Még a mai ember is úgy gondolja, hogy a kórokozók csak élőlények lehetnek: vírusok, baktériumok, gombák vagy más paraziták. Ezek úgy okoznak betegséget, hogy túlságosan is elszaporodnak a fertőzött szervezetben, többnyire abból táplálkoznak. Nem gondolunk arra, hogy önmagában egy fehérje, amit a táplálékban elfogyasztunk, az is okozhat betegséget. Nem is akármilyet, hanem a legsúlyosabb, gyógyíthatatlan neurodegeneratív betegségek okozói ezek a fehérjék. Ezért az óriási felfedezésért kapott orvosi Nobel-díjat Stanley Benjamin Prusiner amerikai neurológus és biokémikus 1997-ben.
A Nobel-díj indoklása egyértelmű: a prionok (így nevezték el ezeket a fehérjéket), azaz a fertőzés új biológiai alapelvének felfedezéséért ítélték a díjat Prusinernek. Az alábbiakban megnézzük, hogy mik azok a prionok, hogy okozhatnak ilyen súlyos megbetegedéseket, hogy sikerült a kórokozó szerepüket kimutatni, de előtte tekintsük át a kortárs, Stanley Prusiner professzor (1942-) életútját a felfedezésig.
Származás, gyerekkor, ifjúkor
„Középnyugaton születtem, Keleten tanultam, és most Nyugaton élek” – így összegezte a Nobel-díj honlapján életét Prusiner. Tehát egy eredeti amerikai honpolgárról van szó, pedig az ősök, apai nagyapja 1896-ban Moszkvából még kisfiúként emigrált az USA-ba, ahol sok más orosz zsidóval együtt Iowaban nevelkedett.
Az ő unokája Stanley Prusiner, aki 1942. május 29-én Les Monesben, Iowa állam fővárosában született, Lawrence Prusiner építész és Mirjam Spigel első gyermekeként. A Stanley keresztnevet apja öccse után kapta, aki 24 éves korában Hodgkin kórban hunyt el. Édesapja ekkor az éppen zajló II. világháborúban a Csendes óceán déli részén teljesített tiszti szolgálatot. Ezért az édesanya gyerekével a nagymamához költözött az Ohio állambeli Cincinnatibe. A háború vége felé újra Les Monesben élt egy rövid ideig a család, itt született meg Stanley öccse, Paul. Majd véglegesen Cincinnatiban telepedtek le, ahol édesapja építészként színvonalasan el tudta tartani családját.
A középiskolát a nagy múltú és jó hírű Wallnut Hillsben végezte el, ahol öt évig tanult latinul, saját meglátása szerint ennek nagy hasznát vette a későbbi publikálások során. Noha ő nem rajongott annyira a középiskoláért, ott mégis kis zseniként tartották számon, mert bevezetett egy új poloskariasztószert a Boxelder poloskák ellen.
Egyetemi tanulmányok, két diploma megszerzése
Kémiai érdeklődése tehát hamar megmutatkozott, így sikeresen felvételizett a Pennsylvania Egyetem kémia szakára.
Amerika legrégebbi egyetemének (alapítás éve 1740) intellektuális légköre rendkívüli módon megragadta. Fő tárgyai mellett nagy tudású professzoroknál hallgatott építészettörténetet, orosz történelmet, filozófiát, szabad idejében pedig az evezésnek hódolt. A kémiai alapképzés elvégzése után az orvostudományi karon folytatta tanulmányait. Emlékeztetném a kedves olvasót, hogy több Nobel-díjas orvos járt be ilyen utat, hogy erős természettudományos alapok után végezte el az orvosegyetemet. Így szélesebb látókörrel és sokkal nagyobb tudással, eredményesebb lehetett a kutatásban. Prusiner már hallgatóként is bekapcsolódott kutatási projektekbe saját egyetemén és Svédországban is. Orvosi diplomáját 1968-ban szerezte meg Pennsylvaniában (keleten), orvosi gyakorlatait már a Kaliforniai Egyetemen, San Franciscóban (nyugaton) végezte el. Nem mellesleg itt ismerkedett meg későbbi feleségével, Sandy Turk, középiskolai matematika tanárnővel.
Kutatóvá válás
Később a Nemzeti Egészségügyi Intézethez (NIH) került, ahol Earl Stadtman iskolateremtő biokémikus laboratóriumában az E. coli glutaminázait vizsgálta. Kutatóvá válásában az ott eltöltött 3 év nagy jelentőségű volt. Erről így ír önéletrajzában: a NIH laboratóriumában „vizsgálatokat fejlesztettem ki, makromolekulákat tisztítottam, számos megközelítéssel dokumentáltam egy felfedezést, és világos kéziratokat írtam, amelyek leírják, mi ismert és mi vár még vizsgálatra” Sok neves kutató köszönheti karrierjét a National Institutes of Health valamelyik laboratóriumában elsajátított kutatási alapoknak.
Legjobban a neurobiológia érdekelte, ezért a továbbiakban a Kaliforniai Egyetem San Franciscó-i Neurológiai Tanszékén a neurológiai rezidensképzést választotta.
A végzetes találkozás
Itt találkozott azzal a nőbeteggel, akit fel is vett az osztályára, mivel súlyos memóriavesztéssel küszködött és akinek a napi rutin feladatok elvégzése is gondot okozott. A nő Creutzfeldt-Jakob-kórban (CJD) szenvedett, amit az akkori orvostudomány egy ún. lassú vírus okozta megbetegedésként definiált. Emlékszünk, hogy a „lassú vírus” fogalmát D. Carleton Gajdusek vezette be a ’kuru’ betegség kapcsán. Prusiner azt is észrevette, hogy a fertőzés nem vált ki reakciókat a nő szervezetének védekező rendszerében. A nőbeteg elhunyt és a boncolás megállapította, hogy az agy szivacsos szerkezetűvé vált, az idegsejtek fokozatosan elpusztultak. (hasonlóan a kuruhoz). Prusiner később többször is elmondta, hogy mennyire megdöbbentette a helyzet, hogy nincs kórokozó, nincs immunválasz, mégis van fertőzés. Mindent elolvasott az ún. „lassú vírus” eredetű betegségekről, a kururól, a Creutzfeldt-Jakob-kórról, a juhok viszketéssel kezdődő halálos betegségéről a surlókórról (angolul scrapie).
A surlókór kutatások
Elhatározta, hogy meg fogja találni a fertőző agenst. Elfogadta a San Franciscó-i egyetem Neurológiai tanszékének adjunktusi állását és 1974-ben hozzáfogott egy laboratórium felállításához, amiben a scrapiet (surlókórt) tanulmányozták. A következő években Prusiner fertőzött agyszövetből próbálta izolálni a kórokozót, különböző tisztítási módszereket alkalmazott. Arra számított, hogy a tisztított scrapie kórokozó egy apró vírusnak bizonyul, és megdöbbent, amikor az adatok folyamatosan azt mutatták, hogy a készítmények fehérjét tartalmaznak, de nukleinsavat nem. Kimutatta, hogy a fertőző részecske ellenáll a nukleinsavat bontó enzimeknek, de érzékeny a fehérjebontó enzimekre. Ez vezette el ahhoz a felismeréshez, hogy a kórokozó valójában fehérje lehet. Közben finanszírozási nehézségekkel is meg kellett küzdenie, folyamatosan pályáznia kellett kutatási támogatásra, hiszen a kísérletek, a többezer egér és hörcsög vásárlása rengeteg pénzt emésztettek föl. Ráadásul az állását sem akarták véglegesíteni akkor, amikor a kutatások a csúcspontra jutottak. Szerencsére sikerült jelentős támogatást elnyernie a R. J. Reynolds Company-től és a Sherman Fairchild Alapítványtól és az állását is sikerült – legközelebbi kollégáinak a támogatásával – véglegesíteni.
A prion fogalmának megalkotása
Amikor már rengeteg adat gyűlt össze a fertőző ágensről, munkáját összefoglalta egy cikkben a Science folyóirat 1982 áprilisi számában. Ebben megalkotta a prion fogalmát. Az elnevezés egy mozaikszó az angol „proteinaceous infectious particle” szóból és „fehérjeszerű fertőző részecskét” jelent. Ezzel tulajdonképpen létrehozott egy új kórokozó kategóriát, megkérdőjelezve a klasszikus kórokozó elméletet, ami hatalmas tudományos vitát indított el. Gyakran előfordul a tudományban, hogy a merőben új tudományos eredményeket kétkedés fogadja és sok támadás éri. Az ilyen szituációról jegyezte meg a magyar Nobel-díjas Szent-Györgyi Albert, hogy ha egy új publikációját nem kezdi el azonnal támadni a szakma, akkor biztos benne, hogy nem tudott újat írni, tehát öregszik. Prusinert is kegyetlen támadások érték, általában kételkedtek abban, hogy nincs hagyományos kórokozó. A viták a sajtóban is megjelentek és személyeskedő hangnemet öltöttek.
Hogyan okoz betegséget a prion?
A prion fertőző jellege térszerkezetében rejlik. Ezek tulajdonképpen rosszul hajtogatódott fehérjék, amelyeknek kóros a térszerkezete és képesek arra, hogy normális fehérjék közelébe kerülve azok térszerkezetét a sajátjukhoz hasonlóra alakítsák át. Ezt önfenntartó konformációs láncreakciónak is nevezik, amiben a „fertőzés” valójában egy szerkezeti információ terjedése. Tehát egy hibásan hajtogatott fehérje képes önmagát „másolni” más fehérjékben, és ez elegendő egy fertőző idegrendszeri betegség kialakulásához.
Előrelépést jelentett a prionelmélet elfogadásában az, hogy Prusinernek és munkatársainak sikerült izolálnia a prionproteint és részben meghatározni a prionmolekula aminosavsorrendjét. De a legnagyobb áttörést akkor érték el, amikor kiderítették, hogy a fehérje normál formában is jelen van az emlősök agyában és egy mutáció eredményeként jön létre a hibás szerkezetű alakja. Tehát a prionfehérjének két formája van egy normális és egy hibás, azaz rosszul hajtogatódott. A normális fehérjék az idegsejtek membránjain találhatók, minden egészséges emberben és állatban jelen vannak és szerepük lehet az idegsejtek kommunikációjában és a sejtvédelemben. A rosszul hajtogatódott, kóros prion csomókban (aggregátumok) tud felhalmozódni, kiváltképp az agyban és elpusztítja az idegsejteket. A felhalmozódása úgy történik, hogy hozzákapcsolódik a normális proteinhez, rákényszeríti a szerkezetét és az is kórossá válik. Az agyban az idegsejtek pusztítása miatt üregek alakulnak ki.
Mindezek az eredmények több laboratórium rengeteg kísérlete és összedolgozása eredményeként jöttek létre a 1990-es évek elejére. Ekkortól kezdett Prusiner prionelmélete egyre inkább elfogadottá válni és felfedezője egymás után kapta az elismeréseket.
Persze a hétköznapi olvasóban is felmerül egy logikus kérdés. Ha a „fertőzést” például egy kóros fehérje elfogyasztása okozza, akkor az emésztőrendszer miért nem tud megküzdeni ezzel a táplálékkal, miért nem bontják le az enzimek vagy az immunrendszer miért nem tudja kiiktatni?
A válasz összetett, az emésztőrendszerünk nagyrészt lebontja a prionfehérjéket, de nem teljesen. Egy kis részük túléli az emésztést, és ez elég lehet a fertőzés elindításához. A prionfehérjék ugyanis nagy csomókba állnak össze és az enzimek nehezen férnek hozzá ezek belsejéhez, a gyomorsavnak pedig ellenállnak. A bél immunrendszere pedig kifejezetten segíti a továbbjutásukat, hiszen az ún. M-sejtek segítségével eljutnak a nyirokszövetbe majd az idegrendszerbe: a perifériás idegekbe, a gerincvelőbe és az agyba. Itt rengeteg normál prionfehérje van (az idegsejtek membránjain), ami gazdag táptalajt biztosít a kóros fehérjék számára, hiszen az alapanyagát ezek képezik.
Prionbetegségek
Megkülönböztetünk emberi és állati prionbetegségeket. Az emberinek a tudománytörténetben a leghíresebb formája a kuru, emberi agyvelő elfogyasztása útján terjed, ennek a kutatása vezetett el a prion fogalmához. Az állati prionbetegségek leghíresebbike a surlókór a juhoknál és a kergemarhakór a szarvasmarháknál. A szarvasmarha-szivacsos agyvelőbántalomként is számon tartott kór (Bovine Spongiform Encephalopathy = BSE) az 1980-as években az Egyesült Királyságban súlyos járványt okozott. A betegség tömeges megjelenését 180000 állatnál az okozta, hogy a szarvasmarhákat prionnal szennyezett húsliszttel etették. Erős bizonyíték támasztja alá, hogy a BSE-vel fertőzött marhahús fogyasztása az emberben Creutzfeldt-Jakob-kórt okozhat. A kockázat minimalizálása érdekében világszerte tilos a magas priontartalmú szövetek (agy, gerincvelő) élelmiszer- és takarmányláncba kerülése (húsliszt), továbbá kötelező a beteg állatok megsemmisítése. Az ilyen intézkedéseknek köszönhetően a BSE ma már ritka, és az emberi megbetegedések száma rendkívül alacsony.
Prusiner kitüntetései
Prusiner tevékenységét számos kitüntetéssel jutalmazták. Elnyerte többek között az amerikai alapkutatásokért adományozható Albert Lasker díjat 1994-ben, a japán Keio orvosi díjat 1996-ban, az orvosi Nobel-díjat 1997-ben és a német Hans Krebs díjat 1999-ben. Számos tudományos társaság tagja és jelenleg három egyetemi tanári állást tölt be. (kettőt a San Franciscó-i Egyetemen, egyet a Berkeley-ben) Jelenleg a prionbetegségekhez hasonló degeneratív betegségeket, mint a Parkinson-kór és az Alzheimer-kór kutatja.
Szeged 2026. 03. 13.
Tasiné Csúcs Ildikó PhD történész
Felhasznált szakirodalom
Stanley, Prusiner: Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. Science. Vol. 216, No. 4542, pp. 136–144.
https://www.nndb.com/people/136/000134731/
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1997/prusiner/facts/
Önnek ajánljuk
-
Komplex támogatás az erős immunrendszerért
6 290 Ft
Szent-Györgyi Albert 1000 mg C-vitamin pezsgőtabletta AJÁNDÉK