“Mucca Pazza”: questione di prioNità

“Mucca Pazza”: questione di prioNità

Partiamo dal principio.
Il morbo della “mucca pazza” o “encefalopatia bovina spongiforme” è una neuropatia prionica, ovvero una malattia che danneggia il sistema nervoso (centrale, in questo caso) causata da un prione.

Questa patologia viene, inoltre, definita “zoonotica”, in quanto ha origine in un animale – i bovini – e viene poi trasmessa all’uomo tramite il consumo di carne infetta.

Che cos’è un prione?
Un fungo? Un batterio? Un virus?
Nulla di tutto questo!
Un prione non è altro che una proteina mal ripiegata, quindi qualcosa di molto più piccolo di un virus.

Come infatti abbiamo già accennato [1], le proteine sono lunghe catene di aminoacidi che hanno bisogno di ripiegarsi su se stesse in maniera corretta per poter adempiere alle proprie funzioni.

L’altro punto importante da tenere a mente è che gli aminoacidi che costituiscono le proteine hanno varie caratteristiche chimiche, ma per semplicità noi ne tratteremo solo una: l’idrofobicità. Un aminoacido idrofobico (dal greco “ὕδωρ” acqua e “φόβος” paura, che etimologicamente sono all’origine della parola idrofobia, ovvero “paura dell’acqua”) non “gradisce” il contatto con l’acqua, ma apprezza quello con altri aminoacidi idrofobici, un po’ come l’olio d’oliva in un bicchiere d’acqua.

Aminoacidi invece poco (o per nulla) idrofobici sono detti idrofilici, cioè stanno “volentieri” a contatto con l’acqua (richiamando quando abbiamo detto sopra, etimologicamente in questo caso avremo sempre il nostro greco “ὕδωρ” acqua insieme però a “φιλία”, amore, amicizia e quindi “amore per l’acqua”) .

Per questo, nella maggior parte delle proteine esiste un “cuore” (core) idrofobico dove tutti gli aminoacidi idrofobici sono ammassati e una superficie idrofilica, dove gli aminoacidi idrofili sono a contatto con l’acqua.

I prioni sono proteine che, a causa di una combinazione di mutazioni, biofisica e – diciamocelo – sfiga, possono assumere una conformazione non fisiologica (“anormale”, dannosa per il nostro organismo), “rivoltata come un guanto”.
In questa conformazione, infatti, ritroviamo gli aminoacidi idrofobici esposti all’esterno, mentre quelli idrofili sono rinchiusi all’interno o esposti solo da un lato della superficie proteica.

Questa conformazione risulta però essere termodinamicamente molto – ma MOLTO – più stabile di quella fisiologica, a una condizione: le proteine “mal ripiegate” devono essere in gruppo – l’unione fa la forza! – a formare un complesso chiamato -amiloide. 

Ma allora, se ne servono molte, come fa questa patologia a diffondersi e a causare danni in una persona, a seguito di una sola bistecca “infetta”?
Questo avviene perché molti prioni, compresa la proteina prionica PrPc, sono anche dei “propagoni”, ovvero prioni in grado di propagare, “trasmettere” la loro struttura mal ripiegata a proteine vicine.

Infatti, esponendo aminoacidi idrofobici in direzione di proteine ancora in fase di produzione (“sintesi”) e ripiegamento, o di altre proteine particolarmente suscettibili a tale fenomeno – quali, appunto, altre copie di PrPco proteine cosiddette “intrinsecamente disordinate” – i propagoni inducono queste ultime ad assumere la stessa conformazione mal ripiegata. 

In soldoni, la sfiga è anche contagiosa. 

Una struttura -amiloide è osservabile nella GIF sottostante: notate come tutte le singole proteine che la formano (ognuna rappresentata con un colore diverso) siano estremamente impacchettate in una struttura molto compatta e ordinata.

PDB ID: 2MXU [2]. Struttura ottenuta con PyMol [3]
[Per gentile concessione dell’autore]

Cosa comporta tutto questo?
Da un punto di vista cellulare, questi ammassi di proteine prioniche rappresentano un enorme problema.

Essendo molto stabili e compatti, infatti, non possono essere smaltiti dalla cellula, ma continuano a crescere a dismisura, fino a risultare semplicemente troppo grandi o troppo pesanti e a distruggere così la membrana cellulare, “scoppiando” la cellula in questione.

E, guardate ancora la sfiga, tale problema risulta essere maggiormente accentuato nei neuroni, le cellule che costituiscono la maggior parte del nostro sistema nervoso centrale: sia perché PrPc è particolarmente presente in essi, sia perché la capacità del nostro organismo di rimpiazzare neuroni distrutti o gravemente danneggiati è molto limitata rispetto a quella di rimpiazzare la stragrande maggioranza delle cellule di altri tessuti.
Inoltre, una volta distrutta una cellula, i prioni si ritrovano liberi di andare a “infettarne” altre limitrofe. 

Beh, tanto la carne la cuciniamo, direte voi.
E invece no: la cottura della carne infetta non basta a distruggere i prioni.
Come alcuni di voi sapranno, le alte temperature “denaturano” le proteine, cioè ne demoliscono proprio la struttura terziaria, la conformazione. Pertanto, la cottura dovrebbe in teoria smontare la struttura delle proteine prioniche permettendoci di mangiare in tutta tranquillità la nostra T-bone.

Perché questo non avviene?
Se avete letto bene l’articolo, potreste aver già intuito la risposta.
Le strutture prioniche sono estremamente stabili! Per poterle denaturare o degradare sono necessarie temperature ben più alte di quelle della semplice cottura: dovreste, insomma, bruciare completamente la vostra bistecca per essere sicuri di aver eliminato i prioni. E, così facendo, mangereste una suola carbonizzata, oltre che qualcosa di altamente cancerogeno. Sob!

Per quanto riguarda, poi, quello che ci chiedevamo all’inizio su antibiotici e antivirali, questi non funzionano perché nella maggior parte dei casi, è vero, hanno come bersaglio proteine di batteri e virus ma… Guarda caso, si tratta di proteine e interazioni totalmente differenti da queste.

Insomma, tali farmaci agiscono come un piccolo bastone: se inseriti nella corretta posizione sono in grado di bloccare totalmente un meccanismo sofisticato come una bicicletta, ma non possono far nulla contro un grosso masso sferico lasciato rotolare giù per una collina. 

Per fortuna, ad oggi, i controlli sulle carni bovine sono molto stringenti e il rischio di contrarre la “mucca pazza” è estremamente ridotto.

Per restare in tema di sfighe, vi dico però che la stessa cosa sfortunatamente non vale per il morbo di Creutzfeldt-Jakob, la variante umana di origine genetica di questa patologia che, seppur rara, ha un decorso ineluttabile verso il decesso, che avviene nell’arco dei 6-12 mesi dal manifestarsi della patologia, di solito intorno ai sessant’anni di età[4].

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Dario Marzella

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