsobit mnohem závažnější změny než v nervovém systému, který se vyvíjí (případ myši, která funkční prionový protein postrádá již na počátku ontogeneze) a který se může zřejmě dalekosáhle adaptovat. Otázka skutečné příčiny demenčních změn tak stále zůsává otevřená a otazník za název příspěvku bezpochyby patří.