پریون‌ها بر خلاف تمام اشکال حیاتی دیگر برای تکثیر به وجود DNA یا RNA وابسته هستند، با وجود آنکه صرفا از پروتئین تشکیل شده‌اند، می توانند خود را بازسازی کنند.

برای شناخت پریون‌ها باید به تاریخچه گروهی از بیماری‌های تحلیل‌برنده عصبی مرگبار به نام "آنسفالوپاتي‌هاي اسفنجي‌شكل مسري" بپردازیم.

بیماری‌هایی مرگبار با علت نامعلوم

دست كم از ۲۰۰ سال پيش يك بيماري شگفت آور در گوسفندان به نام"اسكرپي" (Scrapie) شناخته شده بود كه با زوال پيش رونده دستگاه عصبي مركزي همراه بود.

اين بيماري كه مسري بودن آن بين گوسفندان از بيش از يكصد سال پيش توصيف شده است، گوسفندان ۲ تا ۵ ساله را گرفتار مي‌كند و دوره پنهاني (فاصله زماني بين آلودگي با عامل بيماري، و ظهور علائم) طولاني مدتي بين يك تا دو سال دارد.

اولين علائم بيماري تغييرات رفتاري گوسفند مثل ناآرامي و بي قراري است، سپس حيوان دچار كاهش وزن و ضعف مي شود، در سر و گردن لرزش پيدا مي كند و هماهنگي عضلاني اش را از دست مي دهد، گوسفند مبتلا شروع به خاراندن بدنش با اشيا مي كند و نام بيماري هم از همين رفتار حيوانات مبتلا گرفته شده است (مالیدن= scrape)

حيوانات مبتلا در طول ۵ تا ۶ ماه مي ميرند، در كالبدشكافي حفرات متعددي در مغز جانوران مبتلا و اسفنجي شدن آنها مشهود است. احتمال داده مي شد كه استفاده از مرتع مشترك باعث انتقال بيماري بين حيوانات شود.

در همان حال در دهه ۱۹۲۰ دو عصب شناس آلماني هانس گرهارد كروتزفلد و آلفونس ماريا جاكوب یک بيماري نادركشنده تحليل برنده مغزي را در انسان توصيف كردند.

اين بيماري مردان و زنان را به نسبت مساوي در حدود ۶۰ سالگي گرفتار مي كرد. بيماران دچار علائم رواني و رفتاري مبهمي مي شدند كه پس از هفته ها و ماه ها به زوال عقل پيش رونده منتهي مي شد و اغلب با حركات غيرطبيعي بدن و اختلال ديد همراه بود.

بيماري درمان پذير نبود و در كمتر از يك سال از شروع علائم به مرگ منتهي مي شد. كالبدشكافي اين بيماران هم ايجاد حفرات در مغز و اسفنجي شدن آن را نشان مي داد. علت بيماري نامعلوم بود.

رازی که گشوده شد

درادامه ماجرا به دهه ۱۹۵۰ مي رسيم كه كارلتون گايدشك متخصص اطفال و بيماري‌هاي عفوني از دانشگاه هاروارد در "انستيتو پاستور تهران" به پژوهش مشغول بود. او در سال ۱۹۵۵ از طرف "موسسه پزشكي والتر و اليزا" در ملبورن استراليا به عنوان پژوهشگر بازديدكننده دعوت شد و از تهران به ملبورن رفت.

او ضمن كار در اين موسسه با بيماري عجيبي آشنا شد كه در ميان قبيله fore دركوهستان‌هاي شرقي پاپواي گينه نو شايع و بوميان آن را كورو (kuru) به معناي "رعشه" مي ناميدند.

اولين علائم بيماري با درد مفاصل و سردرد شروع مي‌شد و به طور شاخص با از دست رفتن هماهنگي عضلات، لرزش و زوال عقل ادامه مي‌يافت. بيماري پس از شروع علائم به طور مداوم پيشرفت مي‌كرد و دو سال پس از شروع علائم مرگ بيمار را باعث مي‌شد.

كالبدشكافي اين بيماران هم اسفنجي شدن مغز را نشان مي داد. سال ها بود كه پژوهشگران اعتقاد داشتند كه اين بيماري وراثتي است، هر چند الگوي بروز بيماري كه اغلب زنان بزرگسال و كودكان از هر دو جنس را مبتلا مي‌كرد و مردان بزرگسال به ندرتً به آن مبتلا مي‌شدند، براي يك بيماري وراثتي غيرمعمول بود.

گايدشك با زندگي در ميان اين قبيله و مطالعه كردن زبان و فرهنگ آنها به كالبدشكافي افراد فوت شده به علت اين بيماري پرداخت. او توانست ثابت كند كه بيماري ماهيت عفوني و مسري دارد نه وراثتي.

او نمونه‌هايي از بافت مغزي افراد فوت شده از كورو را به مغز شمپانزه ها تزريق كرد؛ ميمون ها نهايتاً دچار بيماري مشابه انسان شدند و به علت آن مردند. همچنين او توانست الگوي غيرمعمول بروز بيماري را توضيح دهد.

بيماري به علت مراسم آدم خواري افراد فوت شده كه جزيي از مراسم سوگواري بود بين انسان ها انتقال مي يافت. از آنجايي كه زنان و كودكان در اين مراسم مغز متوفي را مي خوردند و عامل عفوني ناشناس كه در مغز قرار داشت، بيماري بيشتر آنها را مبتلا مي كرد.

گايدشك در سال ۱۹۵۹ به رياست آزمايشگاه هاي ويروس شناسي و عصب شناسي "موسسه هاي ملي بهداشت" (NIH) آمريكا رسيد و به تحقيقات خود در زمينه اين دسته بيماري ها كه اكنون "آنسفالوپاتي‌هاي اسفنجي‌شكل" ناميده مي شوند، ادامه داد.

نكته عجيب در انتقال تجربي بيماري به حيوانات اين بود كه عامل عفوني اسرارآميز عامل بيماري در مقابل تابش اشعه ماوراءبنفش (كه اسيد‌هاي نوكلئيك را متلاشي مي كند) مقاومت مي‌كرد و تنها با عواملي كه پروتئين ها را تجزيه مي‌كنند، غير فعال مي‌شد.

او معتقد بود كه عامل اين بيماري‌ها ويروسي با عمل تدريجي و كند است كه شايد توانايي نهفته ماندن در بدن بيمار براي مدت طولاني را دارد و براي همين است كه اين بيماري ها دوره پنهاني طولاني و سيري كند دارند.

اين ويروس‌ها را "ويروس‌هاي كند" (Slow viruses)ناميدند و گايدشك كه علاوه بر پژوهش در ويروس شناسي در حوزه هاي مختلفي مانند يادگيري و رفتار، رشد كودك، تكوين فرهنگ‌هاي بدوي، ژنتيك و ايمني شناسي فعاليت كرده بود در سال ۱۹۷۶ جايزه نوبل پزشكي را دريافت كرد.

اما ماجرا به اينجا ختم نشد. پنج سال بعد در ۱۹۸۲ ادعاي استانلي پروسنر استاد عصب شناسي و بيوشيمي دانشگاه كاليفرنياي سان فرانسيسكو قضیه را پيچيده‌تر کرد.

پروسنر در زماني كه دوره دستياري عصب شناسي را مي گذراند مسئوليت بيماري را به عهده داشت كه به علت "بيماري كروتزفلد - جاكوب" (CJD) فوت كرده بود. اين امر باعث جلب علاقه او به اين طبقه كمتر شناخته شده بيماری‌هاي تحليل برنده عصبي يعني "آنسفالوپاتي‌هاي اسفنجي شكل" شد.

او در سال ۱۹۷۴ آزمايشگاهي را براي تحقيق در مورد بيماري اسكرپي بر پا كرد و در سال ۱۹۸۲ ادعا كرد كه عامل ايجادكننده بيماري را جدا كرده است. پروسنر مدعي شد كه عامل بيماري‌زا كه او آن را "پريون" نامید، با ساير عوامل بيماري زا مانند باكتري يا ويروس متفاوت است زيرا تنها از پروتئين تشکیل شده و فاقد ماده ژنتيكي DNA يا RNA است كه همه اشكال حياتي براي تكثير به آن نيازمندند.

نظرات پروسنر با ناباوري عمومي جامعه علمي روبه رو شد، اما حوادث بعدي صحت نظريه پروسنر را ثابت كرد.

جنون گاوی ظهور می‌کند

در سال ۱۹۸۶ بيماري كشنده‌ای مشابه اسكرپي در ميان گاوها در انگليس همه گيري پيدا كرد. اين بيماري را كه مانند اسكرپي با اسفنجي شدن مغز همراه بود "آنسفالوپاتي اسفنجي شكل گاوي" (BSE) ناميدند.

این بيماري داراي دوره نهفتگي طولاني بين ۲ تا ۵ سال و علائم آن شامل تغييرات رفتاري مانند هيجان زدگي و بي قراري حيوان و از دست رفتن پيش رونده هماهنگي عضلاني و كاركرد حركتي حيوان است.

در مراحل پيشرفته بيماري كاهش وزن و انقباضات ظريف عضلاني در گردن و تنه حيوان بروز مي كند و حيوان به شيوه اي غيرطبيعي و اغراق شده گام برمي دارد و از گله جدا مي شود. مرگ معمولاً در طول يك سال از شروع علائم رخ مي دهد و درماني هم وجود ندارد.
اين بيماري پس از ظهور در سال ۱۹۸۶، در جنوب انگليس همه گيري ايجاد كرد و مواردي از آن در اروپا و كانادا هم گزارش شد. در هنگام ظهور BSE در مورد احتمال انتقال آن به انسان نگراني هايي ايجاد شده بود.

در ابتداي سال۱۹۹۶ مواردي از ابتلا به بيماري كروتز فلد- جاكوب در افراد جوان تر از سن معمول شيوع بيماري يعني ۵۰ سالگی ديده شد و بررسي ها نشان دهنده گونه جديدي از CJD بود.

پژوهش وجود عامل ژنتيكي در بيماري را رد كرد و نشان داد كه انتقال در نتيجه در معرض قرار گيري بافت هاي گاو‌هاي مبتلا به BSE از طريق خوراكي است.

به اين ترتيب گزارش پروسنر در انگليس مورد توجه ملي قرار گرفت و نشان داده شد عامل پروتئيني مسري عامل BSE با" پرشي ميان گونه‌اي" به انسان منتقل شده است. در مورد خود BSE هم ظاهراً پريون عامل بيماري اسكرپي در گوسفندان از طريق اضافه كردن مكمل هاي غذايي پروتئيني به دست آمده از گوسفند هاي آلوده به غذاي گاو ها باعث انتقال بيماري به آنها شده بود .

پروسنر در سال ۱۹۹۷ به خاطر پژوهش هايش در اين حوزه جايزه نوبل پزشكي يا فيزيولوژي را دريافت كرد.

پروسنر در ابتدا پيشنهاد كردكه حضور پريون يا پروتئين تغيير شكل يافته به نوعي كه كاملاً شناخته نشده است باعث ايجاد واكنشي زنجيره اي مي شود كه PrP هاي طبيعي را تغيير شكل مي دهد و ذرات عفوني جديدي به وجود مي آورد. پروسنر در مقالات بعدي خود مكانيسم ديگري را براي تكثير پريون ها در مغز پيشنهاد كرد كه نيازي به اثر مستقيم پروتئين پريون بر پروتئين طبيعي ندارد.

پروتئینی که مغز را نابود می‌کند

پروتئين غيرطبيعي (پريون) نسبت به عمل آنزيم پروتئاز سلولي (که پروتئین‌های اضافی را تجزیه می‌کند) مقاوم است، بنابراين در مجموع تجمع پريون‌ها در سلول هاي عصبي رخ مي‌دهد و پس از پليمريزه شدن این ذرات، فيبر‌يل‌ها (رشته‌هایی) تشکیل می‌شود كه نهايتاً سلول‌هاي عصبي را تخریب می‌کنند و برحسب ناحيه اي از مغز كه تخريب مي‌شود علائم مربوط بروز مي‌كند.

نكته مهم اين است كه پريون ها باعث بروز واكنش التهابي از طرف دستگاه ايمني نمي‌شوند چرا كه پريون ها از لحاظ تركيب شيميايي مشابه پروتئيني طبيعي در بدن هستند و تنها شكل فضايي متفاوتي دارند، بنابراين "خودي" محسوب مي‌شوند.

ظاهراً براي انتقال پريون ها بين جانوران تماس مستقيم با بافت هاي مبتلا لازم است. مثلاً در موارد "بيماري كروتز فلد- جاكوب" در گذشته ناشي از انتقال عامل بيماري از راه تزريق هورمون رشد (GH) - كه در آن زمان از غده هيپوفيز انساني استخراج مي‌شد - پيوند قرنيه و نيز از طريق وسائل جراحي مغز بوده است.

پريون ها چون فاقد اسيد نوكلئيك هستند، در برابر روشي از استريل كردن در اتوكلاو كه در گذشته براي اغلب وسائل جراحي به كار مي‌رفت مقاوم هستند.

امروزه با اجراي دستورالعمل هاي جديد استریليزاسيون امكان اين انتقال برطرف شده است.

همچنين با توجه به همه گيري جنون گاوي و بروز نوع جديد CJD در جوانان در انگليس و چند كشور ديگر تصور مي‌رود كه مصرف غذايي بافت هاي آلوده حيوانات (بر حسب آنكه چقدر حاوي بافت هاي عصبي باشد) باعث تجمع تدريجي پريون ها در بدن در بروز بيماري شود، همانطور كه مراسم آدمخواري در انتقال بيماري "كورو" نقش داشت.