Príons Príons: os responsáveis pela vaca louca Uma impossibilidade biológica? Os prions são muito pequenos, causam infecção, mas não são nem fungo, nem bactéria, e nem vírus. São capazes de produzir cópias de si próprios, mas não tem DNA nem RNA. Não são vivos, mas se espalham rapidamente pelas células que infectam. Por fim, apesar de infecciosos, também podem ser adquiridos por hereditariedade. Quantas contradições na proposta acima! Qualquer pessoa minimamente informada em Biologia dirá, com bastante razão, que ela não tem pé nem cabeça, difícil de conciliar com o conhecimento atual. Por que essa proposta parece tão absurda? Primeiro, para que uma partícula seja infecciosa, ela precisaria ser viva, porque teria de se reproduzir, para em seguida ser capaz de se espalhar pelas células que irá infectar. Agora, toda e qualquer partícula viva deve possuir algum tipo de ácido nucléico, DNA ou RNA, que transmite o "padrão" genético para as partículas-filhas; não é o caso dos prions. Outra séria contradição: doenças, às vezes, são adquiridas pelo contato com um agente infeccioso, como é o caso da tuberculose ou da hepatite; outras vezes, podem depender de genes, sendo hereditárias, como o diabete e a hemofilia. Mas nunca são as duas coisas ao mesmo tempo! Há, no entanto, uma categoria que satisfaz as contradições propostas acima: são os príons, estudados pelo cientista Stanley B. Prusiner, (prêmio Nobel) aparentemente responsáveis pela famosa doença da vaca louca. Stanley Prusiner, o descobridor dos prions Esses agentes, afirma ele, nada mais são que moléculas de proteínas, que causam doenças degenerativas do sistema nervoso central em animais e no homem, chamadas genericamente de encefalopatias espongiformes. Isso porque se observa, no cérebro dos doentes, regiões com verdadeiros "buracos", verdadeiras lacunas de tecido. Além disso, nessas encefalopatias, observam-se no tecido nervoso, ao microscópio eletrônico, placas amilóides, agregados protéicos
resistentes às proteases. Corte de encéfalo espongiforme Algumas doenças causadas por príons Em animais, a mais freqüente é chamada de scrapie, e ocorre em ovelhas e cabras, que perdem sua coordenação e acabam ficando incapazes de se manter em pé. Sentem intensa coceira, que faz com que acabem por arrancar sua lã ou seu pêlo. Muito ventilada hoje pelos meios de comunicação é também a doença da vaca louca, que levou os ingleses a sacrificarem grande parte de seu rebanho bovino. A contaminação do gado ocorria através de ração que continha carne e ossos de ovelhas mortas. Em função disso, o governo britânico baniu, em 1988, o uso de rações derivadas de animais. Veja, no gráfico, que o pico da infecção ocorre em 1992, decrescendo bastante nos anos seguintes, em função de ter cessado o uso de farinha de carne e de ossos. Os casos de vaca louca na Inglaterra Os prions causam também doenças na espécie humana. Uma delas, chamada Kuru, foi observada apenas em habitantes de uma tribo da Nova Guiné, os forés. Ela se caracteriza por uma perda da coordenação e mais tarde por demência, e é sempre fatal. É quase certo que os doentes se contaminaram por canibalismo ritual: os componentes da tribo costumavam honrar seus mortos comendo seus cérebros e outras vísceras. Essa prática, no entanto, foi abolida e hoje a doença
praticamente desapareceu. Outra moléstia mortal, a doença de Creutzfeld-Jakob (DCJ), ocorre no mundo todo; atinge apenas uma pessoa em um milhão, geralmente ao redor dos 60 anos, e acaba por causar demência. Sabe-se, no entanto, que de 10 a 15% dos casos são hereditários; nesses casos, a doença se declara bem mais cedo. Uma certa porcentagem de DCJ é devida à contaminação decorrente de tratamento médico, como transplantes de córnea, uso de instrumentos cirúrgicos contaminados ou injeção de hormônio de crescimento, na época em que era extraído de hipófises humanas. Já foram verificados, na Inglaterra, alguns casos fatais de pessoas contaminados por carne de bovinos atingidos pela doença da vaca louca. A variante da vaca louca, no homem, é chamada de vdcj (variante da doença de Creutzfeld-Jakob) Príon: proteína, não ácido nucléico! Já se sabia que tanto o scrapie quanto a doença de Creutzfeld-Jakob podiam ser transmitidos injetando-se extratos de cérebro doente em animais sadios. No início, acreditava-se que essas doenças fossem causadas por vírus de ação muito lenta. No entanto, nem a radiação ultravioleta, que destrói ácidos nucléicos, e nem as nucleases, enzimas que digerem essas substâncias, eram capazes de inativar os extratos, que continuavam infecciosos. Isso sugeria uma coisa muito estranha: se o agente da infecção não continha ácido nucléico, não poderia ser um vírus. Prusiner e seus colaboradores descobriram que, ao contrário, as proteínas presentes no extrato eram responsáveis pela infecção. Isso porque, ao usarem métodos de desnaturação, que modificam a conformação das proteínas, ou ao utilizarem proteases enzimas que digerem proteínas -, a capacidade infecciosa do extrato diminuía muito. A proteína do scrapie foi chamada de PrP (ou PrPc), que vem de Prion Protein. Patricia Mertz descobriu, ao microscópio eletrônico (1978), em tecidos contaminados por scrapie, não apenas de encéfalo, como de outros órgãos, fibrilas protéicas formando bastõezinhos que não estavam presentes em tecidos saudáveis. Essas mesma estruturas também foram pesquisadas e observadas em tecidos com DCJ. Pela simples presença ou ausência das estruturas no tecido examinado, os patologistas são capazes de diferenciar aqueles contaminados dos sadios. Assim, a presença dos bastões passou a ser o teste para as encefalopatias espongiformes. Mais tarde, verificou-se que esses bastões são agregados das próprias proteínas infecciosas, os prions. Fibrilas associadas ao scrapie, vistas ao microscópio eletrônico
Os príons são codificados por genes Os pesquisadores conseguiram descobrir, em células de mamíferos, o gene que codifica a PrP. Ficou assim estabelecido que este gene reside nos cromossomos dos camundongos, das cobaias e dos seres humanos estudados! Em outras palavras, nossas células fabricam normalmente a proteína que chamamos de príon, sem que, no entanto, adoeçamos! Verificou-se, na realidade, que a proteína existe sob duas formas, uma patogênica e a outra não. À forma normal, não-causadora de doença, chamou-se PrPc (PrP celular);a forma patogênica foi chamada de PrPSc (PrP Scrapie).Descobriu-se que, em algumas pessoas, o gene produtor de príons sofreu mutação; nessas pessoas, as encefalopatias espongiformes desenvolvem-se com maior facilidade. A doença, neste caso, comporta-se como hereditária e não como uma infecção adquirida. Em resumo, pessoas ou animais com o gene normal produziriam o PrP celular, enquanto os indivíduos que possuíssem o gene mutado fabricariam o PrPSc. Faltaria entender, neste caso, como uma doença que parece ser hereditária pode também ser transmitida a outros indivíduos, exatamente como uma infecção. Os príons transmitem infecção A seqüência de aminoácidos, em ambos os prions (PrPC e PrPSc) é exatamente a mesma. A diferença entre eles é somente uma questão de configuração molecular. Enquanto o príon celular é uma proteína em que a maior parte tem a forma de uma hélice (estrutura alfa) o príon scrapie tem estrutura pregueada, dita beta. Aparentemente, quando se injeta extrato de cérebro de animais doentes em animais sãos, ocorre o seguinte. Os príons anômalos, de alguma forma, se ligam aos prions normais do receptor e os "convencem" a mudar sua configuração molecular. Isso geraria um efeito cascata, levando mais e mais príons celulares a se transformarem em príons anômalos. Dessa forma, a doença se desenvolve no receptor, exatamente como se um agente infeccioso estivesse se reproduzindo no seu organismo. Um esquema: prions anômalos convencem prions normais a mudar de configuração; daqui por diante, a reação ocorre em cascata. Um dado muito importante reforça essa interpretação. Conseguiu-se, por engenharia genética, animais de laboratório nos quais o gene para produzir príons havia sido bloqueado. Esses animais, assim, não produzem príons em
suas células, nem normais e nem anômalos, o que parece não alterar em nada seu metabolismo. Quando esses animais recebem extrato de cérebro de animais doentes (ou seja, contendo príons scrapie), eles, estranhamente, não desenvolvem a doença. Nesses animais obtidos por engenharia genética, a doença não seria adquirida por causa da ausência do príon celular; estaria faltando, assim, a matéria-prima a ser convencida, necessária para que a doença se estabelecesse. Como os príons causam as doenças? Não se sabe ao certo como o PrP scrapie danifica as células. Em culturas de neurônios, os PrPSc se acumulariam, não sendo hidrolisados normalmente pelas proteases dos lisossomos. O acúmulo da proteína no caso, sob a forma de placas amilóides -, poderia, de alguma forma, danificar as células do sistema nervoso. Formariam-se, na fase mais adiantada da doença, "buracos" no cérebro, que ficaria com aspecto esponjoso (donde o termo encefalopatia espongiforme). A contradição resolvida Os príons, em última análise, são moléculas de proteínas normais (PrPc) produzidas nas células dos mamíferos, através de controle dos genes. Quando a molécula adquire uma configuração diferente (PrPSc), ela se torna patogênica. Essa configuração pode ocorrer devido à existência de um gene mutante no indivíduo, que eventualmente desenvolve a doença, neste caso hereditária (alguns casos de DCJ). Extratos de cérebro de animais doentes, contendo PrPSc, injetados em animais sãos, causam a doença; acredita-se que os PrPSc induzem os príons normais a mudarem de configuração molecular, num efeito cascata, possibilitando o estabelecimento da doença, e configurando um processo infeccioso. Professor de Biologia há 40 anos, o supervisor do departamento de Biologia do Anglo Sezar Sasson é também um dos autores de livros didáticos mais consagrados no Brasil. Formou-se pelo Instituto de Biociências da USP no final da década de 60.