Una parte del
mondo scientifico e' ancora in difficolta' nei confronti di una scoperta relativamente
recente, e che sembra scuotere uno dei dogmi della biologia.
Tutti i microorganismi, e tra questi tutti gli agenti infettivi precedentemente
conosciuti, includono nella loro struttura, per quanto semplificata essa sia,
come nel caso dei virus, un quantitativo pur minimo di materiale genetico (DNA
o RNA), su cui risiede il "progetto" dell' organismo stesso.
Si e' invece scoperto che una serie di malattie che colpiscono il sistema nervoso,
come la malattia di Kreutzfeldt-Jakob, una forma di "demenza senile" dell' uomo,
ed il tanto (in realta' troppo poco) discusso "morbo della mucca pazza", sono
da attribuirsi ad una semplice proteina (una glicoproteina) che, priva di materiale
genetico, e' capace di autoreplicarsi, di causare danni di tipo degenerativo
ed irreversibile alle cellule nervose, di passare da uno organismo all' altro,
di differenziarsi in ceppi riconoscibili (Collinge et al. 1996, Prusiner 1996)
Questa evanescente particella e' stata battezzata "prione" da Stanley B. Prusiner,
il suo scopritore, e tuttora maggiore esperto sull' argomento, che lavora come
professore di Neurologia e Biochimica presso la School of Medicine dell' Universita'
della California, a San Francisco.
I prioni hanno un' altra sconcertante caratteristica: la comprovata capacita'
di infettare organismi di specie diverse da quella del soggetto di provenienza
(attenzione, non necessariamente TUTTE le specie diverse: un problema e' proprio
stabilire quali).
Se a questo aggiungiamo la grande variabilita' dei tempi di incubazione (si
parla di anni e decenni), tanto piu' lunghi in caso di contagio interspecifico
(fra specie diverse), ogni invito alla prudenza appare piu' che legittimo.
Sembra inoltre doveroso dare e diffondere informazioni corrette, in modo che
ciascuno sia messo in grado di valutare personalmente le poche certezze ed i
moltissimi problemi aperti sull' argomento, e orientare liberamente e consapevolmente
la propria condotta.
La malattia da prioni piu' diffusa e' probabilmente la "scrapie" degli ovini (una sorta di "pecora pazza"). Scoperta negli anni '20, e' presente ormai ovunque ed e' abbastanza conosciuta da poter costituire un modello per lo studio della BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy: la "mucca pazza"). Non sembra trasmissibile direttamente all' uomo, ma si teme che gli ovini attualmente infetti possano essere divenuti serbatoio di ceppi di BSE (Page 1996).
I prioni dunque, sono gli agenti infettivi di malattie trasmissibili. Ma la loro capacita' non si ferma qui. Risultano infatti responsabili anche di malattie ereditarie, e di malattie sporadiche associate a mutazioni somatiche, cioe' ad alterazioni del codice genetico delle cellule colpite (e' da questo tipo di alterazioni che possono originarsi anche malattie devastanti come il cancro).
Il meccanismo
I diversi modi con cui gli atomi di una molecola possono disporsi nello spazio, per mezzo di rotazioni attorno ad uno o piu' legami (fra quelli che uniscono gli atomi costituenti la molecola stessa), si chiama conformazione. Due molecole che differiscano solamente per questa caratteristica si definiscono isomeri conformazionali o conformeri. Le proteine sono molecole fondamentali di tutti i sistemi biologici conosciuti. Sono composte da catene di costituenti base (amminoacidi), le quali possono avvolgersi con due modalita' (conformazioni) principali denominate alfa-eliche e foglietti beta. Le due modalita' possono anche riguardare zone diverse della stessa molecola.
Queste nozioni
consentono di comprendere un' ulteriore caratteristica basilare dei prioni,
che permette di costruire un modello capace di spiegarne le altre proprieta'.
I prioni sono isomeri conformazionali di costituenti proteici normali (detti
PrP, abbreviazione di prion protein) delle cellule nervose degli organismi studiati
(Kaneko et al. 1995, Prusiner 1995, Westaway et al. 1995).
Le forme normali risultano presenti in tutti i mammiferi esaminati compreso
l' uomo (Prusiner 1995) nonche' nel pollo (Hornshaw et al. 1995). Non se ne
conosce la funzione ed esistono motivi per dubitare che ne svolgano una essenziale
(Bueler et al. 1993).
Le forme infettive sembrano avere la capacita', anche in provetta, di proliferare
trasformando le forme normali in loro conformeri pericolosi (Borman 1994, Prusiner
1995).
Questi ultimi possono a loro volta sia reiterare il processo dando luogo ad
un meccanismo di amplificazione, sia accumularsi e ledere le cellule nervose,
una volta raggiunta una sufficiente concentrazione (Prusiner 1995).
L' accumulo sembra essere lento ma inarrestabile, in quanto le forme prioniche
risultano resistenti alle proteasi (enzimi preposti ad una delle fasi di demolizione
delle proteine, nell' ambito di complessi programmi di "riciclaggio" dei materiali
cellulari) e non vengono riconosciute dal sistema immunitario dell' ospite (Let.
cit.).
Inoltre i tessuti infetti, pare possano conservare parte dell' infettivita'
anche dopo incenerimento a 360 øC (Brown et al. 1990).
La malattia puo'
iniziare in tre modi. L' organismo inizia a sintetizzare la forma pericolosa
al posto di quella normale, perche' portatore di un' alterazione genetica ereditata:
in tal caso si hanno le malattie ereditarie come l' insonnia familiare fatale
dell' uomo.
Lo stesso processo viene avviato da un' alterazione genetica sporadica che insorge
nel corso della vita, ma non e' stata ereditata: questo avviene per la malattia
di Kreutzfeldt-Jakob, che puo' colpire l' uomo in eta' senile; il 10-15% dei
casi e' pero' ereditario, ed una piccola frazione e' iatrogena (trasmessa accidentalmente
nel curare altre patologie, con trapianti o strumenti contaminati).
Il prione modificato viene assunto dall' esterno, per contagio. Questa eventualita',
accertata da tempo per lo scrapie e' l' unica che puo' rendere ragione dell'
andamento epidemico osservato per la BSE.
In tutti i casi parte il lento processo di amplificazione e accumulo, che si
conclude con la fase conclamata, associata alla sintomatologia derivata dalla
degenerazione delle cellule nervose.
Si tratta quindi
di sapere quando e come avviene la trasmissione da un organismo all' altro.
L' ipotesi piu' diffusa e' l' ingestione di tessuti infetti. Le conoscenze sulla
scrapie ovina, l' andamento epidemiologico della BSE, ed alcuni risultati sperimentali
ed osservativi suggeriscono pero' di prendere in considerazione anche altri
meccanismi, alternativi o concorrenti: la trasmissione per via placentare (Foster
et al. 1992, Kirkwood et al. 1992, Tamai et al. 1992, Wilesmith et al. 1992,
Anonymous 1994, Lacey e Dealler 1994, Wilesmith 1994), la trasmissione diretta
(Pattison 1964, Brotherson et al. 1968, Kirkwood e Cunningham 1994), l' inquinamento
di stalle, pascoli, ricoveri frequentati da animali ammalati (Palsson 1979).
Inoltre l' infettivita' sembra iniziare prima della fase conclamata, durante
la fase asintomatica dell' incubazione.
L' epicentro del terremoto BSE
E' da qualche
decennio che in zootecnica si usa spesso integrare la razione con le cosiddette
farine di carne, ottenute come sottoprodotti della lavorazione degli animali
macellati. Carcasse di ovini infetti, avrebbero preso questa via ed innescato
e diffuso l' attuale epidemia fra i bovini.
La zootecnia inglese presenta alcune peculiarita' che forniscono una chiave
interpretativa del suo insorgere nel Regno Unito (Anon. 1996b):
- compresenza sul territorio di ingenti quantitativi di capi ovini e bovini;
- presenza endemica di scrapie ovina;
- lavorazione delle carcasse senza fare uso dei solventi organici ed a temperatura
particolarmente bassa (<100øC), anche rispetto all' Italia ed alla Francia,
ma non alla Svizzera che attua procedure simili, per la produzione di concentrati
di proteine animali;
- razione bovina composta ordinariamente fino al 5% di prodotti cosi' ottenuti.
D' altra parte le previsioni fornite dal MAFF (Ministry of Agriculture, Fisheries,
and Food) del Regno Unito sembrano sottostimare ottimisticamente l' andamento
osservato dell' epidemia di BSE, andamento che invece potrebbe essere in accordo
con le ipotesi di trasmissione placentare, diretta, e causata da inquinamento
ambientale. Secondo una circostanziata previsione di Dealler e Kent (1995),
tra 1.1 e 3.2 milioni di capi potrebbero essere coinvolti nel periodo 1994-2001.
Attualmente comunque risultano essere 160000 i capi morti od abbattuti nelle
fase conclamata fino a tutto il 1995.
I rischi
Allo stato attuale delle conoscenze e' estremamente difficile ottenere risposte rapide ai molti interrogativi, perche' non esiste alcuno strumento di diagnosi precoce (Ikegami et al. 1991, Mohri et al. 1992, Groschup et al. 1994, Oberdieck et. al. 1994, Katz et. al. 1995). Per sapere se un certo campione di tessuto e' infetto e' necessario iniettarne un estratto in un topo e attendere circa due anni gli eventuali sintomi. Si possono dimezzare i tempi usando topi geneticamente modificati (Collinge et al. 199) ma nessun controllo immediato e' oggi possibile, se non sui tessuti cerebrali manifestamente danneggiati.
Attualmente le
specie a cui e' stata trasmessa la BSE sembrano essere 16, e la malattia e'
stata diagnosticata in 11 paesi (Lacey 1993, Bradley 1994, Kaaden et al. 1994).
L' infettivita' interspecifica per via orale dell' encefalopatia spongiforme
e' stata messa bene in evidenza in seguito ai molti decessi conseguenti alla
somministrazione di carni bovine o ovine infette ad animali dei giardini zoologici
(Jeffrey e Wells 1988, Kirkwood et al. 1990, Willoughby 1992, Peet e Curran
1992, Lacey 1993).
Per quanto concerne i rischi per la popolazione umana, sono da valutare i 10
casi di individui, tutti del Regno Unito e tutti eta' inferiore a 42 anni (27
anni di eta' media) che hanno contratto un' encefalopatia spongiforme simile
alla CJD, ma non associata alle caratteristiche anomalie del corredo genetico
delle cellule attaccate (Anon. 1996c, Will et al. 1996), a cui, secondo Prusiner
(1996) se ne sono ultimamente affiancati altri 5.
E' poi interessante
osservare che l' ACDP (Advisory Committee on Dangerous Pathogens 1994) del Regno
Unito ha prodotto un rapporto sulla possibilita' di contagio da parte degli
operatori professionalmente coinvolti nella manipolazione di tessuti infetti,
che richiama quanto pubblicato negli USA molto tempo prima (Chatigny e Prusiner
1980): le TSE (Transmissible Spongiform Encephalophaty) umane vengono definite
tutte infettive e ad alto rischio, la scrapie ovina non infettiva fino a prova
contraria, e per quanto riguarda la BSE e le rimanenti TSE si richiede di considerarle
infettive e rischiose fino a prova contraria.
Vengono poi date dettagliate indicazioni (ACDP 1994) circa le precauzioni da
prendersi negli ambienti di lavoro, indicazioni che contrastano fortemente con
le rassicurazioni date al consumatore dai Ministeri dell' Agricoltura e della
Sanita' inglesi (Anon. 1996a, 1996b, 1996c).
In ambito europeo si puo' notare che la normativa EC definisce il cervello come
"carne" (Beef), non come "frattaglie" (Beef offal); conseguentemente nei prodotti
alimentari lavorati a base di carni bovine possono facilmente e legalmente essere
incluse parti (Cervello, midollo spinale, e tutte le cosiddette "frattaglie"),
che invece, in altri contesti normativi, sono ritenute ad alto rischio, anche
per quanto riguarda la sola manipolazione (Dealler e Lacey 1990).
Lavori citati
Advisory Committee
on Dangerous Pathogens, Transmissible Spongiform Encephalopathies at Work; 1994;
HMSO, London.
Anonymous; 1994; Veterinary Record, Editorial, Vol. 135, p243.
Anonymous; 1996a; "Cowed" Economist 23/03, Volume/Number: 338/7958, p55-56.
Anonymous; 1996b; "The British Disease" Economist 30/03, Volume/Number: 338/7959,
p27.
Anonymous; 1996c; "Mad cows and the Englishman" Economist 30/03, Volume/Number:
338/7959, p25-27.
Borman, Stu; 1994; "Prion study shows that proteins can 'replicate' "; Chemical
& Engineering News, 72,34, p25-29.
Bradley, R.; 1994; "Bovine spongiform encephalopathy epidemiology: A brief review"
Livestock Production Science, 38 (1), p5-16.
Brotherson, J., G.; Renwick, C., C.; Stamp, J., T.; Zlotnik, I.; Pattison, I.,
H.; 1968; "Spread of scrapie by contact to goats and sheep", Journal of Comparative
Pathology, Vol. 78, p9-17.
Brown, P.; Liberski, P., P.; Wolff, A.; Gajdusek, D., C.; 1990; "Resistance
of scrapie infectivity to steam autoclaving after formaldehyde fixation and
limited survival after ashing at 360degC: practical and theoretical implications";
Journal of Infectious Diseases, Vol. 161, p467-72.
Bueler, H.; Aguzzi, A.; Sailer, A.; Greiner, R., A.; Autenried, P.; Aguet, M.;
Weissmann, C.; 1993; "Mice devoid of PrP are resistant to scrapie", Cell, Vol.
73, p1339-47.
Chatigny, M., A.; Prusiner, S.,B.; 1980; "Biohazards of investigations on the
transmissible spongiform encephalopathies", Reviews of Infectious Diseases,
Vol. 2, p713-24.
Collinge, j.; Sidle, K., C., L.; Meads, J.; Ironside, J.; Hill, A.; F.; 1996;
"Molecular analysis of prion strain variation and aetiology of 'new variant'
CJD", Nature, Vol. 383, p685-90.
Dealler, S., F.; Kent, J., T.; 1995; "BSE: an update on the statistical evidence";
British Food Journal vol.97, n.8.
Dealler, S., F.; Lacey, R., W.; 1990 "Transmissible spongiform encephalopathies:
the threat of BSE to man"; Food Microbiology 7(4).
Foster, J., D.; McKelvey, W., A.; Mylne, M., J.; Williams, A.; Hunter, N.; Hope,
J.; Fraser, H.; 1992; "Studies on maternal transmission of scrapie in sheep
by embryo transfer", Veterinary Record, Vol. 130, p341-3.
Groschup, M.,H.; Weiland, F.; Straub, O.,C.; 1994; "Diagnosis of bovine spongiform
ncephalopathy and scrapie. 1. Possibilities and limits of diagnosis"Tierarztliche
Umschau, 49, 3, p137-138, p140-142
Hornshaw, M., P.; McDermott, J., R.; Candy, J., M.; 1995; "Copper binding to
the N-terminal tandem repeat regions of mammalian and
vian prion protein" Biochemical and Biophysical Research Communications; 07;
2; p621-629
Houdebine, L., M.; 1995; "The production of pharmaceutical proteins from the
milk of transgenic animals"; Reproduction, Nutrition, Development; 35; 6.
Ikegami, Y.; Ito, M.; Isomura, H.; Momotani, E.; Sasaki, K.; Muramatsu, Y.;
shiguro, N.; Shinagawa, M.; 1991; "Pre-clinical and clinical diagnosis of scrapie
by detection of PrP rotein in tissues of sheep"; Veterinary Record, 128, 12,
p271-275
Jeffrey, M.; Wells, G., A., H.; 1988; "Spongiform Encephalopathy in a Nyala
(Tragelaphus angasi)", Veterinary Pathology, Vol. 25, p398-9.
Kaaden, O., R.,; Truyen, U.,; Groschup, M., H.; Uysal, A.; Kaiser, E.; Kretzchmar,
H.; Bogumil, T.; Pohlenz, J.; Diringer, H.; Steinhagen, P.; Dahme, E.; 1994;
"Bovine spongiform encephalopathy in Germany" Journal of Veterinary Medicine
Series B, 41, 4, p294-304.
Katz, J.,B.; Shafer, A.,M.; Miller, J.,M.; 1995;
Production of antiserum for the diagnosis of scrapie and bovine pongiform encephalopathy
using a baculovirus-expressed prion protein
ntigen"; Journal of Veterinary Diagnostic Investigation, 7, , p245-247
Kirkwood, J., K.; Wells, G., A., H.; Cunningham, A., A.; Jackson, S., I.; Scott,
A., C.;
Dawson, M.; Wilesmith, J., W.; 1992; "Scrapie-like encephalopathy in a greater
kudu (Tragelaphus strepsiceros) hich had not been fed ruminant-derived protein";
Veterinary Record, 130, 17, p365-367
Kirkwood, J., K.; Wells, G., A., H.; Wilesmith, J., W.; Cunningham, A., A.;
Jackson, S., I.; 1990; "Spongiform Encephalopathy in an Arabian Oryx (Oryx leucotyx)
and a Greater Kudu (Tragelaphus streptsiceros)", Veterinary Record, Vol. 127,
p418-20.
Kirkwood, J., K.; Cunningham, A., A.; 1994; "Epidemiological observations on
spongiform encephalopathies in captive wild animals in the British Isles", Veterinary
Record, Vol. 135, p269-303.
Kaneko, K.; Peretz, D.; Pan, K., M.; Blochberger, T., C.; Wille, H.; Gabizon
R.; Griffith, O., H.; Cohen, F., E.; Baldwin, M., A.; Prusiner, S., B.; 1995;
"Prion protein (PrP) synthetic peptides induce cellular PrP to acquire properties
of the scrapie isoform" Proceedings of the National Academy of Sciences of the
United States of America, 92, 24, p11160-11164
Lacey, R., W.; 1993; " BSE: the gathering crisis"; British Food Journal, Vol.5,
n.4.
Lacey, R., W.; Dealler, S., E.; 1994; "The transmission of prion disease. Vertical
transfer of prion disease", Human Reproduction, Vol. 9, p1792-800.
Mohri, S.; Farwuhar, C., F.; Somerville, R., A.; Jeffrey, M.; Foster, J.; Hope,
J.; 1992; "Immunodetection of a disease specific PrP fraction in scrapie-affected
heep and BSE-affected cattle"; Veterinary Record, 131, 23, p537-539.
Neibergs, H., L.; Ryan, A., M.; Womack, J., E.; Spooner, R., L.; Williams, J.,
L.; 1994; "Polymerase analysis of the prion gene in BSE-affected and unaffected
cattle" Animal Genetics, 25, 5, p313-317
Oberdieck, U.; Xi, Y., G.; Pocchiari, M.; Diringer, H.; 1994; "Characterisation
of antisera raised against species-specific peptide equences from scrapie-associated
fibril protein and their application for
ost-mortem immunodiagnosis of spongiform encephalopathies"; Archives of Virology,
136, 1/2, p99-110
Palsson, P., A.; 1979; "Rida (scrapie) in Iceland and its epidemiology", in
Prusiner, S.B. and Hadlow, V.J. (Eds), Slow Transmissible Diseases of the Central
Nervous System, Academic Press, New York, NY, p17-43.
Page, G.; 1996; "BSE transmission data cause confusion", Nature, Vol. 382, p381.
Pattison, I., H.; 1964; "The spread of scrapie by contact between affected and
healthy sheep, goats or mice", Veterinary Record, Vol. 76, p333-6.
Peet, R., L.; Curran, J., M.; 1992; "Spongiform Encephalopathy in an Imported
Cheetah (Acinoryx jubatus)", Australian Veterinary Journal, Vol. 69, p171.
Prusiner, S., B.; 1995; "Le malattie da prioni"; Le Scienze, Milan, n.319, p22-30.
Prusiner, S., B.; 1996; "Virology of prion diseases"; Seminario svoltosi presso
L' Universita' degli Studi di Firenze, 07/11/1996.
Tamai, Y.; Kojima, H.; Kitajima, R.; Taguchi, F.; Ohtani, Y.; Kawaguchi, T.;
Miura, S.; Sato, M.; 1992; "Demonstration of the transmissible agent in tissue
from a pregnant woman with Creutzfeldt-Jakob disease", New England Journal of
Medicine, Vol. 327, p649.
Westaway, D.; Carlson, G., A.; Prusiner, S., B.; 1995;"On safari with PrP: prion
diseases of animals." Trends in Microbiology, 3, 4, p141-147.
Wilesmith, J., W.; 1994; "Bovine spongiform encephalopathy: epidemiological
factors associated with the emergence of an important new animal pathogen in
Great Britain", Seminars in Virology, Vol. 5, p179-87.
Wilesmith, J., W.; Ryan, J., B., M.; Hueston, W., D.; Hoinville, L., J.; 1992;
"Bovine spongiform encephalopathy: epidemiological features 1985 to 1990", Veterinary
Record, Vol. 130, p90-4.
Will, R., G.; Ironside, J., W.; Zeidler, M.; Cousens, S., N.; Estibeiro, K.;
Alperovitch, A.,; Poser, S.; Pocchiari, M.; Hofman, A.; Smith, P.; G:; 1996;
"A new variant of Creutzfeldt-Jakob disease in the UK", The Lancet, Vol. 347,
p921-5.
Willoughby, K.; Kelly, D., E.; Lyon, D., G.; Wells, G., A., H.; 1992; "Spongiform
Encephalopathy in a Captive Puma (Felis concolor)", Veterinary Record, Vol.
131, p431-4.
Permanda
una mail - 21 Novembre 1996