Viroides y priones

2. Viroides
v Son agentes infecciosos
más pequeños que los
virus.
v S o l o s o n g e n o m a s
desnudos.
v Sólo infectan plantas
(enfermedad en la papa,
crisantemos y otros).
v P r o d u c e n p é r d i d a s
económicas importantes
en cultivos como la papa
(USA) y en los cocoteros
(Filipinas).
Viroide

3. Viroides
v Contienen de 270 a 380 nucleótidos.
v Los RNAs de algunos viroides funcionan
como ribozimas que intervienen en su
proceso replicativo.
v Químicamente están
c o n s t i t u i d o s
únicamente de RNA
de una cadena en
forma de horquilla,
simulando un RNA de
doble cadena para
protegerse
RNA
Dominio
variable
Dominio
patógeno
Doble cadena
de RNA
Cadena sencilla
Cadena sencilla

4. Viroides
v Su información solo se replica.
v Su RNA no funciona como mensajero y no
se traduce a enzimas para su replicación.
v Se localizan en el núcleo de la célula
huésped.
v Parece que interfieren con la regulación
genética de la célula (particularmente en la
eliminación de intrones y de empalmes de
exones).
v No es claro cómo se transmiten entre las
células, dada la dificultad que opone la pared
celular de las células vegetales a las que
infectan.

5. Viroides PSTV
Molécula de RNA
Primer viroide
caracterizado, es una
molécula de ARN de
cadena simple que
contiene 359
nucleótidos.
El viroide PSTV es el
agente causante de la
enfermedad tubérculo
fusiforme de la papa que
produce papas
alargadas y retorcidas,
con profundas grietas en
la superficie.
Cuando menos 60% de la secuencia de nucleótidos
del PSTV está presente también en el genoma de
las plantas que son usualmente infectadas por este
viroide.

6. Viroides: fósiles vivientes
La presencia de ribozimas y el análisis
de secuencias, apoyan la hipótesis de
que los viroides son moléculas
antiquísimas, en cierto modo "fósiles
vivientes" del mundo precelular de
RNA.
Se postula que existieron en el inicio
de la vida, antes a nuestro mundo
actual basado en el DNA y las
proteínas.

7. Clasificación de
los viroides

9. Priones
v agentes infecciosos responsable de
varias enfermedades neurodege-
nerativas de los animales y el hombre
de evolución lenta.
v Son partículas proteicas.
v Carecen de ácidos nucleicos.
v Es la única proteína, hasta ahora, con
la capacidad infectiva sobre sí misma.
"proteinaceous infectious particle", definición dada a conocer en 1982
por su descubridor Stanley B. Prusiner (premio Nobel 1997).

10. Enfermedades neurodegenerativas
Encefalopatía espongiforme
transmisibles (EET) conocida
como scrapie y la EEB
Ganado ovino y caprino,
Hace dos décadas “saltaron”
Ganado bovino
Kuru (contagiosa)
Síndrome de Gertsman-Straussler-
Schneiken (hereditaria).
Insomnio fatal familiar (hereditaria).
Enfermedad de Creutzfeldt-Jakob
( h e r e d i t a r i a , t r a n s m i s i b l e o
esporádica)
Humanos
EET "encefalopatía espongiforme transmisible”

11. Antecedentes de las enfermedades neurodegenerativas
v La enfermedad scrapie “rascar” en borregos y cabras, conocida
hace más de 200 años.
v Encefalopatías de visón, ciervo, alce, felinos y ungulados, todas
son esporádicas y, hasta el descubrimiento de los priones, de
origen incierto.
v La enfermedad de Creutzfeldt-Jacob* (demencia) en humanos
descrita en 1920.
v El Kuru “temblor”, enfermedad del sistema nervioso de inicios
del siglo XX, que causa demencia, (tribus que practican el
canibalismo).
v 1986 “una vaca se volvió loca” con síntomas parecidos al
scrapie.
v Todas son incurables, afectan al sistema nervioso y se cree que
también a los músculos.
v Estas enfermedades pueden incubarse durante años en los
humanos**.
*temblores, pérdida de la coordinación, ulceraciones, y un alternar entre períodos de risa,
irritación y depresión, todo ello consecuencia de una disfunción cerebral.
*Se pensaba que estas enfermedades eran producidas por "virus lentos". En todos los casos el
contagio genera daños similares en el cerebro.

12. Enfermedades producidas por priones
La demencia es consecuencia de que la proteína se acumulan y cristaliza
en las neuronas lo que provocan su destrucción y muerte.
Vacas locas
scrapie
Kuru

13. Enfermedad de las vacas locas
Al analizar el cerebro de las vacas locas muertas, se confirmó que sufrían
de una Encefalopatía Espongiforme por primera vez observada en bovinos.
En 1988, la cuenta de vacas locas se elevaba a 867. Todas habían sido
alimentadas con harinas elaboradas con carne y huesos de desechos de
los rastros de borregos y vacas sin tratamiento con calor y solvente.
Se estima una contaminación silenciosa con harinas de unos 900 000
bovinos que no enfermaron, pero pudieron infectarse, contaminando a su
vez la cadena alimentaria humana.
Desde 1990, al menos un centenar de gatos parecen haber contraído la
enfermedad, probablemente al consumo de las harinas mencionadas.
1995, apogeo de la epidemia, con más de 37 000 casos en bovinos.
En 1995, 10 individuos británicos, entre ellos cuatro ganaderos y dos
adolescentes, padecían de una variante de la enfermedad de Creutzfeld-
Jakob (vCJ).
El gobierno reconoce una posible relación entre la vCJ y la EEB, hipótesis
que aún no está plenamente demostrada, pero es sostenida por
numerosos científicos.
En 1996, como medida de seguridad extrema, millones de bovinos
británicos con más de 30 meses de edad fueron sacrificados.
Hasta ahora sólo se han detectado 87 casos de la vCJ y no los más de
100 000 que se predecían.

14. Casos de Encefalopatía Espongiforme Bovina
Tomado de: Office International Des Epizooties, 15 de marzo, 2001 (www.oie.int).
* Alemania - al 5 de marzo, 2001; Bélgica - al 21 de febrero, 2001; Dinamarca - al 15 de enero,
2001; España - al 12 de marzo, 2001; Francia - al 15 de febrero, 2001; Irlanda – al 31 de diciembre,
2000; Italia - al 16 de enero, 2001; Liechtenstein – al 30 de septiembre, 1998; Luxemburgo - al 28
de febrero, 2001; Países Bajos - al 19 de enero, 2001; Portugal - al 31 de diciembre, 2000; Reino
Unido – al 31 de octubre, 2000; Suiza - al 22 de diciembre, 2000.
Desde enero de 2001, ningún bovino mayor de 30 meses puede pasar a la cadena
alimentaria en Europa si no se ha certificado que está libre de priones infecciosos, en
una verdadera campaña de salud pública.
Desde enero 2001, la prohibición de 1988 del uso de harinas de origen animal en la
alimentación de bovinos se extendió a todos los animales.
En América no ha habido casos de vacas locas, y se reacciona con bastante
prudencia en las instancias reguladoras del país.

15. Producción de los Priones
Hipótesis científicas
actuales
Contacto de una proteína
normal con una infectiva -que
actúa como molde- y que
como resultado altera su
plegamiento convirtiéndose en
un nuevo prión infeccioso.
Mutación espontánea*
*Dado por el cambio de alguno de los aminoácidos de la proteína
debido a una mutación en el gene que la produce.

16. Contacto de una proteína normal con una infectiva
v La secuenciación de la proteína ha permitido
elaborar sondas de ADN para identificar su gen.
v El gen ha sido localizado en casi todos los
mamíferos tanto enfermos como sanos.
v Existe una versión normal e inofensiva de la
proeína (PrPc) presente en las membranas de las
neuronas y sirve como moléculas de señalización.
v Existe una versión modificada y alterada
funcionalmente de la proteína (PrPsc) que es
responsable de las EET.
v La PrPsc se diferencia en su modo de plegamiento
de la normal, lo que la torna inmune a las
proteasas y su acumulación causa la degeneración
de la neurona y su destrucción final.

17. proteína “normal” a “proteína prión”.
Comparando la proteína normal (PrPc) y la patológica (PrPsc), se vió que
tienen la misma secuencia de aminoácidos (estructura primaria), pero
tienen un plegamiento distinto (de hélice α a lámina βó tira plegada).
PrPc
PrPSc

18. Ciclo de infección
La proteína patógena
PrPsc infecta
individuos que
producen la proteína
normal PrPc .
Las vacas al consumir
piensos elaborados a
partir de ovejas
enfermas la adquieren.
La proteína patógena
origina un cambio en la
conformación de la
proteína normal,
transformando las
hélices α de su
estructura proteica en
láminas β.
Las nuevas
proteínas patógenas
inducen el cambio en
otras normales, lo
cual produce un
efecto de "cascada“
con destrucción de
la neurona.
PrPc
PrPsc
El prión PrpSc es capaz de convertir a la proteína normal PrpC a una proteína
anormal PrpSc .
Los ensayos realizados para transmitir el agente responsable de la scrapie a los
bovinos no han tenido éxito

19. Priones: agentes
infecciosos

20. Consecuencias
La infección por priones no provoca una respuesta
inmune, ya que el prión está dentro de nuestras propias
células.
No es posible pensar en una vacuna.
El número de priones se incrementa por lo que ocurre la
destrucción del cerebro y eventualmente muere la
víctima. En el scrapie hay nueve veces más priones en su
forma maligna que en la benigna.
los priones malignos tienden a
agregarse, depositándose en
forma de fibras que pueden verse
al microscopio electrónico.
Vacuolización del citoplasma de
las neuronas, tomando aspecto
de esponja.

21. Cortes de cerebros con encefalopatías espongiformes

22. Características básicas de los Priones
Se inactivan con:
v Hipoclorito de sodio (20 °C por 1 hora)
v Hidróxido de sodio 2N (20 °C por 1 hora)
v Autoclave: sólo tiene lugar a 200° C.
v Resiste las radiaciones ionizantes y
ultravioletas.
v Resistente a las proteasas.
v Resistente a procedimientos estándar de
esterilización.
v No provoca respuesta inmune.

23. v Son de desarrollo muy lento.
v Tiempo de incubación entre 2 y 10
años, sin síntomas.
v Se pueden distinguir dos fases:
Las enfermedades por priones
1. La fase psíquica: cambios en el
comportamiento y el temperamento,
aprensión y agresividad.
2. La fase orgánica: alteraciones motoras
graves (ataxia), pérdida de peso,
temblores y convulsiones.

24. Síntomas en el hombre
v Se afecta la conducta y personalidad,
con aparición de trastornos de memoria.
v Aparecen dolores musculares intensos
en las extremidades inferiores y
postración.
v En la fase final los síntomas principales
son demencia y disestesia.
v La muerte sobreviene después de 6-12
meses de la aparición de los primeros
síntomas.
v En la actualidad es una enfermedad
incurable.

25. ¿otros órganos podrían estar infectados?
Los resultados de estudios realizados sugieren la
posibilidad de que existan bovinos infectados con los
priones de la EEB que, por procesos inflamatorios,
tengan invadidos órganos que no son dianas habituales
de esas proteínas y por lo tanto no se retiran de la
cadena alimentaria.
Fuente: Revista Science 2005-01-21.
Se sabe que un ratón al cual se le elimina el gene del
prión no adquiere la enfermedad, lo que abre una línea
de investigación para una posible cura; aunque todavía
no se sabe qué le puede pasar al ratón cuando carece del
prión normal o benigno.
Se han tomado medidas para evitar la eventual
contaminación entre humanos a través de la donación de
sangre, pues no deja de ser ésta una preocupación de la
población.

26. Característica Virus Viroide Prión
Ácido nucleico + + -
Presencia de
cápside + - -
Presencia de
proteína + - +
Se pone de
manifiesto
Microscopio
electrónico
Determinación
de la secuencia
de nucleótidos
Daño a la
célula huésped
Se afectan por el
calor y químicos que
d e s n a t u r a l i z a n
proteínas
+ - -
Se afectan por
radiaciones y
enzimas contra DNA
y RNA
+ + -
Huésped
Todo tipo de
células
plantas mamíferos