Transmissible spongiforme Enzephalopathien

Inhaltsverzeichnis

1 Highlights in der Prionen-Forschung
1.1 Abriss über die Familie der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSEs)
1.2 Krankheitsbild der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien
1.3 Der Erreger
1.4 Vermehrungsmodelle der Prionen
1.4.1 Direkte Autokatalyse einer Strukturumwandlung nach Stanley Prusiner
1.4.2 Eindimensionaler Kettenwachstumsmechanismus von Peter Lansbury
1.5 Nachweismethoden von Prionen
1.5.1 Nachweismethoden am toten Rind
1.5.1.1 Prionics-Check (Westernblot)
1.5.1.2 Enfer-Test
1.5.1.3 CEA-Test
1.5.2 Nachweismethoden am lebenden Rind
1.5.2.1 Liquor-Test (Scanning for Intensely Flourescent Targets)
1.5.2.2 Weitere Methoden am lebenden Rind
1.6 Forschungsausblick

2 Biographie

3 Literaturverzeichni

4 Tabellenverzeichni

5 Abbildungsverzeichni

1 Highlights in der Prionen-Forschung

Zunehmende Medienberichte über BSE-Fälle und deren Zusammenhang mit Erkrankungen des Menschen fordern eine umfassende Aufklärung und die Forschung nach Impfstoffen.

1.1 Abriss über die Familie der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien (TSEs)

Als transmissible spongiforme Enzephalopathien bezeichnen wir degenerative Erkrankungen des ZNS, die mit spezifischen Veränderungen im Gehirn einhergehen und klinisch durch progrediente neurologische und neuropsychiatrische Defizite geprägt sind, allgemein auf Prionen zurückzuführen sind. Diese Krankheiten haben einen ähnlichen Krankheitsverlauf und ein identisches Endstadium. Alle TSEs fangen mit Gleichgewichtsstörungen an, es kommt zu einem zunehmender Verlust der Motorik, steigert sich weiter zu Tremoren (Zittern in Armen und Beinen), ausladende Bewegungen des Körpers, die bei Erregung zunehmen und im Schlaf aufhören, Myoklonien (blitzartig ablaufende Zuckungen in der Muskulatur, die z.B. durch akustische Reize ausgelöst werden), bis hin zur vollständigen Dezerebation (Enthirnungsstarre) und damit zum Tod des Patienten. Das tödlich erschütternde an diesen transmissiblen spongiformen Enzephalopathien ist, dass diese Erkrankungen keine Artgrenzen kennen. Mittlerer Weile ist der direkte Übertragungsweg von evolutionär verwandten Spezies bewiesen. So kann es eine unmittelbare Übertragung von z.B. Kuh auf Mensch kommen (à vCJK).

Die folgende Tabelle soll einen kleinen Überblick über die große Familie der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien geben.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 – geschichtlicher Abriss der TSEs

In dieser Abbildung sieht man ein an Scrapie erkranktes Schaf. Auffällig ist die bis auf die Haut abgeschabte Wolle, welche sich das Schaf weggewetzt hat, um den ständigen Juckreiz auf der Haut loszuwerden. Des weiteren leidet dieses Schaf an Gleichgewichtsstörungen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 – Ein an Scrapie erkranktes Schaf

1.2 Krankheitsbild der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien

Alle transmissiblen spongiformen Enzephalopathien enden mit dem gleichen pathologischen Befund. Die Hirnsubstanz der an TSE verstorbenen Person ist wie ein Sieb zerfressen. Diese Löcher kommen von der pathologischen Form der sogenannten Prionen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 – Proteinplaques in der Gehirnsubstanz eines an CJK erkrankten Patienten

1.3 Der Erreger

Stanley Prusiner forschte 1972 an Hirnerkrankungen. Dabei lag sein Schwerpunkt auf der Erforschung der Creutz-Feldt-Jakob-Krankheit. Im Zuge seiner Forschungsarbeiten stellte er eine gänzlich neue Theorie der Übertragung von Krankheiten auf. Nur ein aus Protein bestehender Krankheitserreger solle diese transmissible spongiformen Enzephalopathie übertragen. Also ein Krankheitserreger, der keinerlei Erbinformation in Form von Nukleinsäuren gespeichert hat. Er taufte diesen infektiösen Eiweißkeim Prion (proteinaceous infectious particle). Tatsächlich sitzen solche Prionen auf der Außenmembran von Nervenzellen. Ihre Funktion ist weitgehend unbekannt. Forscher vermuten, dass diese Prionen an der Reizweiterleitung und der Kommunikation der Nervenzellen untereinander zuständig sind. Aber es sind nur Spekulationen.

D.h. Es muss zwei Formen von Prionen geben, eine die im Organismus natürlich vorkommt und eine krankmachende Form. So nannte man das im Organismus natürlich vorherrschende Prionprotein c (PrPc; c von cell) und die pathogene Form Prionprotein sc (PrPsc; sc von Scrapie). Diese beiden Formen unterscheiden sich nur aufgrund ihres Baues.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 – Bau von PrPc und PrPsc

So unterscheidet sich PrPsc von PrPc nur durch die Umwandlung einer a-Helix in ein 2 b-Sheets.

1.4 Vermehrungsmodelle der Prionen

Diese Tatsache, dass beide Prionproteine einen unterschiedlichen Bau in der Tertiärstruktur aufweisen, ließen 2 Vermehrungsmodelle entstehen.

1.4.1 Direkte Autokatalyse einer Strukturumwandlung nach Stanley Prusiner

Stanley Prusiner schlug in seiner Forschungsarbeit folgendes Vermehrungsmodell vor: Ein einzelnes PrPsc-Molekül lagert sich an ein Molekül des im Organismus natürlich vorkommenden PrPc an und veranlasst es dadurch die pathologische Form anzunehmen.

Dieser Mechanismus entspräche der direkten Autokatalyse einer Strukturumwandlung. Rein von der Vermehrungskinetik betrachtet ist dieser Mechanismus nicht plausibel zu machen. Da unter realistisch betrachteten Parametern die Krankheit erlischen müsste, bevor sie richtig ausbricht, was sie nicht tut oder aber mit einer größeren Spontaneität, als die tatsächlich beobachtete auftreten.

1.4.2 Eindimensionaler Kettenwachstumsmechanismus von Peter Lansbury

Peter Lansbury hat in seinem Mechanismus die verschiedenen kinetischen Aspekte und Parameter mit berücksichtigt und ist zu dem Ergebnis gekommen, das der Verlauf der Krankheit und die Krankheitssymptome nur mit einem eindimensionalen Kettenwachstumsmechanismus mit vorgelagerter Keimbildung zu vereinbaren ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4 – Vermehrungskinetik infektiöser Prionen

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