Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. O. Kleine

Prionen

Prionen
Synonym(e)
PrP; PrionScrapie; Protein-Fehlfaltungs-Erkrankungen
Englischer Begriff
Prion proteins: normal form: PrP; proteinaceous infectious particles producing prion disease: PrionScrapie; protein misfolding diseases
Definition
PrP ist ein Sialoglykoprotein in und auf menschlichen Zellen im zentralen Nervensystem (ZNS) und Cerebrospinalflüssigkeit (CSF). In Prionen wird PrP zu PrionScrapie modifiziert.
Struktur
PrP-Gen kodiert 2,1 kDa mRNA für 209 Aminosäuren (AS) in PrP mit α-helikaler Struktur und einer Disulfidbrücke. PrP mit gleicher AS-Sequenz wird zu Prionen (PrionScrapie) modifiziert durch „protein misfolding cyclic amplification“, wobei α-helikaler PrP-Gehalt vermindert wird und β-Blattstruktur-Gehalt zunimmt. Dabei spielen nur teilweise bekannte Kofaktoren eine wichtige Rolle.
Molmasse
33–35 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Synthese: <2 Stunden; PrP-Abbau: komplett durch Proteasen, nicht von Prionen.
Funktion – Pathophysiologie
Die physiologische Funktion von PrP ist unbekannt. Humane Prion-Erkrankungen mit PrP-Mutationen sind sehr selten (s. Interpretation).
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
CSF, Blutplasma: Probenstabilität bei −80 °C.
Analytik
Surround Optical Fiber Immunoassay: Nachweisgrenze ≥10−7 g PrP; Real-Time Quacking-Induced Conversion für Prionen Ante-mortem-Diagnostik: Nachweisgrenze ≥1 f. (10−15 g) Prion-Protein.
PrP-Referenzbereich – Erwachsene ohne Demenz (Enzymimmunoassay): 327 (264–453) μg/L PrP in Lumballiquor; 2,39 (1,66–3,30) μg/L PrP in Blutserum.
PrP-Referenzbereich – Kinder (Enzyme-linked Immunosorbentassay): 4,4±3,2 μg/L PrP in Lumballiquor; 0,002–0,003 μg/L PrP in Blutserum.
Prionen-Referenzbereich: bei Gesunden in CSF und Blut nicht nachweisbar.
Interpretation
PrP in CSF: Creutzfeldt-Jakob Krankheit: erniedrigt; Demenz mit Lewy-Körperchen: erniedrigt; Alzheimer Krankheit: erniedrigt, normal bis erhöht; Morbus Parkinson: erniedrigt bis normal; multiple Sklerose: normal.
Prionen in CSF nachweisbar bei Creutzfeldt-Jakob-Erkrankung (CJK) mit den Unterformen:
  • Sporadische CJK (spontanes Auftreten: 1–2 Fälle pro 1 Million Einwohner)
  • Genetische Mutationen mit Prion-Erkrankungen nur in Familien
  • Iatrogene CJK nach Wachstumshormongabe, Dura-mater-Plastik, Bluttransfusion von Patienten mit präklinischer CJK, u. a.
Literatur
Atarashi R, Satoh K, Sano K et al (2011) Ultrasensitive human prion detection in cerebrospinal fluid by real-time quaking-induced conversion. Nat Med 17:175–178CrossRefPubMed
Chang B, Gray P, Piltch M et al (2009) Surround optical fiber immunoassay (SOFIA): an ultra-sensitive assay for prion protein detection. J Virol Methods 159:15–22CrossRefPubMed
Pan KM, Baldwin M, Nguyen J et al (1993) Conversion of alpha-helices into beta-sheets features in the formation of the scrapie prion proteins. Proc Natl Acad Sci USA 90:10.962–10.966CrossRef