Bioseguretat amb prions i proteïnes “prion-like”
1. Introducció
Els prions (proteïnes de naturalesa infecciosa amb capacitat de transformar altres proteïnes normals en priòniques anòmales) i les proteïnes similars als prions o prion- like (PL) es defineixen com a proteïnes (humanes o animals) que es classifiquen en una de les categories següents:
1. Proteïnes altament associades a les proteïnopaties, incloent-hi, però no limitant- se a:
a) la malaltia de Creutzfeldt-Jakob (MCJ), la variant de la malaltia de Creutzfeldt Jakob (vMCJ), el kuru, l’insomni familiar fatal, la síndrome de Gerstmann- Straussler-Scheinker, l’encefalopatia espongiforme bovina, l’encefalopatia espongiforme felina, l’encefalopatia transmissible del visó, l’scrapie (ovella), la malaltia del desgast crònic (cérvol, ant, ren, cérvol vermell, cérvol mula, cérvol sika);
b) Alfa-sinucleïna (malaltia de Parkinson);
c) Tau, beta-amiloide (malaltia d'Alzheimer);
d) Tau, proteïna d'unió al ARN fusionada en sarcoma (FUS) (demències frontotemporal, esclerosi lateral amiotròfica);
e) Proteïnes que contenen poliglutamina (poliQ) (malaltia de Huntington, algunes atàxies);
f) Superòxid dismutasa 1 (esclerosi lateral amiotròfica); element de resposta a la transactivació (TAR) proteïna d'unió a l'ADN-43 (TDP-43); ubiquilina (malaltia de Lou Gehrig).
2. Proteïnes que confereixen un estat de malaltia transmissible de cèl·lula a cèl·lula. 3. Proteïnes que tenen una forma fibril·lar o agregada que s'han demostrat com a
"llavor" d’una patologia associada a una malaltia.
Atès que la naturalesa infecciosa dels prions no està ben caracteritzada i la destrucció d'aquestes partícules va més enllà de les tècniques que normalment es requereixen per a la inactivació dels residus bioperillosos, el treball amb aquests agents requereix consideracions especials de bioseguretat per a minimitzar el risc d'exposició laboral i ambiental.
Totes les activitats amb prions, siguin d'origen humà o animal, estan subjectes a la supervisió del Comitè de Bioseguretat (CBS) de la UAB. Les PL de tipus salvatge i mutants que tenen un origen genètic humà estan subjectes també a la supervisió del CBS, excepte els pocs casos en què la malaltia és totalment genètica.
El treball específic in vitro o in vivo amb aquestes proteïnes es classifica com de NCB2 i requereix un protocol aprovat pel CBS. Això inclou treballs dels tipus següents:
Síntesi, ús o producció de proteïnes en alta concentració.
Generació o ús de proteïnes mutades.
Generació o ús de formes de proteïnes fibril·lars o mal plegades.
A l’hora de fer l’avaluació de riscos cal tenir present que:
No es coneixen tractaments efectius ni vacunes per a les malalties priòniques (encefalopaties espongiformes transmissibles o EET).
Cal manipular els prions i les PL amb extrema precaució, tant per a la protecció dels treballadors com per a la protecció del medi ambient.
Les concentracions més altes de prions en animals infectats es troben al sistema nerviós central. Segons estudis amb animals, és probable que també es trobin prions a la melsa, el tim, els ganglis limfàtics, la pell, la sang i l'intestí.
Els prions són altament resistents als procediments d'inactivació convencionals com la calor i els productes químics; en canvi, les PL s'inactiven generalment pels procediments més convencionals.
Els prions són transmissibles per inoculació, ingestió o per trasplantament de teixits o homogeneïtzats infectats, mentre que la transmissibilitat de les PL només s'ha demostrat en condicions experimentals limitades a algunes PL.
No obstant això, quan es realitza una avaluació de risc cal anar amb molta precaució i tenir en compte els factors de risc següents:
a) Proximitat filogenètica de la proteïna priònica amb l’espècie humana.
b) Present en una mostra o purificada (quantitat i concentració).
c) Potencial transmissibilitat entre organismes.
d) Propagació.
e) Amplificació.
f) Potencial de produir una malaltia.
g) Tipus de teixit i potencial infectivitat (p. ex. homogeneïtzat del SNC de malalt).
h) Resistència a tractaments d’inactivació.
i) Estabilitat ambiental.
j) Generació d'aerosols (p. ex. sonicació de fibres o teixits que les continguin, etc.).
k) Ús d'objectes punxants o tallants (p. ex. injecció intracranial).
1. 2.
2. Bones pràctiques
a) Una de les principals precaucions que cal prendre quan es treballa amb prions o PL és evitar el tall o la punxada; per tant, s'han d'evitar utilitzar objectes punxants o tallants, tret que s'hagi determinat que no hi ha cap altra alternativa.
b) El personal ha de portar els equips de protecció individual (EPI) següents: a) Bata de laboratori (preferentment de tancament posterior i d'un sol ús). b) Doble guant.
c) Ulleres de seguretat.
d) Mascareta FFP2.
e) Pantalla facial (si és necessari manipular material priònic fora de la CSB).
f) Per a les necròpsies d'animals grans, el personal ha de portar EPI que cobreixi tot el cos: granota d'un sol ús (tipus Tyvek), botes d'un sol ús o rentables, guants de nitril impermeables i guant resistent als talls a la mà no dominant, ulleres de protecció integral i pantalla facial.
Les superfícies de treball s'han de protegir amb material absorbent d'un sol ús i es tractaran com a residu bioperillós.
Totes les manipulacions s'han de fer en una CSB qualificada anualment.
Els rotors de centrífuga i cistells de seguretat s’han d’obrir en una CSB.
El transport dels materials priònics fora de CSB requereix un contenidor secundari.
Emmagatzemar en tubs segellats.
3. Procediments de descontaminació
Els prions es caracteritzen per una resistència extrema als procediments d'inactivació convencionals, com ara la irradiació, l’ebullició, la calor seca i moltes substàncies químiques. La fixació amb alcohol, formalina o glutaraldehid estabilitza fortament la infectivitat dels prions i fa que siguin més difícils d'inactivar. Els teixits fixats en formalina i incrustats en parafina, especialment del cervell, segueixen sent infecciosos. En conseqüència, els materials contaminats no s'han d'exposar a reactius de fixació i s'han de mantenir humits entre el moment de l'ús i la desinfecció per immersió en desinfectants químics.
Nota: Assegureu-vos de descontaminar tots els equips abans de fer tasques de manteniment o de servei.
Els mètodes d’inactivació més efectius envers els prions són:
Una solució d'hipoclorit de sodi que contingui almenys un 2% de clor disponible (20.000 ppm), amb un temps de contacte d'almenys una hora.
Solució de NaOH 1 N fresca amb un temps de contacte mínim d’1 hora.
Tractament a l’autoclau a 134 °C durant 18 minuts o a 132 °C durant 1 hora.
Incineració.
Hidròlisi alcalina (150 oC, pH 13, amb KOH o NaOH, durant almenys 6 hores).
Per a superfícies i equips de laboratori termosensibles cal assegurar que les superfícies romanguin humides durant una hora amb NaOH 1 N o una solució d'hipoclorit sòdic (20.000 ppm de clor lliure). Finalment, netejar i esbandir amb aigua.
Per contra, aquests mètodes no han estat prou eficaços per a PL com l’alfa-sinucleïna (8). Un rentat amb una solució d’SDS 1% (deixar 1h a Ta ambient) és el mètode de neteja més adequat per eliminar i neutralitzar les “llavors” de les superfícies contaminades.
4. Gestió dels residus
El material fresc o fixat que contingui o pugui contenir prions s'ha d'eliminar com a "material específic de risc (MER)" en un contenidor per a residus citostàtics per assegurar la seva incineració.
El residu tallant o punxant contaminat es recollirà primerament en contenidors homologats per aquest tipus de residu i després en contenidor blau (citostàtic).
Qualsevol incident/accident s’ha d’informar immediatament a la persona supervisora i fer constar per escrit mitjançant el comunicat d’accident o incident.
5. Referències
Centers for Disease Control Prion Diseases https://www.cdc.gov/prions/index.html
Biosafety in Microbiological and Biomedical Laboratories (6th ed. CDC
2020) Secció VIII-H, Prion Diseases.
3. Risk assessment of laboratories involving the manipulation of unconventional agents causing TSE.https://www.biosafety.be/sites/default/files/report_prions_iph_d_2009_2505_49.pdf
5. Risk of Transmissibility From Neurodegenerative Disease-Associated Proteins: Experimental Knowns and Unknowns. J Neuropathol Exp Neurol. 2020 Nov; 79(11): 1141–1146
6. France halts prion research amid safety concerns. Science, vol 373, issue 6554.
7. An efficient procedure for removal and inactivation of alpha-synuclein assemblies
from laboratory materials. Journal of Parkinson’s Disease 6 (2016) 143–151