Sledování role iontů kovů a metalothioneinu při vývoji prionových onemocnění

Buněčné prionové proteiny (PrPC) se mohou po jejich přeměně na patologickou formu prionu (PrPSc) stát infekčními a mohou způsobovat neurodegenerativní onemocnění nazývaná transmisivní spongiformní encefalopatie (TSE). TSE mohou postihnout jak člověka, tak zvířata a v současné době jich existuje 16 druhů. Prionová onemocnění je možné rozpoznat podle charakteristické změny morfologie mozkové tkáně. Veškerá tato onemocnění mají velmi dlouhou inkubační dobu, která znesnadňuje jejich výzkum, jsou fatální a prozatím také ireverzibilní. Vzhledem k tomu, že je PrPC kov-vázající protein, existuje předpoklad, že kovy mohou hrát roli v patogenní přeměně z PrPC na PrPSc. Neméně důležitým pojítkem mezi prionovými onemocněními a kovy je i protein metalothionein. Jeho mozkově specifická forma metalothionein-III (MT-III) se účastní vzniku neurodegenerativních onemocnění a zajišťuje právě udržování koncentrace kovů v mozku. Bylo odhaleno, že při snížení hladiny MT-III dochází k formaci neurofibrilárních shluků charakteristických pro Alzheimerovu chorobu 1. V poslední době existují i hypotézy o tom, že prionová onemocnění mohou mít společné mechanismy vzniku s dalšími neurodegenerativními chorobami, jako je Alzheimerova, Parkinsonova nebo Huntingtonova choroba 2. Tyto hypotézy samozřejmě podnítily velký vědecký zájem o toto téma a společné znaky těchto chorob jsou nyní intenzivně studovány.

1. Uchida Y., Takio K., Titani K., Ihara Y., Tomonaga M.: Neuron, 7, 337 (1991).
2. Yokoyama T., Mohri S.: Current medicinal chemistry, 15, 912 (2008).
3. Dormont D.: FEBS letters, 529, 17 (2002).
4. Cashman N. R., Loertscher R., Nalbantoglu J., Shaw I., Kascsak R. J., Bolton D. C., Bendheim P. E.: Cell, 61, 185 (1990).
5. Dodelet V. C., Cashman N. R.: Blood, 91, 1556 (1998).
6. Parchi P., Gambetti P.: Current opinion in neurology, 8, 286 (1995).
7. Legname G., Baskakov I. V., Nguyen H. O., Riesner D., Cohen F. E., DeArmond S. J., Prusiner S. B.: Science, 305, 673 (2004).
8. Prusiner S. B.: Science, 216, 136 (1982).
9. Prusiner S. B.: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 95, 13363 (1998).
10. Brundin P., Melki R., Kopito R.: Nature reviews. Molecular cell biology, 11, 301 (2010).
11. Campana V., Sarnataro D., Zurzolo C.: Trends in Cell Biology, 15, 102 (2005).
12. Huang Z., Prusiner S. B., Cohen F. E.: Current topics in microbiology and immunology, 207, 49 (1996).
13. Gavier-Widen D., Stack M. J., Baron T., Balachandran A., Simmons M.: Journal of veterinary diagnostic investigation : official publication of the American Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians, Inc, 17, 509 (2005).
14. Kozlowski H., Luczkowski M., Remelli M., Valensin D.: Coordination Chemistry Reviews, 256, 2129 (2012).
15. Cai L., Li X. K., Song Y., Cherian M. G.: Current medicinal chemistry, 12, 2753 (2005).
16. Bush A. I.: Current Opinion in Chemical Biology, 4, 184 (2000).
17. Wadsworth J. D., Hill A. F., Joiner S., Jackson G. S., Clarke A. R., Collinge J.: Nature cell biology, 1, 55 (1999).
18. Shaked Y., Rosenmann H., Hijazi N., Halimi M., Gabizon R.: Journal of virology, 75, 7872 (2001).
19. Wong B. S., Chen S. G., Colucci M., Xie Z. L., Pan T., Liu T., Li R. L., Gambetti P., Sy M. S., Brown D. R.: Journal of Neurochemistry, 78, 1400 (2001).
20. Brown D. R., Hafiz F., Glasssmith L. L., Wong B. S., Jones I. M., Clive C., Haswell S. J.: The EMBO journal, 19, 1180 (2000).
21. Lehmann S.: Current Opinion in Chemical Biology, 6, 187 (2002).
22. Coyle P., Philcox J. C., Carey L. C., Rofe A. M.: Cellular and Molecular Life Sciences, 59, 627 (2002).
23. Aschner M., Cherian M. G., Klaassen C. D., Palmiter R. D., Erickson J. C., Bush A. I.: Toxicology and Applied Pharmacology, 142, 229 (1997).
24. Takahashi S.: Journal of Hematology & Oncology, 5, (2012).
25. Penkowa M., Giralt M., Thomsen P. S., Carrasco J., Hidalgo J.: Journal of Neurotrauma, 18, 447 (2001).
26. Hidalgo J., Aschner M., Zatta P., Vasak M.: Brain research bulletin, 55, 133 (2001).
27. Campagne M. V., Thibodeaux H., van Bruggen N., Cairns B., Gerlai R., Palmer J. T., Williams S. P., Lowe D. G.: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 96, 12870 (1999).
28. Palmiter R. D., Findley S. D., Whitmore T. E., Durnam D. M.: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 89, 6333 (1992).
29. Quaife C. J., Findley S. D., Erickson J. C., Froelick G. J., Kelly E. J., Zambrowicz B. P., Palmiter R. D.: Biochemistry, 33, 7250 (1994).
30. Kawashima T., Doh-ura K., Torisu M., Uchida Y., Furuta A., Iwaki T.: Dementia and Geriatric Cognitive Disorders, 11, 251 (2000).

PDF