Op 9 april 1982 veranderde een wetenschappelijke publicatie in het tijdschrift Science ons begrip van infectieziekten fundamenteel. Dr. Stanley Prusiner, destijds verbonden aan de Universiteit van Californië, San Francisco, presenteerde het bewijs dat een ziekte niet door een virus of bacterie kan worden veroorzaakt, maar door een infectieus eiwit. Deze ontdekking daagde de fundamenten van de moleculaire biologie uit en introduceerde de wereld bij het prion.
Het mysterie van het “langzame virus”
Tientallen jaren lang waren wetenschappers verbijsterd door een groep degeneratieve hersenaandoeningen die opvallende overeenkomsten vertoonden. Deze omvatten:
– Scrapie: Een dodelijke ziekte die schapen en geiten treft.
– Kuru: Een verwoestende aandoening waargenomen bij de Fore-stam van Papoea-Nieuw-Guinea.
– Ziekte van Creutzfeldt-Jakob (CJD): Een meedogenloze hersenziekte bij de mens.
Onder een microscoop leek het hersenweefsel van de slachtoffers van deze ziekten opmerkelijk veel op elkaar: het zat boordevol kleine gaatjes die het orgaan een spongiform of sponsachtig uiterlijk gaven.
Omdat deze ziekten langzaam evolueerden en de typische kenmerken van infectie ontbeerden – zoals koorts of activatie van het immuunsysteem – classificeerden wetenschappers ze oorspronkelijk als ‘langzame virussen’. Er bleef echter een enorme logische leemte bestaan: als deze ziekten door virussen zouden worden veroorzaakt, zouden ze nucleïnezuren (DNA of RNA) moeten bevatten. Bovendien suggereerde het feit dat sommige gevallen in families leken voor te komen dat er sprake was van een genetische component die niet overeenkwam met de standaard virale overdracht.
Het ‘centrale dogma’ uitdagen
De doorbraak kwam toen Prusiner zijn onderzoek verlegde van CJD naar scrapie, ingegeven door bevindingen van radiobioloog Tikvah Alper. Alper had aangetoond dat scrapie nog steeds kon worden overgedragen, zelfs nadat weefsel was behandeld met ultraviolet licht – een proces dat DNA vernietigt.
Deze waarneming suggereerde dat het infectieuze agens volledig genetisch materiaal ontbeerde. Door middel van rigoureuze experimenten met hamsters (die de ziekteprogressie voor onderzoek versnelden), isoleerde Prusiner de boosdoener. Hij bewees dat het infectieuze agens een eiwit was, dat hij een ‘prion’ noemde.
Dit was een revolutionaire bewering omdat het in tegenspraak was met het “centrale dogma” van de moleculaire biologie**. Het centrale dogma stelt dat informatie van DNA naar RNA naar eiwit stroomt; het idee dat een eiwit alleen zou kunnen fungeren als een infectieus agens – in wezen ‘codeert’ voor zijn eigen replicatie door gezonde eiwitten te dwingen verkeerd te vouwen – leek voor het toenmalige wetenschappelijke establishment onmogelijk.
Hoe prionen werken: een kettingreactie van verkeerd vouwen
Het scepticisme rond het werk van Prusiner maakte uiteindelijk plaats voor overweldigend bewijsmateriaal. Gedurende de volgende 15 jaar hebben onderzoekers het mechanisme van prionziekte in kaart gebracht:
- Conformationele verandering Prionen zijn eiwitten die zich in een abnormale, pathologische vorm hebben gevouwen.
- Sjabloongestuurde infectie: Wanneer een prion een gezonde versie van hetzelfde eiwit tegenkomt, fungeert het als een sjabloon, waardoor het gezonde eiwit wordt gedwongen om in de zieke vorm te “flippen”.
- Weerstand: In tegenstelling tot de meeste eiwitten zijn prionen ongelooflijk veerkrachtig en worden ze niet afgebroken door de natuurlijke afbraakprocessen van het lichaam.
Hoewel prionen de infectie veroorzaken, heeft de moderne wetenschap ook het verband met de genetica opgehelderd: bepaalde DNA-mutaties kunnen individuen vatbaar maken voor het aanmaken van deze verkeerd gevouwen eiwitten, wat verklaart waarom sommige gevallen erfelijk lijken.
De ontdekking van het prion bewees dat de meest fundamentele regels van het leven konden worden omzeild door één enkel, verkeerd gevouwen molecuul.
Conclusie
Stanley Prusiner’s identificatie van het prion overbrugde de kloof tussen infectieziekten en genetische pathologie, wat hem in 1997 de Nobelprijs opleverde. Zijn werk transformeerde de neurologie en bood een nieuw raamwerk om te begrijpen hoe eiwitten kunnen optreden als agenten van zowel leven als dood.
