¿Qué son los priones?

En 1982 Stanley B. Prusiner propuso el nombre de "prión" para el agente causante de un grupo de enfermedades degenerativas del sistema nervioso central caracterizadas por serpatologías crónicas y progresivas. En 1997,  Stanley B. Prusiner fue galardonado con el premio Nobel de fisiología y medicina por los trabajos llevados a cabo para la identificación de agente infeccioso de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EETs). Estas enfermedades incluyen la encefalopatía espongiforme bovina (BSE), el scrapie de las ovejas y cabras así como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y su nueva variante en seres humanos.

Los priones son pequeñas partículas infecciosas de naturaleza proteica con unas sorprendentes propiedades que las hacen más resistentes que la mayoría de las proteínas a la inactivación por métodos físico-químicos. La naturaleza proteica de los priones se sugirió dada su resistencia a la inactivación por procedimientos que destruyen los ácidos nucleicos, como por ejemplo la radiación ultravioleta. Hasta la fecha la asociación de algún tipo de ácido nucleico específico con los priones no se ha confirmado formalmente. A pesar de todo la controversia científica existe entre aquellos defensores de la teoría de la proteína única y los defensores de la hipóteis del virino o de la nucleoproteína, que sostiene que el agente infeccioso consiste en un genoma formado por ácido nucleico y la proteína del prión (PrP) derivada del huésped.

De acuerdo con la hipótesis de la proteína única, los priones se componen de una proteína denominada PrPSc (isoforma scrapie de la proteína del prión). La PrPSc se produce por el plegamiento erróneo de una proteína celular de idéntica secuencia de aminoácidos, presente en prácticamente todos los tejidos del organismo, denominada PrPC (isoforma celular de la proteína del prión) 

Cambio de plegamiento de PrPC a PrPSc 

Este plegamiento erróneo confiere a la PrPSc dos propiedades que permiten diferenciarla de la PrPC, laresistencia parcial a la digestión por proteasas y la insolubilidad. Las causas que provocan el error en el plegamiento de la PrPC definen las formas descritas de las enfermedades producidas por priones:

1. FORMAS ESPORÁDICAS DE LA ENFERMEDAD. Son las que aparecen sin causa aparente y para las  que no hay explicación en la

 

actualidad.

2. FORMAS INFECCIOSAS. Se explican por la interacción de la PrPSc sobre la PrPC lo que provoca su transformación a PrPSc.

3. FORMAS HEREDITARIAS. Provocadas por alteraciones genéticas heredables que facilitan el plegamiento erróneo de la PrPC 

Ver tabla "Historia de las enfermedades producidas por priones"

¿Cómo son los priones?

Los priones son patógenos infecciosos que difieren de las bacterias, hongos, parásitos, virus y viroides tanto en su estructura y características físico-químicas  como en la enfermedad que causan. Los priones presentan importantes características que los diferencian de los virus.

Diferencias fundamentales entre los priones y los virus

PRIONES VIRUS

Formas moleculares múltiples (Isoformas).

Formas únicas con diferentes morfologías estructurales

No presentan ácido nucleico esencial dentro de la partícula infecciosa

Poseen un genoma formado por ácido nucleico que sirve de molde para la replicación.

No inducen respuesta inmune.

Inducen respuesta inmune más o menos intensa según el tipo

El único componente conocido es la proteína PrPSc

Están compuestos por ácidos nucleicos, proteínas y, a menudo, por otros constituyentes.

Propiedades físico-químicas de los priones

La masa relativa (Mr) de la PrPSc es de 33-35 x 103. Los priones se agregan en partículas sin tamaño uniforme y no pueden solubilizarse con detergentes si no es en condiciones que alteran la estructura de la PrPSc, con la consiguiente pérdida de infectividad. Sin embargo, utilizando fosfolípidos fue posible conseguir la solubilización de la PrPSc.

Tabla "Estabilidad de los priones y los viroides (PVTV)"

Los priones resisten la inactivación con nucleasas, radiación UV a 254 nm, tratamiento con psoralenos, cationes divalentes, iones metálicos quelantes, ácido (entre pH 3 y 7), hidroxilamina, formalina, ebullición y proteasas. La infectividad de los priones se disminuye mediante la digestión prolongada con proteasas, o con tratamientos como urea, ebullición en SDS, álcali (>pH 10), autoclave a 132ºC durante más de dos horas, solventes orgánicos desnaturalizantes (e. g., fenol) o agentes caotrópicos como el isocianato de guanidina.

Morfología del prión.

A partir de tejido cerebral procedente de un individuo infectado se pueden extraer vesículas membranosas ricas en PrPSc. La proteolisis parcial de estas vesículas da lugar a partículas con forma de varilla, visualizables al microscopio electrónico. 

La imagen procede de http://ss.niah.affrc.go.jp/bse/images/img0035.gif

La mayoría de estas partículas tienen un diámetro uniforme de 11 nm con una longitud media de 165 nm. Estas varillas son lisas, parecidas a listones, y raramente aparecen retorcidas. Las varillas están

formadas por polímeros de PrPSc 27-30 (generada por la proteolisis parcial de la PrPSc 33-35).

Biología Molecular de los priones.

La proteína PrPC  está codificada en un gen cromosómico muy similar entre las distintas especies de mamíferos. El gen de la PrP existe en una única copia y está localizado en el brazo corto del cromosoma 20 en el hombre y en una región equivalente del cromosoma 2 en ratones. El gen del ratón contiene tres exones, mientras que el gen humano y de hámster únicamente dos. La secuencia de aminoácidos (ORF) de todas las proteínas conocidas de priones se encuentra codificada en su totalidad dentro de un único exón.

El gen se expresa de manera constitutiva prácticamente en todos los tejidos del organismo adulto siendo su expresión máxima en tejidos neuronales, fundamentalmente en el cerebro, cerebelo, médula e hipotálamo.

La PrPC tiene un tamaño comprendido entre los 33 y 35 kDa (PrP 33-35). El suceso crítico en la patogénesis parece estar relacionado con un cambio estructural que transforma a la PrPC en la PrPSc, el componente principal de las partículas infecciosas. Por tanto, ambas formas proteicas poseen  idéntica secuencia de aminoacidos y la única diferencia entre ellas estriba en su estructura secundaria, es decir en la forma de plegamiento de la cadena polipeptídica. Estas diferencias conformacionales entre ambas isoformas confiere a la PrPSc las propiedades que permiten

diferenciarla de la PrPC: mientras que la PrPC es digerida completamente por proteasa, la PrPSc es parcialmente resistente a esta digestión, resultado una proteína de 27 a 30 kDa (PrP 27-30).

Biosíntesis de las isoformas PrPC y PrPSc  

El prión es pues una forma alterada de una proteína celular normal que ha podido perder su función pero que ha adquirido la capacidad de transformar la forma normal en patológica. La patología se manifiesta probablemente por la acumulación de la proteína anormal.

Estructura de la proteína del prión.

La proteína celular  madura, purificada en su forma nativa, tiene una estructura secundaria compuesta por un 43% de α-hélice y un 3% de lámina β. Por el contrario, los estudios espectroscópicos permitieron establecer que la estructura secundaria de la PrPSc contiene un 43 % de lámina β lo que le confiere la capacidad de formar complejos supramoleculares acumulables denominadosamiloides.

La estructura terciaria de la proteína recombinante del prión humano se ha desvelado recientemente.Ésta consiste en tres α-hélices que conforman un núcleo ordenado en el extremo carboxilo terminal de la molécula y una zona amino terminal desestructurada y flexible. 

Se ha propuesto que la transformación de PrPSc a PrPSc consiste en una transición de las  α-hélices a láminas β, coincidiendo con las zonas conservadas de la cadena polipeptídica.

Sin embargo, se desconocen muchos detalles sobre el mecanismo de acción del proceso de transformación. Se ha sugerido que las dos isoformas deben interaccionar entre ellas debido a que:

La transmisión de los priones precisa de cierta especificidad entre las secuencias interaccionantes

Fue posible generar moléculas parecidas a la PrPSc in vitro, mezclando PrPC purificada con PrPSco con péptidos sintéticos.

¿Cómo afectan los priones a los animales y al hombre?

Los priones causan enfermedades de tipo neurodegenerativo denominadas clínicamente como encefalopatías espongiformes transmisibles (EETs) (Tabla 2). Los signos clínicos y la patología que producen varían dependiendo de la especie afectada e incluso de cada animal afectado. En todos los casos el desarrollo de la enfermedad es muy lento y los tiempos de incubación, con ausencia total de síntomas, son extremadamente largos (2-10 años dependiendo de la especie y de los individuos).   En general, en los animales se pueden distinguir dos fases: (Tabla 3)

 FASE PSÍQUICA: se producen cambios en el comportamiento y el temperamento

 FASE ORGÁNICA: se observan alteraciones motoras graves.

En el hombre los primeros síntomas son de origen psíquico afectando a la personalidad y al comportamiento, con aparición de trastornos de memoria. A medida que la enfermedad avanza aparecen dolores musculares en las extremidades inferiores. En una fase final los síntomas principales son demencia y diestesia. La muerte sobreviene tras 6-12 meses desde la aparición de los primeros síntomas. En la actualidad es una enfermedad incurable.

Desde el punto de vista anatomopatológico, se puede decir que, macroscópicamente, los cerebros de los animales infectados aparecen normales, mientras que microscópicamente los cambios más notorios consisten en astrogliosis, vacuolización intracelular, pérdida de neuronas y formación de placas amiloides ocasionales.

A continuación se describen algunas de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EETs) en animales.

Encefalopatía espongiforme de ovejas y cabras (scrapie)

El scrapie afecta a las ovejas y a las cabras. Esta enfermedad se conoce en Gran Bretaña y en otros países de Europa occidental desde hace más de 250 años y posteriormente se ha descrito prácticamente en todo el mundo.Los signos clínicos del scrapie varían ampliamente en cada animal afectado, posiblemente dependiendo de diferencias en la región cerebral afectada, y tiene un desarrollo muy lento. Los signos clínicos más tempranos incluyen cambios en el comportamiento y en el temperamento de los animales afectados. A estos cambios se sigue la tendencia del animal a rascar y frotar su cuerpo  contra objetos fijos, aparentemente con el objetivo de aliviar el picor. Otros signos son la pérdida de coordinación (ataxia cerebelar), exagerada ingesta de líquido (polidipsia), pérdida de peso (a pesar de la retención del apetito), mordeduras en las patas y anomalías en el movimiento frecuentemente acompañadas de temblores y convulsiones.El análisis histopatológico de los cerebros de los animales con scrapie muestra astrogliosis, vacuolización intracelular y pérdida neuronal

Histopatología de cerebro ovino infectado con Scrapie. La imagen original proviene de:http://cahpwww.nbc.upenn.edu/bse/scrapie2.jpgNo parece existir una relación entre la cantidad de astrogliosis observada y la gravedad de las lesiones vacuolares por lo que ambos cambios parecen representar respuestas primarias independientes. Se han descrito también alteraciones en páncreas.

Encefalopatía espongiforme bovina (BSE).

En abril de 1985 se observó por vez primera en una granja del sur de Inglaterra, una vaca frisona adulta con un síndrome neurológico, que fue descrito como “hipersensibilidad crónica con síndrome de descoordinación”. En este animal se describió un cambio de carácter acompañado de comportamientos agresivos. Siete meses después, y hasta febrero del año 86, en el mismo rebaño se dieron nueve casos más con el mismo rango de síntomas clínicos. En noviembre de ese mismo año, elanálisis histopatológico del cerebro de estos animales mostró una gran similitud existente con los cerebros de animales infectados de scrapie.

Histopatología de cerebro bovino infectado con BSE. La imagen original proviene de:http://cahpwww.nbc.upenn.edu/bse/235.jpgDesde entonces un tipo similar de encefalopatía espongiforme se diagnosticó en varias vacas más e incluso en un antílope africano (Nyala). Hasta el momento presente se han contabilizado mas de 175.000 casos de BSE en Gran Bretaña y en otros países.  La importancia de la BSE, aparte de las consecuencias económicas para la industria derivada de la explotación de ganado vacuno, aumentó al considerarse el riesgo potencial que constituía para el hombre. Este riesgo se vio confirmado en 1995 cuando dos adolescentes murieron en Inglaterra con síntomas de la enfermedad de Creutzfeld-Jakob (acrónimo inglés, CJD). Desde entonces, 81 personas han muerto de lo que se conoce actualmente como la variante de la enfermedad de Creutzfeld-Jakob (vCJD) cuyo agente transmisible parece ser indistinguible del de la BSE.Los signos clínicos de la BSE aparecen típicamente entre los 4 y 5  años de edad como una aprehensión progresiva, hiperestesia y descoordinación del paso con una duración de 1 a 6 meses antes de la muerte. La patología de la BSE es muy parecida a la del scrapie de la oveja; los cambios más notorios consistenen astrogliosis, vacuolización intracelular, pérdida de neuronas y formación de placas amiloides ocasionales. La ausencia de variación observada en los patrones de vacuolización del tejido encefálico en el ganado afectado, tanto procedente de casos naturales como de infecciones experimentales, sugiere la posibilidad de que una única cepa de prión pudiera ser la causante de la epidemia de BSE, a diferencia de lo que ocurre en ovejas infectadas con scrapie, donde se han podido definir numerosas cepas de priones.

Encefalopatía transmisible del visón (TME).

La encefalopatía transmisible del visón es una enfermedad rara que  afecta al sistema nervioso central de visones criados en granjas. Se detectó inicialmente en los Estados Unidos en 1947. En este país no se volvieron a producir nuevos brotes de TME hasta principios del año 1960. Desde entonces se han descrito nuevos casos en Canadá, Europa occidental y en repúblicas de la antigua Unión Soviética.La TME tiene un periodo de incubación promedio de unos 7 meses  antes de la aparición de los síntomas clínicos. Estos síntomas pueden permanecer entre 3 días y 6 semanas. Los signos más tempranos suelen ser bastante sutiles e incluyen un aumento de la suciedad de la madriguera y la dispersión de residuos por toda la jaula. Además los visones pueden pisar a menudo su propia comida o comer con dificultad. Conforme la enfermedad progresa, el animal enfermo se muestra más excitado, y suele arquear su cola sobre la espalda como si fuera una ardilla. Estos animales afectados pueden manifestar una descoordinación severa, dificultades al caminar con espasmos pronunciados de los miembros traseros. Cerca de la muerte, los visones afectados se encuentran adormecidos y no responden a estímulos externos. No se observan cambios visibles en el cuerpo tras una necropsia.Tanto la infección natural como la experimental se caracterizan por microvacuolización de la materia gris en el cortex cerebelar, cuerpo estriado y cerebro medio.

Enfermedad del desgaste crónico (CWD).

La enfermedad del desgaste crónico es una encefalopatía espongiforme transmisible que afecta a ungulados domésticos y salvajes. Los primeros signos diagnosticados datan de 1967 y se encontraron en un ciervo mula en cautividad (Odocoileus hemionus) de Fort Collins, Colorado. La enfermedad se caracterizó como una pérdida de peso crónica que llevaba a la muerte. Prácticamente todos los casos aparecidos hasta la actualidad han sido en Norteamérica, fundamentalmente en Colorado y Wyoming. Las especies afectadas son: gran kudu (Tragalaphus strepsiceros), oryx Arábigo (Odocoileus leucoryx) , ciervo de pelo blanco (Odocoileus virginianus), ciervo de pelo negro (Odocoileus hemionus columbianus)  y alce (Cervus elaphus). No se ha demostrado por el momento transmisión entre la CWD y otras enfermedades espongiformes en animales o en el hombre. Se considera una enfermedad rara aunque los casos diagnosticados por año van en aumento.

Los signos clínicos mas consistentes son: pérdida de peso progresiva, apatía, depresión, ataxia, emaniación severa, deshidratación, caída de cabeza y orejas, inexpresividad facial, salivación excesiva, afilamiento de los dientes, polidipsia y poliuria. El comportamiento del animal se altera perdiendo miedo a los humanos, disminuyendo la interacción con otros individuos del grupo e incluso caminando de forma repetida y con pauta fija dentro del corral. En alces, los cambios de comportamiento incluyen también hiperexcitabilidad y los animales afectados continúan comiendo cereal aunque pierden el interés por el heno. Normalmente, el animal muere a los 6 meses de aparecer los síntomas.Los datos obtenidos post mortem muestran un exceso de fluido espumoso mezclado con una gran cantidad de arena y grano en el rumen. También aparece abundante tejido adiposo visceral y subcutáneo y médula ósea amarilla gelatinosa. Habitualmente se encuentran úlceras abomasales y omasales.Microscópicamente se observan lesiones en el cerebro y en la médula espinal con microcavitaciones de la sustancia gris. La degeneración y pérdida neuronal se presenta en ausencia de respuesta inflamatoria. También aparecen importantes lesiones en el bulbo olfatorio, corteza, hipotálamo y núcleos vagales parasimpáticos. La muerte normalmente no es debida directamente a CWD sino a infecciones secundarias que el animal no puede superar. También se incluyen neumonías, abscesos, enteritis, alopecia focal y parasitismo. En animales cautivos, la muerte suele ser debido a la eutanasia. El diagnóstico definitivo se basa en el estudio de la necropsia dado que las lesiones macroscópicas observadas reflejan perfectamente los signos clínicos. Las lesiones del sistema nervioso central observadas microscópicamente recuerdan a otras encefalopatías espongiformes (vacuolización intracelular, placas amiloides, etc.) (ver figuras lesiones de Scrapie y BSE)

Encefalopatía espongiforme felina (FSE).

En 1990 se diagnosticó por primera vez la encefalopatía espongiforme felina en un gato doméstico. Hasta 1994 no se hizo oficial la existencia de una nueva encefalopatía espongiforme que afectaba a felinos. En los años sucesivos se han encontrado 81 casos distribuidos por el Reino Unido (10-15 gatos infectados por millón).Probablemente la infección fue debida a la contaminación de comida con tejido bovino contaminado. Los casos diagnosticados han descendido desde 1994. También se han descrito casos de encefalopatía espongiforme en puma, ocelote y tigre que consumieron carne cruda bovina en el que se incluyó sistema nervioso central.En todos los casos encontrados la FSE presenta una patología común caracterizada por tremor muscular generalizado, ataxia y dilatación pupilar. En la mayoría de estos casos los estudios inmunohistoquímicos han mostrado la presencia de PrPSc en el cerebro y en la médula espinal.Sólo en

algunos casos aparecieron meningiomas y gliosis con meningoencefalopatía no supurativa como en el caso de un puma en un zoológico del Reino Unido.

¿Cómo se transmiten los priones?

Las enfermedades de priones pueden ser: adquiridas o infecciosas, genéticas o hereditarias de origen desconocido, conocidas habitualmente como formas esporádicas.

Las primeras evidencias de transmisión de la enfermedad en el hombre datan de los años 50 cuando se describió el kuru, una patología infecciosa neurodegenerativa que se extendió entre los habitantes de una tribu aborigen de Nueva Guinea debido a sus prácticas rituales caníbales.En todo los casos el elemento determinante de la infección, el prión, es transmisible dado que ha sido posible reproducir experimentalmente en ratones transgénicos la enfermedad utilizando muestras procedentes de pacientes diagnosticados de las patologías comentadas anteriormente.De igual forma, otras enfermedades neurodegenerativas animales producidas por priones (BSE, scrapie, encefalopatía transmisible del visón (TME), enfermedad debilitante crónica (CWD), etc.) pueden transmitirse entre individuos de la misma especie e incluso al hombre. La posibilidad de transmisión de priones entre distintas especies ha permitido definir el concepto de barrera interespecífica.Las formas familiares o hereditarias incluyen el síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS), el insomnio familiar fatal (FFI) así como el 10 % de los casos de Creuztfeld-Jacob (CJD). Las patologías familiares tienen un carácter autosómico dominante ligado a la presencia de mutaciones puntuales o insercionales en el gen que codifica la proteína del prión.Las formas esporádicas surgen en una población sin una causa aparente, las formas hereditarias están vinculadas a la existencia de mutaciones en la línea germinal en el gen que codifica la proteína del prión y las formas adquiridas ocurren por el contacto accidental con material contaminado. Dentro de la patología infecciosa se pueden destacar las formas iatrogénicas adquiridas descritas en la tabla 2.

Modelos propuestos para la propagación de los priones

Para explicar el mecanismo de propagación de los priones se han propuesto varios modelos.

Modelos para la transformación de PrPC a PrPSc En el modelo de desnaturalización-renaturalización la cinética de la reacción está controlada por elcambio conformacional, siendo éste una etapa limitante ya que implica la desnaturalización de la PrPC y su posterior renaturalización en PrPSc. Para este modelo:1) PrPC es el sustrato y PrPSc el producto de reacción.2) La velocidad de reacción depende de la concentración del sustrato.3) PrPSc es un efector alostérico que regula la conversión de PrPC en PrPSc.4) Un análogo de sustrato, una PrPC de otra especie, retrasa la conversión actuando comoinhibidor competitivo.El modelo de polimerización nucleada por condensación no covalente supone que las dos conformaciones se encuentran en equilibrio pero la estabilización de la forma patológica ocurre a través de la formación de un núcleo, siendo éste un proceso muy lento. Una vez formado el núcleo inicial, las adiciones de nuevas moléculas consiguen acelerar el proceso, desplazando el equilibrio hacia la forma patológica de la PrP.Ambos modelos pueden explicar las tres variantes patológicas de las enfermedades producidas por priones. Las patologías infecciosas serían el resultado de la presencia de una PrPSc exógena, catalizadora de la formación del núcleo; las patologías hereditarias consistirían en una desestabilización de la estructura de la PrPC o  bien en una estabilización de la estructura de la PrPSc favoreciendo la aparición del estado patológico. Por último, las enfermedades esporádicas surgirían por mutaciones somáticas en el gen de la PrP que facilitaran la formación de la PrPSc.

¿En qué consiste la barrera interespecífica de los priones?

El conocimiento de las barreras entre especies es de gran importancia, sobre todo para poder valorar los riesgos de transmisión a otras especies que puedan alimentarse de tejidos infectados con priones (scrapie, BSE, etc.).De forma general, podemos decir que la transmisión de priones entre

distintas especies es un proceso estocástico. En el caso de ocurrir, este proceso es muy poco eficaz y sucede con un prolongado tiempo de incubación. La eficiencia de la transformación de la proteína PrPC a PrPScviene determinada por la identidad de secuencia entre la proteína exógena y la proteína celular,de tal forma que cuando el agente patógeno es de diferente especie y, por tanto, presenta cambios en la secuencia de aminoácidos, los tiempos de incubación hasta la aparición de signos se alargan.Por ejemplo, ratones inoculados con proteína de prión de hámster, desarrollan la enfermedad tras 500 días de incubación, mientras que este tiempo se reduce a 130 días cuando los ratones son inoculados con proteína de prión procedente de ratón. Sin embargo, una vez que el prión atraviesa la barrera de especie y por tanto adquiere la secuencia proteica determinada por el gen del huésped, en sucesivas infecciones los tiempos de incubación en la nueva especie se acortan sensiblemente. Los priones sintetizados de novo reflejan la secuencia del gen de la PrP del huésped (PrP endógena) y no la de las moléculas de la PrPSc del inóculo (PrP exógena).El gen PrP, aunque tiene una secuencia muy conservada en todas la especies, muestra algunas diferencias de una especie a otra. Las diferencias en la secuencia del gen PrP existentes entre especies podrían ser las responsables de estas barreras entre especies. Para valorar esta hipótesis se construyeron ratones nulos (knock out) que no expresan el gen de la PrP. Estos animales resultaron resistentes a la infección con priones. Sobre estos animales se construyeron ratones transgénicos que expresaban el gen PrP de otras especies (HaPrP de hámster y otros) en lugar de la PrP murina. Los animales transgénicos se inocularon con priones de scrapie en pases sucesivos y cruzados. Los resultados de estos experimentos demostraron que la barrera entre especies desaparece introduciendo un transgén con la secuencia de la PrP de la especie de la que procede el inóculo, existiendo una relación inversamente proporcional entre los niveles de expresión del transgén y el tiempo de incubación.Estos experimentos permite concluir que el gen PrP es el responsable de la barrera entre especies e influyen en el comportamiento del prión (replicación, tiempo de incubación, síntesis de PrPSc y alteraciones neuropatológicas) y que la susceptibilidad de una especie a la infección con un prión está determinada por la homología entre la secuencia de la PrPSc inoculada y la PrPCdel animal inoculado.  

Modelos de infección por priones 

Epidemiología y transmisión de algunas ETT´s

Se piensa que el agente causante del scrapie se puede transmitir tanto a la propia descendencia de la oveja afectada como a otros corderos de un mismo rebaño a través del contacto con la placenta y otros fluidos placentales. Los síntomas de la enfermedad aparecen normalmente entre los 2 y 5 años de edad. Las ovejas pueden vivir entre 1 y 6 meses tras la aparición de los síntomas clínicos pero la muerte es inevitable. Ciertas variaciones genéticas entre las distintas razas de ovejas pueden determinar si el animal contraerá la enfermedad y la rapidez con que aparecerán los primeros síntomas. Se identificó un gen (Sip) que controla los tiempos de incubación de scrapie en ovejas de raza Cheviot y Swaledale. Aquellos individuos con alelos determinantes de tiempos de incubación cortos desarrollan scrapie entre los dos y cinco años de edad mientras los que poseen alelos de tiempo largo mueren antes por causas naturales que por scrapie. En estos casos el periodo de incubación podría ser de más de ocho años por lo que se desconoce si estos individuos pueden contribuir a la transmisión de la enfermedad.

Existen varias hipótesis que podían explicar el origen de la BSE. Una hipótesis es que la BSE podía existir previamente como una enfermedad de escasa frecuencia de aparición en la vaca y la epidemia fue simplemente la consecuencia de su introducción en la cadena alimentaria de las vacas

Otra hipótesis es que la BSE se pudo originar por la transmisión del agente de scrapie desde la oveja hasta la vaca a través de una cadena alimentaria mediante el empleo de piensos suplementados con proteína de origen ovino cuyo proceso de fabricación había sido modificado poco tiempo antes. Tras la transmisión inicial entre especies, el alimento contaminado por el agente causante de la BSE pudo contribuir al desarrollo de la epidemia 

Evolución de los casos de BSE en Gran Bretaña de 1986 a 2000.

En 1988 Gran Bretaña y, posteriormente, otros países prohibieron la alimentación de rumiantes con piensos suplementados con proteína de rumiante. Actualmente existen indicios que sugieren que la epidemia se encuentra en declive. No se conoce, sin embargo, si la BSE es endémica del ganado vacuno, es decir, si la transmisión horizontal entre animales puede ocurrir de modo que la epidemia se mantenga a un bajo nivel.

En la TME, los estudios epidemiológicos han sugerido que los animales contrajeron la enfermedad tanto por exposición externa al agente infeccioso, como por la ingestión de alimento contaminado aunque no se ha confirmado su procedencia. No hay ninguna evidencia de que el agente de la TME se contagie por contacto entre especies de visones no relacionadas o por la alimentación de la madre a las crías. La enfermedad se ha detectado en ambos géneros y fases de desarrollo de los animales mayores de un año. El brote más reciente de TME ocurrió en Wisconsin en 1985. En este caso se trazó como posible causa la alimentación a base de proteína procedente de vacas y caballos. En relación a este hecho, se comprobó que la inoculación experimental de cerebro de visón infectado en vacas Holstein provocó la aparición de encefalopatía espongiforme al cabo de 18 meses. Estos cerebros de vacas experimentalmente infectadas fueron altamente patogénicos para el visón pues producían enfermedad a los 4 meses de la inoculación intracraneal y a los 7 meses tras la exposición oral. Estos resultados indican que existe poca o nula barrera interespecífica entre el ganado vacuno y el visón. Experimentalmente se demostró también que la patogenicidad de diferentes cepas de scrapie en el visón es muy variable.

El origen y el modo de transmisión del CWD es aún desconocido. Prácticamente la totalidad de los casos aparecen en Norteamérica, fundamentalmente en Colorado y Wyoming. Otros casos aparecidos tienen un origen incierto y no se descarta que estén también relacionados con estas áreas. La enfermedad afecta tanto a los animales nacidos en cautividad como a los animales salvajes. Basándose en la epidemiología de la enfermedad debido a que afecta a un amplio grupo de cérvidos, parece que la transmisión es lateral y posiblemente maternal. No se ha demostrado que exista transmisión a través de la alimentación dado que se han encontrado animales enfermos alimentados con una gran variedad de alimentos. Todavía no se ha demostrado que la alimentación humana con estos animales pueda causar encefalopatía espongiforme. Con el fin de dilucidar si es posible el salto interespecie se están inoculando intracerebralmente cérvidos con material infectivo de vacas contaminadas con BSE. De igual forma se están alimentado estos animales con material supuestamente patogénico.

La encefalopatía espongiforme felina (FSE) se diagnosticó por primera en 1990 vez en un gato doméstico. Los casos diagnosticados han descendido desde 1994. También se han descrito casos de encefalopatía espongiforme en puma, ocelote y tigre que consumieron carne cruda bovina en el que se incluyó sistema nervioso central.

¿Cómo se diagnostican las enfermedades producidas por priones?

El diagnostico de las enfermedades producidas por priones presenta una serie de problemas debidos a las peculiaridades de este tipo de enfermedades. Por una parte estos agentes infecciosos no inducen una respuesta inmune que permita detectar la presencia de anticuerpos específicos en suero. Por otra parte, la ausencia de un ácido nucleico asociado a la partícula infecciosa impide el uso de herramientas como la PCR. Estas limitaciones obligan a basar el diagnóstico en:

 Detección de las alteraciones histopatológicas producidas por la enfermedad.

 Detección de la isoforma infectiva de la proteína del prion (PrPSc).

 Detección de la infectividad mediante bioensayos apropiados.

Otros problemas adicionales para el diagnóstico es que los tiempos de incubación son extremadamente largos, que la PrPSc solo se acumula en cerebro y que su detección, utilizando métodos de diagnóstico tradicionales, sólo es posible tras la manifestación de la sintomatología clínica.

Los métodos clásicos para el diagnóstico postmortem han sido la histopatología en busca de vacuolización del tejido encefálico y astrogliosis. 

Histopatología de un cerebro afectado por priones. El original proviene de: http://neurobio-www.uia.ac.be/neurobio/CJD/photo/spon.html

La baja sensibilidad de estos métodos y la ausencia de alteraciones histopatológicas antes de que aparezcan los signos clínicos los convierte en poco eficaces.

La reciente disponibilidad de nuevas herramientas para el diagnóstico (anticuerpos monoclonales) ha permitido desarrollar pruebas confirmatorias de la enfermedad como la inmunohistoquimia.

Depósitos de prión en el cerebelo. Depósitos de prión en el hipocampo.

La foto del cerebelo procede de:

http://neurobio-www.uia.ac.be/neurobio/CJD/photo/coce.html

La foto del hipocampo procede de:

http://neurobio-www.uia.ac.be/neurobio/CJD/photo/cohi.html

Actualmente disponemos de otros métodos inmunodiagnosticos (inmunobloting y ELISA) basados en el uso de anticuerpos anti PrP y la propiedad inherente de resistencia a la digestión con proteasas de la isoforma patogena de la PrP (PrPSc) 

Aunque la especificidad de estos métodos de diagnósticos es cercana al 100%, la sensibilidad de los mismos no es suficiente para asegurar un resultado negativo en fases premortem de la enfermedad. Teniendo en cuenta que se desconoce la cantidad de material infectivo necesario para causar la enfermedad en el ser humano, es esencial poder contar con un método de diagnóstico que detecte la enfermedad en fases preclínicas. De esta forma, sería posible evitar la importación de animales infectados o productos derivados de los mismos que pudieran contribuir a la diseminación de la enfermedad y su posible inclusión en la cadena alimenticia humana.

Una alternativa a los métodos de diagnóstico señalados anteriormente consistiría en la utilización de ratones transgénicos en bioensayos de infección, es decir, utilizar ratones transgénicos que expresen la proteína PrPC de la especie a analizar. Estos animales se incularían con tejidos o fluidos de infecciosidad desconocida. Sólo en el caso de que el tejido o fluido viniera de un individuo enfermo y por tanto con priones, desarrollaría la enfermedad.

Uso de ratones transgénicos para diagnóstico  

La ventaja de estos métodos es la extremada sensibilidad. La ausencia de la enfermedad después de la inoculación de la muestra a analizar, garantizaría la inocuidad de la muestra. Esta sensibilidad permitiría detectar infecciosidad en individuos incluso en fase preclínica. La desventaja de estos bioensayos es el tiempo que se debe esperar para tener resultados, dado que oscila entre 150-350 días. Sin embargo, probablemente estos bioensayos se implantarán como único método para garantizar la ausencia de priones en las muestras donde el tiempo no es un factor

determinante como por ejemplo en el estudio de infecciosidad de la vacunas que han utilizado suero fetal bovino para su obtención.

Por otro lado, dado el impacto económico y social de esta enfermedad, es necesario contar con métodos de diagnóstico rápidos y más sensibles que permitan controlar estos agentes patógenos antes de que puedan representar un riesgo para la salud humana.

 ¿Cuál es el riesgo actual de infección en el hombre?

Dada la naturaleza proteica del prión, los métodos de inactivación de los agentes patógenos convencionales (virus, bacterias, hongos, etc.) no son capaces de eliminar estas nuevas formas patógenas manteniéndose de esta forma el riesgo de transmisión iatrogénica.

En cuanto al contagio de humano a humano hemos de tener en cuenta que la incidencia en España de CJD es de 1 por cada millón de habitantes y que existe un riguroso control de los individuos postmortem con el fin de evitar la donación de sus órganos, únicamente quedaría sin controlar aquellas donaciones que hubiera realizado el paciente previas al diagnóstico de su enfermedad. Y si a esto se le une la improbable infección a partir de sangre transfundida, lleva a que el riesgo real sea mínimo. 

Signos y síntomas de la enfermedad en animales y en el hombre.

  OVEJAS VACAS HOMBRE

FASE PSÍQUICA Cambios de comportamiento Aprehensión progresiva

Modificación del comportamiento

Cambios de temperamento Agresividad Modificación de la personalidad

Picor aparente que obliga a rascar y frotar

  Trastornos de la memoria

FASE ORGÁNICA

Pérdida de coordinación (ataxia cerebelar)

Descoordinación Dolores intensos extremidades inferiores

Postración

Pérdida de peso Hiperestesia Demencia

Temblores y convulsiones   Diestesia

Respecto a la infección por priones animales (BSE) al hombre, aunque las

previsiones de los nuevos casos de vCJD en el hombre ascienden a 42 para el año

2001, lo cual representa la mitad de los casos de la epidemia de esta nueva

enfermedad, parece claro que todos se deberán a una infección con

anterioridad a la eliminación de piensos y carnes de la cadena alimenticia a

mediados del año 1986. 

Sin embargo, el reciente diagnóstico en una adolescente nacida a finales del

año 1985, en plena crisis de la BSE, hace dudar de la eficiencia de las

prohibiciones, o bien abre la puerta a nuevas rutas de infección aún no

demostradas, dado que no hay un método estandarizado que permita la detección de

priones en fluidos extraídos en vida, como por ejemplo la leche, por lo que todavía se

desconoce el riesgo real de infección por esta vía.

Con relación al scrapie, la sociedad ha convivido durante más de 250 años con una enfermedad producida por priones que afecta a ovejas y cabras, el scrapie. Esta evidencia y el hecho de que no haya sido posible reproducir experimentalmente el scrapie en ratones transgénicos que expresaban la proteína PrPC humana, indica que no existe ningún riesgo potencial de infección para el hombre. Sin embargo, en octubre de 2000 se ha abierto la posibilidad, aún no demostrada, de la existencia de una nueva variante de scrapie surgida como consecuencia de la infección de ovejas con el agente patógeno responsable de la BSE. Esta teoría, todavía no demostrada, abre la posibilidad de que existan ovejas con una nueva enfermedad, enmascarada por el scrapie, cuya transmisibilidad en el hombre aún es desconocida.

De igual forma, tal y como se demuestra en el experimento llevado a cabo por Collinge en el que la transmisión de priones de hámster a ratones mantiene un periodo silente sin signos de la enfermedad, abre la posibilidad de que existan animales destinados al

consumo humano que entren en la cadena alimenticia por carecer de signos de enfermedad.