Obecná virologie I. – úvod

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

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Můžete používat následující HTML značky a atributy: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>