Historie:
- 1880-90: Robert Koch + Luis Pasteur: „mikrobiální teorie“ – mikrobi (nověji mikroorganismy): mohou napadnout organismy a být původci chorob
- Kochovy postuláty: podmínky, které musí být splněn, abychom prokázali, že daný mikroorganismus je infekčním původcem choroby (hlavně pro bakterie, ale i pro viry)
- 1. infekční agens musí být přítomno ve všech případech výskytu choroby
- 2. infekční agens musí být izolovatelné z hostitele a kultivované in vitro (neplatí pro viry)
- 3. choroba musí být vyvolatelná inokulací zdravého vnímavého hostitele čistým kultivovaným infekčním agens
- 4.totéž infekční agens musí být opět izolovatelné z nově infikovaného vnímavého hostitele
modifikované pro viry (Rivers, 1937):
- 1. izolace viru z nemocného hostitele
- 2. kultivace v hostitelských buňkách (organismu) (např. ve vajíčku)
- 3. infekční agens je filtrovatelné – 1937, už ne – virus projde filtrací (VTM)
- 4. choroba musí být vyvolatelná infekcí zdravého vnímavého hostitele čistým izolovaým virem
- 5. detekce specifické imunitní odpovědi na daný virus
Obsah studia virologie
- viry: (1892 – objev: Dmitrij Ivanovskij, 1898 – „vir“: Martinus Beijesinck)
- viroidy: (1967, 1971 – Theodor O. Diener)
- satelity: (1962: satelitní viry, satelitní nukleové kyseliny)
- priony: (1956 – NC 1976: Carleton Gajdušek) – popsal prionovou chorobu; 1982 – NC 1997: Stanley Prusiner: priony existují)
Viroidy
- jsou neobalené, malé, kruhové, jednovláknové RNA, které se autonomně replikují, když jsou inokulovány do hostitelské rostliny
- některé jsou patogenní, jiné se replikují bez vyvolání příznaků
- viroidy se šíří vegetativně, většina je přenosná mechanicky, některé semenem nebo pylem
- reprodukce: jakoby transkripce pomocí enzymů, které umí syntetizovat RNA
- zástupci:
- PSTVd: potato spindle tuber viroid
- CSVd: chrysanthemum stunt viroid
- HSVd: hop stunt viroid
- HLVd: hop latent viroid
- CCCVd: coconut cadang-cadang viroid
Satelity
- jsou sub-virové agens (částice), kterým chybí geny kódující enzymy potřebné pro jejich replikaci (reprodukci)
- jejich zmnožení je závislé na ko-infekci buňky pomocným virem
Satelitní viry
- jsou malé jednovláknové RNA viry (do velikosti 500-2000 NT), které se vyskystují a jsou schopné životních projevů jen v asociaci s pomocnými viry; kódují své obalové proteiny
- zástupci:
- tobaco necrosis satellite virus
- chronic bee-paralysis satellite virus
Satelitní NK
- nukleotidové sekvence značně odlišné od genomu
- Satelitní NK se vyznačují nukleotidovými sekvencemi značně odlišnými od genomu hostitelské buňky i pomocného viru.
- Satelitní NK kódují nestrukturální proteiny nebo vůbec nekódují proteiny a jsou obaleny plášťovým proteinem pomocného viru.
- satelitní RNA: jsou malé jednovláknové RNA (o velikosti 500 – 2000 NT); které se vykytují a jsou schopné životních projevů pouze v asociaci s pomocnými viry; ke svému přenosu využívají kapsidu pomocného viru.
- satelitní DNA
- zástupci:
- tomato leaf curl virus satellite DNA
- cucumber mosaic virus satellite RNA
- arabis mosaic virus small satellite RNA
- tobacco ringspot virus satellite RNA
Priony
- jsou infekční proteiny
- bez přímé účasti NK
- jak zabíjí:
- proteiny vznikají v ER, pokud mají špatnou konfiguraci, jsou z ER rychle vyloučeny a zlikvidovány proteasomem
- prion setrvává v ER a pokud se dostane do cytoplazmy, odolává proteasomu
- je pro buňku toxický
- vlastnosti prionu:
- odolný vůči proteasam
- odolný vůči vysokým teplotám (až 600C)
- odolný vůči řadě dezinfekčních prostředků: líh, formaldehyd, jodová tinktura (jsou pak ještě odolnější)
- v půdě schopen přežívat roky (masokostní moučka – skotsko,irsko?)
- ničí jej teplota 134 C (3 bary, 20min)
- ničí jej silná ox. činidla (savo)
- ničí jej louh – silně koncentrovaný 1 hodinu
- amyloidní plaky + odumření buněk → odumření nervové tkáně
- dvě izoformy prionového proteinu (PrP) – liší se pouze jiným prostorovým uspořádáním:
- PrPC: normální forma exprimovaná buňkami
- PrPSc: infekční forma (Sc = scrapie)
- skupina smrtelných neurodegenerativních chorob:
- kuru prion: mozeček, Papua Nová Guinea – podobná scrapiím a CJD
- scrapie prion: scrapie jsou smrtelná, infekční choroba ovcí, známá od 17. století – převoz ovcí ze Španělska do Anglie – srst, drbání, podrážděnost, ztráta koordinace inkubační doba 2-3 roky; infekční podstata dokázána přenosem z kozyna myš
- CJD prion: Creutzfeld-Jacobova choroba – 3 varianty?
- BSE prion: bovine spongiform encephalopathy
- projevy:
- amyloidní plaky
- spongiformní denerace nervové tkáně
- úbytek neuronů
- vyčerpanost, demence, poruchy koordinace, smrt
- identifikace prionů – nekonveční infekční agens:
- laboratorní přenosy scrapie → myš; kuru → šimpanz; CJD → lidoop
- infekční agens bylo rezistentní vůči detergentům, nukleasám, proteasám, glykosidasám, radiaci
- scrapie – částice menší než viry?!
- Syrský křeček – experimentální model, inkubační doba jen 70 dní, myš (1 rok)
- vysoké koncentrace denaturačních látek a proteás snižovaly infekčnost = je to protein?
- identifikace prionového proteinu:
- z mozku experimentálně infikovaných syrských křečků
- PrP prionový protein je 27-30 kDa velký proteasám rezistentní polypeptid přítomný v mozku scrapie infikovaných zvířat
- později byl klonován segment genu pro PrP protein oligonukleotid pro screening cDNA knihovny
- transgenní myši umožnily potvrdit význam PrP proteinu pro choroby vyvolané priony
- PrP deficientní myši jsou rezistentní vůči prionové infekci; vnímavost je obnovena reintrodukcí PrP transgenu
- infekce wild typů myší s over-expresí PrP vede k spongiformní nemoci u starších transgenních myší; extrakt z mozků těchto myší umožňuje experimentální přenos této neurodegenerativní nemoci
- prionový protein a jeho přeměna na prion
- prionový protein a infekční protein mají tutéž sekvenci
- nebyla nalezena potranslační modifikace rozlišující PrPC a infekční PrPSc
- prion slouží jako „matrice“ pro změnu konformace prionového proteinu
- priony se mohou množit „řetězovou reakcí“
- mechanismus přeměny PrPC na PrPSc není detailně známý
- jsou konformační změny PrP příčinou nemoci?
- Beta-struktura PrPSc, rezistentní vůči proteasám, se podílí na tvorbě nerozpustných fibril
- akumulace těchto fibril vede ke smrti buňky a neurodegenerativním změnám
- akumulované fibrily (PrPSc proteiny) v placích je možné specificky barvit a detekovat tak infekční prion; takové plaky označujeme jako amyloidní
- průnik prionů z potravy do těla:
- v trávicím traktu odolá prion nízkému pH i enzymům
- ve střevu je zachycen některými buňkami sliznice a pronikne do mízních uzlin střev
- odtud přes folikulární dendritické buňky do nervových zakončení bloudivého nervu
- šíří se do míchy a mozku
- testy na priony:
- reakce prionů nestrávených proteasami s protilátkou proti prionovému proteinu
- histologické vyšetření mozku
- biologické testy na myších – i geneticky modifikovaných
- zkouší se: testy z krve, moči, lymfatických tkání
Zdroj: výpisky z hodin virologie