El Prión : Un Agente Infeccioso No Convencional

por , para Ciencia Hoy el . Publicado en Número 32.

Los priones, agentes infecciosos formados por proteínas carentes de ácidos nucleicos, causan encefalopatías espongiformes transmisibles, enfermedades degenerativas del sistema nervioso de animales y humanos.

Las encefalopatías espongiformes transmisibles, enfermedades degenerativas del sistema nervioso central, afectan a animales y humanos y son causadas por partículas llamadas priones, diferentes de otros agentes infecciosos como bacterias y virus porque carecen de ácidos nucleicos y están constituidas por una proteína de las membranas de las células.

El nombre encefalopotía espongiforme transmisible (EET) se aplica a un conjunto de enfermedades del sistema nervioso por las que el cerebro adquiere un aspecto parecido a una esponja (de allí su denominacion). Las que padecen los humanos son el kuru, la enférmedod de CreutzfeldtJokob (ECJ) el síndrome de Gerstman SträusslerScheinker (GSS) y el insomnio fatal familiar (IFF); las de los animales incluyen el scrapie de ovejas y cabras, las encefalopatías transmisibles de visones, bovinos, felinos y antilopes y la enfermedad del agotamiento crónico de mulas y ciervos en cautiverio. El scrapie del inglés to scrape, raspar por la tendencia de los animales infectados a frotarse contra postes, troncos o cercas para combatir la picazón fue reconocido en el Reino Unido, en manadas de ovejas, hace más de doscientos años. En cambio, la encefalitis espongiforme bovino (EEB), o locura bovina, apareció allí recientemente y se convirtió en epidémica; dio lugar a un serio problema de salud pública, ante la posibilidad (aún no demostrada) de su transmisión a humanos por la alimentación o por productos far­macéuticos confeccionados con material de animales infectados.

*El doctor Cumar murió el 16 de marzo de 1994

Las EET se caracterizan por su prolongado período de incubación y por su evolución, inevitablemente fatal. El examen microscópico de las zonas afectadas del sistema nervioso central revela pérdida de neuronas, cambios en otras células del tejido nervioso y aparición de unas estructuras anormales denominadas placas amiloideas, observadas en otras enfermedades, por primera vez en 1853, por el patólogo alemán Rudolf Virchow, quien les dio el poco afortunado nombre de amiloideas porque supuso que estaban compuestas por una substancia similar al almidón; posteriormente se demostró que están constituidas, sobre todo, por proteínas poco solubles en agua, cuya composición depende de la enfermedad. En los últimos años se dio un fuerte impulso al estudio de las EET al demostrarse su naturaleza infecciosa, comprobarse su transmisión accidental entre seres humanos y constatarse el contagio de bovinos por ovinos, llamado salto entre especies. En 1954, Sigurdsson llamó enfermedades provocados por virus lentos a un grupo de dolencias de origen viral caracterizadas por un período de incubación prolongado (de meses a años); ejemplos de ellas son ciertas encefalitis y el síndrome de inmunodeficiencia adquirida, sida. Durante algún tiempo se consideró que las EET eran provocadas por virus lentos no convencionales: lo primero, por su largo período de incubación, y lo segundo, por los reiterados fracasos de los intentos de aislar partículas virales en los tejidos de animales o humanos enfermos. La persistencia de estos fracasos determinó que algunos estudiosos abandonaran la idea del origen viral de las EET. Como consecuencia, hace trece años se postuló que serían producidas por agentes carentes de ácidos nucleicos, formados por proteínas, que recibieron el nombre de priones, por proteinaceous infectious particles. La reacción inicial de los científicos fue de escepticismo, pues resultaba difícil aceptar la existencia de agentes infecciosos tan diferentes de los que provocan el resto de las enfermedades transmisibles. Sin embargo, la idea de la naturaleza proteica de los priores ha ido ganando adeptos con el tiempo. Debido, sobre todo, a los estudios de Stanley B. Prusiner, de la universidad de California, en San Francisco, hoy la mayor parte de los investigadores considera que el componente infeccioso principal de un prion es una forma anómala de la proteína llamada proteino priónico, PrP (de prion protein), componente normal de las membranas celulares. La forma anormal de la PrP se designa PrPSc, para diferenciarla de la normal llamada PrPC. Recordemos que una proteína está formada por el encadenamiento de moléculas más pequeñas los aminoácidos, que se unen unas con otras mediante la llamada unión peptídico; resulta así una cadena no ramificada de aminoácidos, ordenados en una secuencia fija determinada genéticamente, que se llama estructura primaria de la proteína (véase "Proteínas a pedido", CIENCIA HOY, 29:3142). El gen correspondiente (o que codifica) a la PrP ha sido identifcado y caracterizado, por lo que se han podido utilizar sondas de ácidos nucleicos (véase CIENCIA HOY, 20:4651) para demostrar la ausencia de tales ácidos derivados de dicho gen en los materiales infectados; ello constituye una evidencia adicional contra la naturaleza viral de los priores, ya que los virus siempre contienen ácidos nucleicos. La prueba inicial del papel desempeñado por la PrPSc se obtuvo de experimentos que demostraron que, en los cerebros de animales y humanos enfermos, existe un componente con gran capacidad de infección constituido, principalmente, por una proteína llamada PrP 2730, que está ausente en individuos sanos. Su origen es la pérdida por proteólisis (es decir por ruptura de la unión peptídica) de 67 aminoácidos de la PrPSc, durante la manipulaciones que se realizaron para purificarla. La PrP2730 es resistente a la degradación por las proteasas, que son enzimas que catalizan la ruptura de la unión peptídica. La PrPC, por el contrario, es rápidamente degradada por esas enzimas. Todas las evidencias experimentales indican que la PrPSc deriva de la PrPC. No se han advertido diferencias en la estructura primaria de ambas formas, tanto medida directamente como a partir del gen que la codifica. Sir embargo, antes de aceptar que las diferencias entre las formas normales y anormales de PrP no se deben a la alteración de dicha secuencia, se debe descartar la posibilidad de que una fracción tan pequeña que no pueda medirse de PrPSc tenga alterada su estructura primaria. Si menos del 1% de las moléculas de PrPSc se caracterizaran por aquella alteración, no serian detectables por ninguno de los métodos analíticos conocidos hasta el presente.

La descripción de las diferencias entre la PrPC y la PrPSc es uno de los campos más importantes de la investigación de los priones. Entre los posibles candidatos a explicarlas están modificaciones químicas posteriores a la síntesis de la PrP, cambios permanentes en la forma de la proteína o la unión de esta con otros componentes de las células. Las preparaciones purificadas de priones generalmente contienen otras substancias, que resultan purificadas paralelamente a la PrPSc, de las que aún se desconoce si desempeñar algún papel en la estructura y función de los priones. También las mencionadas placas amiloideas contienen otras substancias, además de la PrPSc. Se ha señalado que la PrPSc resiste a las proteasas en condiciones en que estas degradan completamente la PrPC a sus aminoácidos constituyentes. No se conoce la causa de ello, aunque tal vez consista en que la primera de ellas se una a otra molécula. Por ejemplo, la unión de proteínas con ciertos compuestos denominados proteoglicanos incrementa la resistencia de aquellas al ataque de las proteasas. Se han encontrado dos proteínas que se unen con avidez a la PrP una, sin nombre, y la otra, llamada proteína fibrilar ácido glial, un componente normal de la astroglia, variedad especial de células de sostén típicas del sistema nervioso , pero se ignora el significado de esa unión. Otra posibilidad es que tengan lugar modificaciones químicas o cambios de forma de la PrPque limiten el acceso de la proteasa a los sitios donde actúa. El cometido biológico de la PrPC es desconocido. Se ha especulado que podría desempe ñar algún papel en la regulación del número y distribución de las moléculas que reconocen la acetilcolina, una de las sustancias que transmiten información entre neuronas. Esta hipótesis, sin embargo, no es compatible con la observación de que ratones a los que se ha impedido la síntesis de PrPC conservan un aspecto y comportamiento normales, imposibles con un mal funcionamiento de los receptores de la acetilcolina. El mecanismo por el cual la PrPC se convertiría en PrPSc es también desconocido. La visión más aceptada, propuesta por S. B. Prusiner en 1982, llamada teoría del dúo mortal o de la proteína sola, parte del supuesto mencionado de que las diferencias entre PrPSc y PrPC no se deben a diferencias en la estructura primaria entre ambas proteínas, y contiene dos elementos adicionales:

Figura 1.- Teoría del dúo mortal o de la proteína sola. Tanto la PRPC como la PRPSC existen como moléculas aisladas (monómeros) o como asociaciones de dos moléculas (dímeros) en estado de equilibrio. Cuando el dímero está constituido por una molécula de PRPC y otra de PRPSC, la segunda acelera

Figura 1.- Teoría del dúo mortal o de la proteína sola. Tanto la PRPC como la PRPSC existen como moléculas aisladas (monómeros) o como asociaciones de dos moléculas (dímeros) en estado de equilibrio. Cuando el dímero está constituido por una molécula de PRPC y otra de PRPSC, la segunda acelera

(i) que la PrPSc cataliza la conversión de la PrPC en PrPSc y (ii) que las dos formas de PrP existen como monómeros (moléculas aisladas) y dímeros (dos moléculas asociadas) en mutuo equilibrio (Fig. I)

En los dímeros formados por una PrPC y una PrPSc, esta catalizaría la conversión de la PrPC en PrPSc. A medida que ello se repite, aumentaría exponencialmerte la proporción de PrPSc, de modo análogo a cómo crece, por división, un agente infeccioso convencional. La PrPSc se formaría en vesículas intracelulares llamadas lisosomas, a las que se incorpora el material fagocitado por la célula (Fig. 2).

En caso de infección, dichas vesículas pueden encerrar tanto la PrPC como la PrPSc. En un medio ácido, característico de los lisosomas, las proteínas pierden su estructura terciaria, lo cual podría facilitar la transformación de la PrPC en PrPSc. Cuando la PrPSc alcanza una concentración crítica, el lisosoma se rompe y libera la PrPSc, junto con las enzimas digestivas que contiene; ello causaría la degeneración espongiforme de las células. Producida la muerte de la neurona, la PrPSc pasaría al medio, del que sería captada por otra neurona y se reanudaría el proceso de infección y destrucción celular La teoría es compatible con resultados de estudios realizados con el microscopio electrónico, que revelan acumulación de PrPSc en la vecindad de las áreas donde se observan las lesiones espongiformes, en vesículas y otros cuerpos que contienen hidrolasas (enzimas que catalizan la hidrólisis, esto es, la escisión de sustancias en sus componentes por incorporación de agua).

Figura 2  Papel desempeñado por los lisosomas en la formación de PRPSC. El medio ácido caracteristico de estas vesículas intracelulares favorece la conversión del PRPC en PRPSC. Cuando se alcanzan suficientes concentraciones de PRPSC en el interior de la vesícula, esta se rompe y libera al medio PRPSC y enzimas hidrolíticas. Como consecuencia la neurona degenera y muere y la PRPSC puede ser captada por otra neurona, en la que se reanuda el ciclo. Adaptado de Mayer, RJ Et Al. 1992, The Lancet 340:156-159

Figura 2 Papel desempeñado por los lisosomas en la formación de PRPSC. El medio ácido caracteristico de estas vesículas intracelulares favorece la conversión del PRPC en PRPSC. Cuando se alcanzan suficientes concentraciones de PRPSC en el interior de la vesícula, esta se rompe y libera al medio PRPSC y enzimas hidrolíticas. Como consecuencia la neurona degenera y muere y la PRPSC puede ser captada por otra neurona, en la que se reanuda el ciclo. Adaptado de Mayer, RJ Et Al. 1992, The Lancet 340:156-159

Además de la teoría de Prusiner existen otras que intentan explicar la propagación de los priones (incluyendo la viral desechada más atrás). Una hipótesis alternativa para comprender la propagación de la PrP se basa en que su forma anormal constituye estructuras cristalinas. Después de sintetizada la PrP se glicosila (esto es, se asocia con azúcares) y, posteriormente, se une con la membrana celular mediante la substancia llamada GPI (glicosidil fosfatidil inositol). La PrP es muy poco soluble en agua y, en cualquiera de las etapas posteriores a su síntesis, la forma anormal podría formar un cristal PrP infectivo, por el ordenamiento de las moléculas de PrPSc de la forma que muestra la Fig. 3.

Uno de los sustentos de esta hipótesis es que, en cerebros de animales y humanos enfermos, se observan depósitos de placas amiloideas constituidas por PrP en estado cristalino. En tal estado, podría ser resistente a la degradación enzimática, lo que explicaría esta propiedad de la PrPSc. Una vez formado, un pequeño cristal podría actuar como semilla, a la que se incorporarían moléculas idénticas que aumentarían su tamaño, en un proceso muy común en el crecimiento de cristales. Este cristal, además, podría romperse, y sus fragmentos también crecerían por acoplamiento de moléculas idénticas.

Figura 3 Teoría Cristalina La proteína infectiva se sintetiza en los ribosomas y luego se glucosila (se une con azúcares) en la organela intracelular denominada aparato de Golgi. Por último se ancla a la membrana citoplasmática mediante glicosidil fostatidil inositol (GPI) En cualquier etapa formarse el cristal infectivo. Adaptado de Dealler, S. 1991. Medical Hypotheses 36: 131-134

Figura 3 Teoría Cristalina. La proteína infectiva se sintetiza en los ribosomas y luego se glucosila (se une con azúcares) en la organela intracelular denominada aparato de Golgi. Por último se ancla a la membrana citoplasmática mediante glicosidil fostatidil inositol (GPI) En cualquier etapa formarse el cristal infectivo. Adaptado de Dealler, S. 1991. Medical Hypotheses 36: 131-134

La teoría cristalina explica la multiplicación de la PrPSc en ausencia de ácidos nucleicos y define una manera de dispersión de la infección, por el traslado de fragmentos de cristales rotos. Una de las áreas más fascinantes del estudio de las EET es la de las llamadas cepas de priones, que producen enfermedades cuyas diferencias residen en su período de incubación o en la distribución del daño histológico. La existencia de esas cepas es difícil de explicar si se sostiene que los priones carecen de ácidos nucleicos; de ahí que la teoría de Prusiner intente justificar las mencionadas diferencias sobre la base de que la PrPSc puede existir en formas diversas, y que cada una de ellas actúa como molde para un determinado cambio conformacional específico de la PrPC. Por su parte, la teoría cristalina postula que esas aparentes cepas se deber a la formación de distintos tipos de cristales de PrPSc, puesto que la PrP es extremadamente heterogénea en su composición de carbohidratos; por ello, se formarían distintas clases de cristales. Un cristal está constituido por moléculas idénticas y, por lo tanto, por aquellas PrP que tienen unidos los mismos azúcares. En un intento de superar tanto las teorías virales como las no virales, y de explicar la existencia de diferentes cepas de priones, C. Weissmann propuso la llamada teoría unificada, según la cual el agente patógeno sería un holoprion, compuesto por un apoprion (formado por PrPSc), el responsable de la enfermedad y de su transmisibilidad, y por un coprion, que define las propiedades de cada cepa (Fig. 4).

Figura 4 Teoría unificada. Izquierda: El holoprion que tiene PRPSC (Apoprion) y ácido nucleico (Coprion) invade la célula y la PRPC se convierte en PRPSC por un proceso que media la PRPSC del holoprion. El ácido nucleico podría ser replicado por polimerasas celulares que requieren de la presencia de PRPSC. Alternativamente, derecha, luego de que el apoprion entre en la célula, podría asociarse con algún acido nucleico, que sería replicado. Tomado de Weissmann C. 1991, Nature 352679683

Figura 4 Teoría unificada. Izquierda: El holoprion que tiene PRPSC (Apoprion) y ácido nucleico (Coprion) invade la célula y la PRPC se convierte en PRPSC por un proceso que media la PRPSC del holoprion. El ácido nucleico podría ser replicado por polimerasas celulares que requieren de la presencia de PRPSC. Alternativamente, derecha, luego de que el apoprion entre en la célula, podría asociarse con algún acido nucleico, que sería replicado. Tomado de Weissmann C. 1991, Nature 352679683

Este último estaría constituido por ácido nucleico, que podría acompañar a la PrPSc (ello nunca fue demostrado) o, por el contrario, ser un componente normal de las células no infectadas, reclutado por el apoprion y posteriormente replicado por enzimas celulares mediante un proceso estimulado por la presencia de PrPSc. Si el ácido nucleico del coprion fuera ARN, su multiplicación podría seguir un proceso parecido al del virus de la hepatitis; en tal caso, la PrPSc sería indispensable para la replicación del ARN por enzimas celulares, como sucede con la replicación del ARN del virus de la hepatitis , que requiere de la presencia del antígeno 8. Dado que la enzima responsable de ello (la ARN ­polimerasa dependiente de ADN) sólo puede multiplicar a ciertos tipos de ARN, se seleccionarían y amplificarían unicamente determinados ARN del coprion (véase "ADN, una molécula maravillosa", CIENCIA HOY, 8:2635). Así se comprendería que pareciesen existir distintas cepas del agente patógeno, pues el pasaje de holopriones por diferentes huéspedes ocasionaría el cambio de los copriones.

Debido a mejoras de las condi­ciones sanitarias y a los avances de la medicina, la esperanza de vida en los países desarrollados pasó de unos cincuenta años, a principios de siglo, a ser hoy 73 anos para el hombre y 78 para la mujer. Pero el aumento no estuvo acompañado de una paralela mejora de la calidad de vida, pues poco se ha avanzado en el conocimiento de las enfermedades de la vejez, entre las adquieren especial relevancia las distintas formas de demencia. La definición médica de demencia, diferente de la vulgar que se refiere a cualquier tipo de enajenación mental ,incluye las alteraciones psíquicas cuya característica central es un deterioro de las funciones intelectuales superiores, una evolución crónica y progresiva y cambios de conducta y personalidad. El 4% de los estadounidenses mayores de 65 años padece alguna forma de demencia manifiesta,. el 10% presenta rasgos premonitorios de ellas, y sólo el 20% de los casos son tratables. Estas enfermedades tienen un impresionante impacto económico y constituyen un drama para las victimas y sus fami­lias. En 1990, el gobierno de los Estados Unidos aprobó un ambicioso proyecto, denominado la década del cerebro, para entre otras cosas concientizar a la población de la magnitud del problema, promover investigaciones que favorezcan el diagnóstico, tratamiento y prevención de las demencias, incrementar los esfuerzos para lograr la rehabilitación y reinserción social de los pacientes, incorporar avances a la práctica clínica y coordinar los múltiples frentes de lucha contra estas dolencias. El 55,6% de los casos de demencia son causados por la enfermedad de Alzheimer, el 1 4,5% por infartos cerebrales múltiples, el 7,7% por el mal de Parkinson y la enfermedad (o corea) de Huntington, el 4,4% por lesiones cerebrales, el 1 2,2% por causas múItiples (depresiones, deficiencia de vitamina B12, alcoholismo crónico, trastornos metabólicos, infecciones, tumores cerebrales y otros procesos que comprimen el cerebro) y el 5,6% restante por diversas causas, entre ellas, las encefalopatías espongiformes transmisibles, que siempre dan lugar a demencias progresivas. Dado que el kuru prácticamente ha desaparecido, y que la enfermedad de CreutzfeldtJ­akob y el síndrome de Gerstman­SträusslerScheinker son muy raros, ¿por qué dedicar tantos esfuerzos a estudiar patologías tan poco frecuentes? Muchos estudiosos pien­san que su incidencia en humanos podría ser muy superior a lo que se cree, porque, frecuentemente, las EET se confunden con las enferme­dades de Alzheimer de Pick o de Huntington, entre otras. Cuando se examinan materiales histológicos de pacientes del mal de Alzheimer o de demencia senil atípica, se comprueba que muchos deben ser reclasificados como enfermos de ECJ, lo que indica la necesidad de diagnósticos específicos de las enfermedades neurodegenerativas. Las EET humanas pue­den aparecer esporádicamente, co­mo lo hace el 85% de los casos de ECJ, o ser hereditarias, como el 1 0% de los de esta enfermedad y todos los de GSS y de insomnio fa­tal familiar. El gen que codifica la sín­tesis de la PrPen humanos fue clonado en 1985, luego de lo cual se comprobó en primer lugar por K. Hsiao el vinculo entre sus cam­bios o mutaciones y la posterior aparición de una EET; desde en­tonces, se han descripto catorce de dichas mutaciones, ocho vinculadas con este tipo de enfermedades. El 5% de los casos de ECJ y todos los de kuru se produ­cen por transmisión entre seres hu­manos. Acerca de la primera, se ha informado sobre su transmisión por el contacto de personas sanas con material del sistema nervioso central de enfermos: por ejemplo, luego del uso de electrodos conta­minados para realizar electrocorti­cogramas, como consecuencia de transplantes de córnea, implantes de duramadre y operaciones qui­ rúrgicas para remoción de craneo­faringeomas. La enfermedad tam­bién se presentó en profesionales de la salud, en pacientes que reci­bieron hormona humana de creci­miento (hCH) y en otros tratados con gonadotrofinas hipofisiarias, hormonas extraídas de la hipófisis de cadáveres humanos. La hipófi­sis está situada en la base del crá­neo y en estrecho contacto con el cerebro. Los casos de transmi­sión accidental de ECJ de mayor re­sonancia mundial fueron los de niños o adolescentes que recibían hCH, como tratamiento de una in­suficiencia del funcionamiento de la hipófisis, trastorno que ocasiona, entre otras cosas, enanismo. En 1963 se inició en los EE.UU. y en el Reino Unido un programa de aisla­miento y purificación de hGH, con el objeto tratar de manera sistemá­tica a menores afectados por tal in­suficiencia e incrementar su estatu­ra; en 1985 se informó de la muer­te por ECJ de tres pacientes del programa, lo que llevó a que, en ambos países, se prohibiera la ven­ta de hCH obtenida de cadáveres. Mucha notoriedad publica alcanza­ron casos producidos en Francia, debido a que familiares de adoles­centes muertos apelaron a la justi­cia y obtuvieron que fueran proce­sados por homicidio involuntario Jean C. Job, endocrinólogo y presi­dente de la asociación France Hy­pophyse, y Fernand Dray, respon­sable de la producción de la hor­mona en el Instituto Pasteur. A partir de 1988, la hCH extraída de cadáveres huma­nos fue reemplazada totalmente, en los países occidentales, por una hormona sintetizada mediante pro­cedimientos de ingeniería genética.

LAS ENCEFALITIS ESPONGIFORMES EN EL SER HUMANO

El término enfermedad de CreutzfeldtJakob fue utilizado por primera vez por Spielmeyer en 1922, luego de estudiar una mujer de veintidós años, con una rara enfermedad ad­vertida por Creutzfeldt en 1920, y tres casos posteriores descriptos en 1921 por Jakob. Su transmisión a animales de experimentación (en este caso chimpancés) fue realizada en 1968 por Gibbs. La incidencia del mal es muy baja un caso cada millón de personas y co­mienza de manera lenta y progresiva, con alteraciones en la personalidad y deterio­ro de las funciones intelectua­les y de la memoria reciente, a lo que se agregan, generalmen­te, contracciones bruscas y localizadas de algunos grupos musculares, las contracciones mioclónicas, frecuentemente desencadenadas por estímulos sensoriales. A medida que el mal progresa, la demencia avanza y aparecen síntomas neurológicos que indican la afectación de distintas áreas cerebrales; posteriormente se instalan signos de descerebra­ción, que se ponen de mani­fiesto por la postura que adop­ta el paciente, hasta que entra en un estado vegetativo. La muerte sobreviene unos nue­ve meses después del comien­zo de la sintomatología clínica. En el 60% de los afectados el electroencefalograma revela la existencia de alteraciones es­pecíficas, y si bien su diagnós­tico puede realizarse con rela­tiva seguridad a partir de los datos clínicos y electroencefa­lográficos, no puede conside­rase definitivo hasta no haber descartado otras posibles cau­sas de demencia. La confirma­ción definitiva requiere una biopsia de cerebro o se obtie­ne en la autopsia. En 1928, Gerstmann describió por primera vez la enfermedad que luego se conoció como sin­drome de GerstmannSträussler­Scheinker. En 1936, dichos au­tores describieron siete nue­vos casos, en miembros de la misma familia. El mal tiene una incidencia de uno en cada más de diez millones y la demencia, a diferencia de lo que ocurre en la ECJ, sólo aparece en sus últimos estadios, luego de una duración habitual de unos cin­co años. El estudio microscó­pico del cerebro en la autopsia revela la presencia de placas amiloides. La transmisión a ani­males de laboratorio fue reali­zada en 1981 por Master. El kuru fue descripto por pri­mera vez en 1956 por Gajdu­sek, que en 1976 recibió el premio Nobel por sus estudios de la enfermedad. La afección fue frecuente entre miembros de algunas tribus de Nueva Guinea, en cuyo idioma kuru significa temblor o estremeci­miento. Publicaciones que in­formaron por primera vez la existencia de la enfermedad in­dicaban que era responsable del 50% de las muertes en al­gunas aldeas, y que el riesgo de padecerla era de siete a ocho veces mayor en la mujer que en el hombre. Se propagaba debido a prácticas canibalísti­cas funerarias, cuyo ritual tradicional establecía que mujeres y niños de la tribu (rara vez hombres adultos) comían los cerebros y otros órganos de los miembros fallecidos. La in­fección se producía a través de la piel o las mucosas durante la extracción y preparación de los órganos. Como no se transmite de madre a hijo, con la abolición del canibalismo, alrededor de 1956, prácticamen­te desapareció. Consistía en una degeneración progresiva del cerebelo. Los primeros sín­tomas solían ser trastornos en la coordinación de los movi­mientos, tan leves que única­mente el afectado los percibía, y sólo en los estadios finales llegaba la demencia. El pacien­te primero perdía la capacidad de caminar y, con el tiempo, no podía mantenerse de pie, sen­tarse, masticar ni tragar. La muerte, en la mayoría de los casos, sobrevenía a los seis me­ses de aparecida la sintomato­logía clínica. El kuru fue trans­mitido por Gajdusek a anima­les de experimentación (chim­pancés) en 1966. El insomnio fatal familiar fue descripto por primera vez en 1986. Consiste en pérdida progresiva del sueño, trastor­nos del sistema nervioso autó­nomo, sudoración, fiebre, taquicardia, hipertensión arterial y alteraciones de la motrici­dad. A la falta de coordinación de los movimientos se agregan alteraciones del habla, con­tracciones musculares involun­tarias y súbitas (mioclonía) y signos de daño del sistema pi­ramidal (responsable del con­trol, por parte del sistema ner­vioso central, de los músculos voluntarios). También son ca­racterísticas de la enfermedad las alucinaciones y el estupor. La muerte sobreviene antes del año de iniciados los sínto­mas clínicos. El estudio histo­patológico revela alteraciones severas de la corteza del cere­bro, del cerebelo y del bulbo raquídeo.

Sin embargo, varios integrantes de la ex Unión Soviética aún comer­cializan la primera, que se consigue también en Occidente, en el mer­cado negro, a mitad de precio de la sintética. Sus principales consumi­dores son los atletas: fisicoculturis­tas, levantadores de pesas y corre­dores de velocidad y fondo, que la ingieren a pesar del riesgo, junto con esteroides androgénicos y ana­bólicos, para aumentar la muscula­tura y disminuir la masa grasa de sus cuerpos.

Los materiales bajo sospecha de estar contaminados con priones deben manejarse con extremada precaución. El de­partamento de Salud y Seguridad Social del Reino Unido obliga a que el descartable sea recogido en bolsas de bioseguridad de polietileno y esterilizado en una autoclave a 1341380C durante veinte a sesenta minutos, y que luego sea incinerado. El comité de cuidado de la salud de la Asociación Neurológica Americana recomienda tratar con NaOH (soda cáustica), durante sesenta minutos, a los fluidos u otros ti­pos de materiales infectados.

En noviembre de 1986, el laboratorio central veteri­nario del ministerio de Agricultura, Pesca y Alimento de Gran Bretaña informó sobre el primer caso de encefalitis bovina espongiforme (bovine spongiform encephalitis, tam­bién llamada mad cow disease, enfermedad de la vaca loca) apareci­do en ese país, aunque estudios re­trospectivos sugieren que otros pu­dieron haber ocurrido en abril de 1985; desde entonces, más de 100.000 animales han muerto allí a causa de la enfermedad, la que también fue advertida en Irlanda, Suiza, Francia, Omán y las Malvinas. Teniendo en cuenta que el período de incubación del mal es de unos cinco anos, se deduce que la infec­ción pudo haber comenzado entre fines de la década de los setenta y principios de la siguiente.

Siempre la EEB afectó animales adultos, de entre tres y once años, que sufrieron alteracio­nes de comportamiento, porte y postura, y empezaron, general­mente, con signos de aprensión, ansiedad y miedo. En algunos ca­sos, los animales enfermos patean el piso, se lamen continuamente la nariz, reaccionan desmesurada­mente al sonido y al tacto y sufren notorias las alteraciones en la mar­cha; caminan inclinados, ejecutan­do pasos altos con los miembros posteriores. Los signos también pueden incluir reducción en la producción leche, debilidad, deli­rio y agresión (por ejemplo, son frecuentes patadas y nerviosismo general en el galpón del ordeñe). Las anormalidades en el porte se advierten en los potreros, espe­cialmente cuando se arrea los ani­males o se los hace trotar porque les cuesta girar y caen con fre­cuencia y, en los estadios más avanzados de la enfermedad, mar­chan muy reclinados. El estudio histológico del encéfalo, realizado cuando el animal muere o se hace inmanejable y debe ser sacrificado, muestra vacuolización de la mate­ria gris en el bulbo raquídeo y PrPSc en la mayor parte del las re­giones del encéfalo, detectada me­diante anticuerpos anti PrP.

La epidemia de EEB fue desencadenada por alimentos proteicos preparados con restos de ovejas contaminados con scra­pie, enfermedad endémica en el Reino Unido. Sus inicios coinci­dieron con la fecha en que empe­zaron a aplicarse procedimientos de crianza y alimentación que fa­vorecen a la enfermedad, debido a que el gobierno se propuso promover el aumento de la pro­ducción de leche. Para mejorar el rendimiento, los tamberos sepa­raron tempranamente a las crías de las madres y alimentaron a estas con productos proteicos de­rivados de carne, hueso y otros despojos de rumiantes. Con el fin de preparar dichos productos, se utilizaba hexano, como solvente que eliminara los lípidos es de­cir las grasas del material ovino. Dado que la PrPSc es poco solu­ble en agua y muy soluble en he­xano, era extraída de los despo­jos en las etapas iniciales de esa deslipidización; pero una de las crisis petroleras llevó a suspender el uso del hexano, con lo que se perdió la capacidad de elimi­nar la PrPSc

En los momentos ini­ciales del consumo de alimentos contaminados, la transmisión de la enfermedad de ovinos a bovinos fue poco importante, pero luego de un tiempo se declaró la epide­mia, porque se produjo un cambio en la forma de conversión de la PrPC en PrPSc. En los primeros bo­vinos infectados, algunas pocas ve­ces la PrPSc del ovino actuaba co­mo catalizador y se formaba PrPSc bovina; a medida que esta se acumulaba, la conversión de PrPC en PrPSc se hizo más eficiente y rápi­da, con la consiguiente aceleración de la diseminación infecciosa.

Las vacas locas que murieron a causa de la EEB gene­raron uno de los mayores proble­mas de la ganadería británica mo­derna, que afectó en primer lugar a la economía pero, también, amena­za a la salud pública humana, pues la naturaleza de la enfermedad y el tipo de tejido afectado hacen te­mer que acontezca la transmisión de bovinos a humanos, como ocu­rrió de ovinos a vacunos. Existe, entonces, preocupación por inacti­var eficientemente a los priones que pudieran estar presentes en materiales destinados a industrias como la alimenticia y la farmacéuti­ca la segunda, por ejemplo, en muchas ocasiones obtiene produc­tos a partir de extractos de órga­nos animales. En los EE.UU. y en la Unión Europea no se permite vender fármacos de procedencia animal o humana si los procedi­mientos de su elaboración no satis­facen ciertos requisitos considera­dos efectivos para eliminar la posi­ble contaminación con priones.

En líneas generales, dichos requisitos derivan de lo siguiente:

Puesto que la EEB se manifesta en bovinos de cinco años, y se ha determinado una fase preclinica en animales de unos diez a doce meses, es aconsejable usar ejemplares de menos de ocho meses para la obtención de los produc­tos biológicos.

Es conveniente utilizar los tejidos o fluidos de menor riesgo. Los de máximo riesgo son el cerebro, el cordón espinal, el bazo, los nó­dulos linfáticos, el colon, los ner­vios, la pituitaria, las glándulas adrenales y liquido cefalorra­quídeo; los de riesgo interme­dio, el timo, el pulmón, el cora­zón, el músculo esquelético, los riñones y las tiroides; los de ries­go mínimo, la orina, las heces y otros fluidos corporales.

Es deseable usar animales de zonas libres de EET. Australia y Nueva Zelandia son los únicos países clasificados por la OIE (Organiza­ción Internacional de Epizootias) como libres de scrapie y EEB.

Es preferible implantar controles de calidad en la elaboración de pro­ductos de origen biológico, que permitan determinar la presencia de PrPSc en la materia prima y el producto frial.

PROCEDIMIENTO DESARROLLADO LOCALMENTE PARA EVITAR LA CONTAMINACIÓN POR PRIONES

Desde 1987, el CIQUIBIC (Universi­dad Nacional de CórdobaCONI­CET), lugar de trabajo de los autores, ha celebrado varios convenios de transferencia de tecnología con un la­boratorio comercial de especialida­des medicinales de Buenos Aíres. La finalidad fue definir métodos para obtener gangliósidos (un tipo particular de lípido de las membranas celulares) a los que se les asigna capacidad de estimular el desarrollo y la nutrición de las neuronas y que podrían ser úti­les para contrarrestar los efectos ad­versos de una serie de afecciones del sistema nervioso. Dado que los gan­gliósidos en cuestión se extraen de cerebros bovinos, el laboratorio bus­caba eliminar su posible contamina­ción con priones y, además, necesita­ba un procedimiento de análisis que permitiera detectar la PrPSc.

Los autores desarrollaron un méto­do novedoso, patentado en 1992 en la Argentina con el nombre Proceso para obtener gangliósidos puros libres de contaminación debida a agentes in­fectivos no convencionales. Su aplica­ción en el proceso de obtención de gangliósidos no afecta el rendimiento industrial ni la calidad farmacéutica de los productos. El mismo año, el Ins­tituto di ricerche biomediche Antoine Marxer, de Italia (uno de los tres re­conocidos para realizar tales estudios por la Food and Drug Administration y los National Institutes of Health de los Estados Unidos), sometió el procedi­miento a verificación experimental en animales de laboratorio, único método de reconocida eficacia para demostrar la ausencia de los conta­minantes que se buscó eliminar. Los resultados del experimento, enviados al European Journal of Veterinary Pathology, demuestran que es posible ob­tener gangliósidos que mantienen sus propiedades químicas y biológicas y que están libres de infectividad, aun cuando el material de partida esté contaminado.

Es necesario asegurarse que los procesos de extracción y purificación sean capaces de remover o inactivar los priones, lo que se verifica mediante ensayos del producto purificado.

Son cada vez mayores las exigen­cias que gradualmente se están im­poniendo para garantizar la ausencia de priones en animales aptos para el consumo humano. En la industria farmacéutica, ya sólo son aceptables órganos de animales en­teramente sanos. De allí la impor­tancia económica de demostrar que los animales o sus productos que se comercializan están libres de infección por priones.

Lecturas Sugeridas

GAJDUSEK, D.C, 1977, "Unconventional viruses and the origin and disappearance of Kuru", Science, 197: 943960.

PRUSINER, S.B, 1993, "Genetic and infectious prion diseases", Arch Neurol, 50: 11291153.

WELLS G.A.H., SCOTT A.C., JOHNSON C.T, GUNNING R.F., HANCOCK R.D., JEFFREY M., DAWSON M. & BRADLEY R., 1987. "A novel progressive spongiform encephaIopathy in cattle", Vet Rec, 121: 419420.

Pablo E. A. Rodríguez

Pablo E. A. Rodríguez

Centro de Investigaciones en Quimica Biologica de Cordoba (CIQUIBIC)
Universidad Nacional de Cordoba CONICET
Federico A. Cumar

Federico A. Cumar

Centro de Investigaciones en Quimica Biologica de Cordoba (CIQUIBIC)
Universidad Nacional de Cordoba CONICET