Prionen

fünf Gruppen von Mikroorganismen

• Erreger der belebten mikrobiellen Welt

  • Prokaryoten

    1. Bakterien

  • Eukaryoten

    1. Pilze

    2. Parasiten

• Erreger ohne eigenständiges Leben

  1. Viren

  2. Prionen (engl.: Proteinaceous infectious particles)

• Kolonisation

  • Besiedelung von Haut und Schleimhäuten

  • ohne klinische Symptome oder Invasion des Körpers

  • "natürliche Flora" bei jedem Menschen

  • z.T. auch pathogene Erreger -> "natürlichen Flora" hindern diese am Wachstum und Infektion

• Infektion

  • Eindringen und Vermehrung von pathogenen Erregern in einem Wirtsorganismus

  • Resultat: Abwehrreaktion oder Schädigung mit Entzündung

  • Fakultativ pathogene Mikroorganismen → nur unter bestimmten Bedingungen (z.B. Immunschwäche) zur Infektion

  • Obligat pathogene Keime → befallen immunkompetenten Wirt -> Infektion

• Unterscheidung nach Ausbreitung in Bevölkerung

  1. Endemie (Stark gehäuftes Auftreten in bestimmten Gegend ohne zeitliche Begrenzung)

  2. Epidemie (Stark gehäuftes, zeitlich begrenztes Auftreten einer Erkrankung in bestimmten Gegend)

  3. Pandemie (Stark gehäuftes, zeitlich begrenztes Auftreten einer Erkrankung ohne örtliche Begrenzung)

Verlauf

1. Kontakt mit einem Erreger in ausreichender Menge (Infektionsdosis)

   • Aufnahme meistens über natürliche Körperöffnungen (z.B. über Atemwege oder fäkal-oral)

2. Nach Ablauf der Inkubationszeit -> Erkrankung

3. Möglichkeiten: ausheilen, persistieren oder tödlich

4. Bei Ausheilung lebenslange Immunität möglich

   • z.B. Mumps oder Röteln

-> Zum Schutz von Indiviuum und Gesellschaft

1. Hygienische Maßnahmen (z.B. Händedesinfektion)

2. Impfungen

3. Zielgerichtete Medikamente

   • Antibiotika

   • Antimykotika

   • Antiparasitika

   • Virostatika

   • Ggf. Modifikation der Immunreaktion (bspw. Glucocorticoide bei Meningitis, Interferon-Gabe bei Hepatitis B)

4. Ggf. zielgerichtete Interventionen

   • Eröffnung von Hautabszessen

   • Drainage von Organabszessen (z.B. Leberabszess),

   • Spülung von Körperhöhlen (z.B. Bauchspülung bei Peritonitis)

   • Resektion von infizierten Organen (z.B. Appendektomie bei Appendizitis, Cholezystektomiebei Cholezystitis)

5. Meldepflicht bestimmter Krankheiten

   • z.B. Masern

• Proteinaceous infectious particles

• Glykoproteine

• Größe: 10-15 nm

• Molekulargewicht von 33-35 kDa

• im menschlichen und tierischen Organismus

• Protein PrP (für "prion protein") = Bestandteil von Zellmembranen

• physiologische Variante = PrP^C genannt

• pathogene Form = PrP^SC (SC für "Scrapie")

• genetische Information für PrPC auf Chromosom 20

• physiologischen Variante: Funktion noch unbekannt

• pathogene Variante: "übertragbaren spongioformen Enzephalopathien" (TSE)

  • Rinderwahnsinn (BSE)

  • Creutzfeldt-Jakob-Krankheit.

• Fehlgefaltete Proteine

• vermehrte β-Faltblattstruktur

• bewegen "gesunde" Proteineebenfalls zur Konformationsänderung -> Erkrankung

1. Sporadisches Auftreten von Infektionen mit fehlgefaltetem PrPsc

2. Konformationsänderung des physiologischen PrPc

3. Bildung von Kondensationszentren

4. Plaquebildung

5. Absterben von Neuronen

6. Fortschreiten bis zum Vollbild der spongiformen Enzephalopathie

• PrP^SC gleiche Primärstruktur wie PrP^C

• Sekundär- und Tertiärstruktur weichen ab

  • PrP^C: Alpha-Helix

  • PrP^SC: Beta-Faltblatt

• Einfluss auf Eigenschaften des Moleküls und Stoffwechselpfad

• PrP^C leicht durch Proteasen gespaltet

• bleibt PrP^SC intakt -> nur N-terminales Peptid von 70 Aminosäuren abgeschnitten, Großteil gegenüber enzymatischen Angriffen "resistent"

• extrem widerstandsfähig gegen

  1. Hitze -> nicht durch Sterilisation abgetötet

  2. UV-Strahlung- und Gamma-Bestrahlung

  3. Desinfektionsmitteln

• nicht völlig geklärt

• Vervielfältigung von PrPSC losgelöst von zellulären Steuerungsprozessen -> regulär geformtes PrPC der Zelle "deformiert"

1. PrP^SC kopiert seine Struktur auf physiologische Variante (Conformational Disease)

2. deformierten Proteine bilden Aggregate (Amyloid)

3. Ablagerung im Hirngewebe

   • Unklar: Aggregate an sich schädlich?

4. Überlastung der neuronalen Proteasomen (Abbau falsch gefalteter Proteine)

5. Tod der Nervenzellen

6. keine herkömmlichen pathogenen Mikroorganismen -> fehlende Immunantwort

neuronale Degeneration mit spongiformen (schwammartigen) Veränderungen der Hirnsubstanz unter Hohlraumbildungen (Vakuolisierungen)