Priones y encefalopatías espongiformes transmisibles

Indice

• Historia
• Características de los priones
• Encefalopatías espongiformes transmisibles de animales

• Scrapie
• Encefalopatía espongiforme bovina
• Encefalopatía espongiforme felina
• Encefalopatía transmisible del visón
• Enfermedad caquetizante crónica del ciervo y el venado
• Encefalopatías espongiformes en rumiantes en cautiverio

• Encefalopatías espongiformes transmisibles de humanos
• Glosario

Los priones son partículas proteicas infecciosas que causan enfermedades neurológicas crónicas degenerativas e invariablemente fatales, de animales y humanos denominadas encefalopatías espongiformes transmisibles (EET). Las EET de animales son:

• Scrapie
• Encefalopatía espongiforme bovina
• Encefalopatía espongiforme felina
• Encefalopatía transmisible del visón
• Enfermedad caquetizante del ciervo y el venado
• Encefalopatías espongiformes en rumiantes en cautiverio

Historia

El scrapie ha sido reconocido como una enfermedad muy particular, por lo menos durante los últimos 300 años (fue formalmente reconocida en Inglaterra en 1732). La naturaleza y etiología del Kurú, una de las EET humanas transmitida por medio de rituales caníbales, fue esclarecida en la década de los 70s. La enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (CJD), otra de las EET humanas, ha sido conocida por muchos años. La encefalopatía espongiforme bovina fue reconocida en Gran Bretaña por primera vez en 1986.

William Hadlow fue el primero en plantear la conexión entre el Kurú y el Scrapie. Carleton Gajdusek recibió el premio Nóbel en 1976 por la relación que estableció entre las EET humanas (Kurú y la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob) y las EETs de animales. El descubrimiento de los priones por parte de Stanley B. Prusiner lo hizo merecedor del premio Nóbel en 1997. Él había introducido el término "prion"* en 1982.

* Poser C.M. Notes on the history of prion diseases. Part I. Clinical Neurology and Neurosurgery 2002; 104:1-9. - PubMed -

Características del prion

• Se cree que las proteínas involucradas se derivan a partir de la modificación postraduccional de una proteína celular normal, con función desconocida. La proteína celular normal se designa PrP y el prion PrP se designa con el superíndice asociado a una enfermedad en particular, por ejemplo PrPSc en scrapie.
• La proteína involucrada tiene una longitud de aproximadamente 254 aminoácidos. Se desconoce su función. El gen de la PrP está localizado en el brazo corto del cromosoma 20 humano.
• Los priones se multiplican o reproducen por medio de la conversión de la PrP a su forma infecciosa PrPSc, a través de un cambio conformacional.
• Los priones son particularmente resistentes a: 135°C durante 18 minutos, radiación ionizante, luz ultravioleta, concentraciones de formaldehído capaces de destruir virus, y a detergentes no iónicos y aniónicos no desnaturalizantes. Los priones son sensibles a la urea, fenol, duodecil sulfato de sodio (SDS), hipoclorito de sodio y otros agentes capaces de desnaturalizar proteínas.
• Los priones no inducen la producción de anticuerpos en el huésped que infectan; sin embargo anticuerpos capaces de reconocerlos pueden ser obtenidos en otros animales.
• Los agentes causantes de las EET pueden ser transmitidos a animales de laboratorio por medio de diferentes rutas de inoculación. Sin embargo los priones presentan una marcada restricción al rango de hospederos. Por ejemplo la PrPSc se transmitirá fácilmente en ovejas, pero raras veces infectará otras especies como el ratón, hamsters y ciertos primates. Todos los intentos de transmitir scrapie a cobayos, ratas y chimpancés han sido infructuosos hasta la fecha. El mantenimiento de priones en cultivo celular es también muy difícil, aunque títulos bajos de PrPSc han sido mantenidos en la línea celular L de ratón.
• Los priones son parcialmente resistentes a proteasas y presentan una fuerte tendencia a formar agregados o polímeros
• Los anticuerpos para priones permiten la visualización de estructuras en forma de barra en tejidos cerebrales infectados, estas estructuras consisten de filamentos o fibras formados a partir de la proteína priónica. Las placas amiloides observadas en estas enfermedades se forman a partir de estas fibras.
• Las placas amiloides y las fibras se localizan entre las células nerviosas, y son probablemente liberadas tras la destrucción celular.

Encefalopatías espongiformes transmisibles de animales

Scrapie

Causa

Un prion. Se han identificado varios polimorfismos en el gen de la proteína priónica, estos polimorfismos se han asociado a diferencias en la susceptibilidad al scrapie en razas de cabras. Dichos polimorfismos resultan en la sustitución de aminoácidos en la PrP.

Distribución

Esta enfermedad neurodegenerativa fatal afecta ovejas y cabras. La enfermedad es endémica del Reino Unido, pero es menos común en otros países europeos. La enfermedad ha sido erradicada de Australia y Nueva Zelanda. Ocurre esporádicamente en Norte y Sur América. En Estados Unidos la enfermedad fue diagnosticada por primera vez en Michigan en el año de 1947.

Transmisión

El agente del scrapie es transmitido verticalmente en líneas familiares de rebaños y horizontalmente por contacto directo o indirecto con placentas infectadas (por ejemplo ingestión, abrasión).

Patogénesis

El agente del scrapie puede ser encontrado en el bazo, en los nódulos linfáticos mesentéricos y retro-faríngeos, placenta, intestino, ovarios y la amígdala palatina, donde se replican y alcanzan el sistema nervioso central (SNC) a través de las fibras del sistema nervioso autónomo. A medida que la enfermedad progresa, se acumulan en el cerebro altas concentraciones de priones infecciosos. Una vez que aparecen los signos clínicos, la muerte del animal ocurre generalmente en un periodo máximo de 6 meses.

Características clínicas y patológicas

El scrapie es una enfermedad insidiosa, no febril, con un largo periodo de incubación que presenta un pico de incidencia de síntomas entre 3 y 4 años. En animales infectados el agente puede ser detectado en tejido linfo-reticular tan pronto como a los 8 meses de edad y en el sistema nervioso central a los 2 años aproximadamente. Los signos clínicos pueden aparecer desde los 3 años y medio aproximadamente. Los síntomas iniciales son agitación, excitabilidad y rechinamiento de los dientes. Posteriormente aparecen los temblores, prurito intenso, lo cual resulta en el desprendimiento de la lana y laceraciones en la piel, y posteriormente convulsiones. La muerte puede ocurrir semanas o meses después de la aparición de los síntomas.

Microscópicamente los cambios se observan en neuronas de la médula, la protuberancia, el mecencéfalo y en la médula espinal. En las neuronas se pueden observar una o múltiples vacuolas rodeadas por zonas de degeneración citoplásmica. Cambios espongiformes similares se pueden apreciar también en el neurópilo del sistema nervioso central y el sistema nervioso periférico. Las fibras y placas amiloides se presentan generalmente en el cerebro.

Diagnóstico

• Especimenes clínicos: Cerebro y médula espinal.
• Los signos clínicos sugieren un diagnóstico presuntivo de scrapie, pero el diagnóstico definitivo requiere de análisis histológicos de tejido cerebral.
• La observación de fibras por medio del microscopio electrónico sirve de apoyo.
• Otros procedimientos usados para confirmar el diagnóstico son: inmunoblott (western blott) de la PrPSc y tinción inmuno-histoquímica de la PrPSc.
• Algunos de los métodos aplicados para el diagnóstico de la variante de CJD (ver debajo), incluyendo la confirmación de la presencia del agente en tejido de la amígdala palatina, están siendo explorados.

Prevención

• Este objetivo se alcanza más fácilmente removiendo los animales afectados y manteniendo los rebaños cerrados.
• En países donde la enfermedad debe ser notificada, los rebaños afectados son puestos en cuarentena y sacrificados (particularmente los animales relacionados por consanguinidad) o se reduce la población del hato.
• Implementación de medidas para prevenir la importación de animales infectados.
• En algunos países, la frecuencia de la enfermedad es tan alta que solo una eliminación gradual es factible.
• La genética está siendo usada como herramienta de erradicación del scrapie, por medio de la eliminación de líneas susceptibles.

Diversos polimorfismos en varios codones de la PrP se han asociados con resistencia a la enfermedad. Estos polimorfismos no se han encontrado en cabras.

Encefalopatía espongiforme bovina

(Enfermedad de las vacas locas)

Causa

Un prion que no es considerado específico de las especies hospederas. Se ha concluido que el prion involucrado fue adquirido por medio del consumo de carne y harina de hueso contaminados (prion scrapie), derivados de los desechos de los mataderos. Un cambio en el proceso de transformación permitió la supervivencia del agente responsable del scrapie. Los factores involucrados en la extensión de la epidemia fueron, sin duda, el hecho de que el scrapie es endémico de esa región y la gran proporción de tejidos de oveja y desechos en los suplementos alimenticios de harina de carne y hueso. Posteriormente los suplementos incluyeron también desechos y tejidos de ganado infectado con encefalopatía espongiforme bovina (EEB).

Distribución

Se estima que más de 170.000 casos fueron confirmados en Gran Bretaña antes de la erradicación. Más del 99% de los casos de EEB confirmados en laboratorios ocurrieron en Gran Bretaña. Un pequeño número de casos atribuidos a importación de ganado inglés fueron identificados en Suiza, Francia, Portugal e Irlanda. Ocho caso han sido identificados en Canadá y tres en USA, uno de los cuales provenía de un rebaño afectado en Canadá.

Transmisión

Ocurrió oralmente por medio de la ingesta de suplementos alimenticios a base de harina de hueso mencionados anteriormente. No existe evidencia de transmisión vertical u horizontal.

Características clínicas y patológicas

La patogénesis es probablemente análoga a la de otras EET, pero los detalles aún no están claros. Tras la exposición al agente de la EEB, hay un largo periodo de incubación antes de que se manifiesten los primeros signos clínicos. El promedio de tiempo está entre los 4 y 5 años. El ganado afectado exhibe signos clínicos asociados con una disfunción progresiva del SNC, incluyendo cambios de comportamiento, incoordinación e hipersensibilidad a varios estímulos. La enfermedad es uniformemente fatal en 1 - 6 meses después de la aparición de los signos.

Diagnóstico

• Especimenes clínicos: Tejido cerebral fresco o fijado en formaldehído.
• El diagnóstico de EEB se basa en los signos clínicos y la posterior identificación de cambios espongiformes en el cerebro, por medio del análisis histopatológico.
• Pueden observarse priones agregados en forma de fibras usando microscopía electrónica en extractos cerebrales.
• Tinción inmuno-histoquímica de tejidos para la proteína priónica.
• Inmunoblot con anticuerpos monoclonales para demostrar el prion de la BSE proteinasa K resistente.
• Existe la urgente necesidad de una prueba de diagnóstico confiable para animales vivos. Una aproximación a ésto involucra biopsias de tejido olfatorio y de amígdalas y anticuerpos monoclonales.
• La prueba rápida de tamizaje utilizado por el departamento de agricultura de Estados Unidos es el TeSeE® test (laboratorios Bio-Rad), el cual es un ensayo basado en ELISA para la proteína priónica EEB específica. Esta compañía también produce pruebas similares para la detección de la enfermedad caquetizante crónica y el scrapie.

Prevención

• Todas las proteínas derivadas de rumiantes deben ser excluidas del alimento del ganado vacuno.
• La EEB es una enfermedad de notificación obligatoria en la mayoría de los países. La presencia, aún de un solo caso, tiene efectos devastadores sobre la industria ganadera. En dichos casos el rebaño es puesto en cuarentena y finalmente sacrificado.
• El ganado afectado es incinerado, la descontaminación se debe realizar con una solución fuertemente concentrada de hidróxido de sodio o hipoclorito de sodio.

Encefalopatía Espongiforme felina

Causa

Se presume que tiene la misma causa de las EEB y el scrapie de cabras y ovejas, esto es una proteína con capacidad auto-replicativa, denominada prion.

Distribución

Desde 1990 se han notificado en Gran Bretaña más de 80 casos de Encefalopatía espongiforme felina (EEF). Un caso de EEF se notificó en cada uno de los siguientes países: Irlanda del Norte, Noruega, y Liechtenstein. Nueve casos involucraron chitas y dos casos leones. De los nueve casos de chitas, tres ocurrieron en el exterior pero se originaron en Gran Bretaña. No se han descrito casos de EEF en Norte, Centro y Sur América.

Debido a los estrictos controles para prevenir el scrapie y la EEB, la enfermedad en felinos debería descender considerablemente, incluso en Gran Bretaña.

Transmisión

Se presume que los felinos adquirieron la enfermedad por ingesta de tejido infectado proveniente de bovinos, ovinos o caprinos, probablemente en comida para gatos, carne cruda o sobras de alimentos. Aún se desconoce si se da la transmisión transplacentaria y parece poco probable que ocurra transmisión felino-felino.

Características clínicas

No se conoce el periodo de incubación, pero se presume que puede ser tan largo como la fase clínica. Esta enfermedad se observa principalmente en felinos de 2 a 7 años de edad. Los signos incluyen cambio de comportamiento, salivación, hiperestesia, temblores musculares y ataxia. Todos los casos son de curso fatal.

Diagnóstico

• Especimenes clínicos: cerebro y médula espinal.
• Aunque el largo desarrollo de la enfermedad y los síntomas clínicos pueden sugerir una EEF, el diagnóstico definitivo solo se puede obtener tras la necropsia.
• Los cambios observados en los cerebros de felinos con EEF son indistinguibles de los observados en el cerebro del ganado infectado con EEB. Los cambios observados en EEF difieren un poco de los apreciados en ovejas con scrapie. Los cambios histológicos característicos incluyen vacuolación de la materia gris del neurópilo y las neuronas. A través del microscopio electrónico se pueden observar en el cerebro de gatos con EEF, la misma clase de fibras que se observan en el Scrapie y la EEB.
• La mayoría de laboratorios de diagnóstico veterinario no realiza detección del prion involucrado.

Prevención

Con la erradicación de la EEB es muy poco probable que algún prion sea encontrado en comida para gatos.

Encefalopatía transmisible del visón

La encefalopatía transmisible del visón es una enfermedad neurológica insidiosa, caracterizada por un largo periodo de incubación (8 meses o más) y con signos clínicos de hiper-irritabilidad, pérdida de peso, ataxia, mordisqueo compulsivo, somnolencia y finalmente la muerte entre 2 a 6 semanas.

No se observan lesiones macroscópicas tras la necropsia, pero los cambios histológicos espongiformes característicos se pueden apreciar por histopatología. Estos cambios espongiformes son esencialmente, idénticos a los observados en los cerebros de ovejas con scrapie y otros animales con encefalopatías espongiformes, incluyendo al ganado. Se cree que el visón se infecta por ingesta de carne contaminada de rumiantes. El canibalismo y las peleas podrían contribuir a la propagación del agente en otros visones.

Enfermedad caquetizante crónica del ciervo y el venado

La enfermedad caquetizante crónica (CWD por sus siglas en inglés), fue reconocida por primera vez como un síndrome clínico en un criadero de ciervos en Colorado, en el año de 1967. La enfermedad fue confirmada como una EET en 1978. Los signos clínicos y patológicos fueron similares a los observados en otras encefalopatías transmisibles. La enfermedad ha sido descrita posteriormente en ciervos salvajes y en cautiverio, en alces del oeste de Estados Unidos (Wisconsin y Minnesota), y en dos provincias del oeste de Canadá. Como todas las EETs el periodo de incubación es largo, con una pérdida de condición progresiva, notable pérdida de peso siempre seguida de la muerte.

Se están haciendo esfuerzos para eliminar la enfermedad de algunos rebaños mediante la cuarentena y remoción de animales positivos. Hasta el momento no existe evidencia de transmisión de la enfermedad a humanos o ganado doméstico y ovejas.

Encefalopatías espongiformes en rumiantes en cautiverio

Durante los brotes de EEB en Gran Bretaña en 1986, se presentaron algunos casos de encefalopatías espongiformes en algunos rumiantes salvajes en cautiverio, tales como el nyala, oryx y el gran kudu. Estos casos fueron atribuidos al consumo de suplementos alimenticios de la misma clase que dio origen a las EEB*.

*Quinn et al. Veterinary Microbiology and Microbial Disease. Blackwell Science 2002. - disponible en amazon.com -

Encefalopatías espongiformes transmisibles de humanos

• Enfermedad de Creutzfeldt – Jacob (CJD)
• Variante Creutzfeldt – Jacob (vCJD)
• Kurú
• Síndrome de Gerstmann – Sträussler – Scheincker
• Insomnio fatal familiar

Enfermedad de Creutzfeldt – Jacob (CJD)

Esta rara EET humana tiene una incidencia aproximada a nivel mundial de un caso en un millón. Aparece espontáneamente aunque presenta una asociación familiar del 10% aproximadamente. El método de transmisión se desconoce, excepto en las formas de transmisión iatrogénicas. La transmisión iatrogénica puede darse por transplante de cornea, por medio de electrodos intracerebrales, intervenciones quirúrgicas con instrumental contaminado, injertos de dura madre y por medio del tratamiento de niños y adolescentes con hormona de crecimiento extraída de la hipófisis (glándula pituitaria) de personas que fallecieron por CJD. La mayoría de los casos se presentan en personas entre los 50 - 70 años de edad. El curso de la enfermedad puede tomar aproximadamente 6 meses. El promedio de edad de muerte es de 58 años.

Variante Creutzfeldt – Jacob (vCJD)

Esta es la EET humana atribuida al consumo de carne proveniente de ganado con EEB. Esta variante fue identificada en Gran Bretaña en 1996. Sin embargo el modo de transmisión y los factores que afectan la susceptibilidad al vCJD aún se desconocen. Las diferencias entre vCJD y CJD son:

• Edad de inicio temprana, en promedio 27 años de edad, comparado con un promedio superior a los 50 años en CJD.
• Al contrario de los síntomas neurológicos la presentación es psiquiátrica.
• No se presenta la apariencia típica de los electroencefalogramas del CJD.
• En vCJD se observan placas amiloides en forma de flor.
• El periodo de desarrollo de la enfermedad antes de la muerte es de ≈13 meses, comparado con los 3 meses del CJD.
• Desde 1994 hasta 2003 se han registrado en el Reino Unido 104 muertes confirmadas de vCJD. Sin embargo, el número reportado de casos ha ido disminuyendo en los años recientes. Hasta el momento solo se han confirmado dos casos de vCJD en Estados Unidos y se cree que se originaron en el Reino Unido. En Estados Unidos las personas menores de 30 años que mueren anualmente por CJD son menos de 5 por 1000 millones.

Los procedimientos utilizados para el diagnóstico de la vCJD son los mismos usados en el diagnóstico de las EEB.

Kurú

Esta EET humana ocurre en las tribus Fore de Nueva Guinea como resultado del consumo de cerebro humano en rituales caníbales, un rito funerario a sus muertos. La muerte ocurría en un periodo aproximado a un año después del inicio de los síntomas.

Síndrome de Gerstmann – Sträussler – Scheincker

Esta es una forma muy rara de CJD que aparece como resultado de una mutación en el gen de la proteína priónica.

Insomnio fatal familiar

Esta EET humana es considerada una variante de CJD. Fue encontrada recientemente en pacientes con una mutación en el gen de la proteína criónica, que genera un cambio de aminoácido en la posición 178. Los primeros síntomas son pérdida del sueño, seguido de alucinaciones y la muerte en menos de un año.

Glosario

Neurópilo:
Red de axones y dendritas de las células de la neuroglia en mayor grado en el sistema nervioso central.

Polimorfismo:
Se refiere a múltiples alelos de un gen en particular dentro de una población.

Proteinasa K:
Una serina proteasa endolítica, capaz de romper enlaces peptídicos en los extremos carboxilo de aminoácidos alifáticos, aromáticos o hidrofóbicos.