Prion diseases and the gastrointestinal tract

Can J Gastroenterol. 2006 Jan;20(1):18-24. doi: 10.1155/2006/184528.

Abstract

The gastrointestinal (GI) tract plays a central role in the pathogenesis of transmissible spongiform encephalopathies. These are human and animal diseases that include bovine spongiform encephalopathy, scrapie and Creutzfeldt-Jakob disease. They are uniformly fatal neurological diseases, which are characterized by ataxia and vacuolation in the central nervous system. Although they are known to be caused by the conversion of normal cellular prion protein to its infectious conformational isoform (PrPsc) the process by which this isoform is propagated and transported to the brain remains poorly understood. M cells, dendritic cells and possibly enteroendocrine cells are important in the movement of infectious prions across the GI epithelium. From there, PrPsc propagation requires B lymphocytes, dendritic cells and follicular dendritic cells of Peyer's patches. The early accumulation of the disease-causing agent in the plexuses of the enteric nervous system supports the contention that the autonomic nervous system is important in disease transmission. This is further supported by the presence of PrPsc in the ganglia of the parasympathetic and sympathetic nerves that innervate the GI tract. Additionally, the lymphoreticular system has been implicated as the route of transmission from the gut to the brain. Although normal cellular prion protein is found in the enteric nervous system, its role has not been characterized. Further research is required to understand how the cellular components of the gut wall interact to propagate and transmit infectious prions to develop potential therapies that may prevent the progression of transmissible spongiform encephalopathies.

Le tube digestif joue un rôle important dans la pathogenèse des encéphalopathies spongiformes transmissibles. Il s’agit de maladies humaines ou animales, qui englobent notamment l’encéphalopathie spongiforme bovine et la maladie de Creutzfeldt-Jakob. Ce sont toutes des maladies neurologiques mortelles, qui se caractérisent par l’ataxie et la vacuolisation du système nerveux central. Même si l’on sait que la cause réside dans la transformation de la protéine normale du prion cellulaire en son isoforme conformationnelle infectieuse (PrPx), on en connaît bien peu sur le processus de propagation et de transport de la protéine vers le cerveau. Les cellules M, les cellules dendritiques et peutêtre les cellules entéro-endocriniennes sont des facteurs importants dans le passage des prions infectieux à travers l’épithélium gastro-intestinal. À partir de là, la propagation de la PrPx nécessite l’intervention des lymphocytes B, des cellules dendritiques et des cellules dendritiques folliculaires des plaques de Peyer. L’accumulation précoce de l’agent pathogène dans les plexus du système nerveux entérique étaye l’assertion selon laquelle le système nerveux autonome joue un rôle important dans la transmission de la maladie. D’ailleurs, la présence de PrPx dans les ganglions des nerfs sympathiques et parasympathiques du tube digestif ne fait qu’ajouter du poids à l’assertion. De plus, le système lymphoréticulaire a été mis en cause comme voie de transmission de la protéine depuis l’intestin jusqu’au cerveau. Même si la présence de la protéine normale du prion cellulaire a été observée dans le système nerveux entérique, son rôle n’a pas été caractérisé. Il faudrait donc faire plus de recherche pour comprendre comment les constituants cellulaires de la paroi intestinale participent au processus de propagation et de transmission des prions infectieux et pour élaborer des traitements susceptibles de prévenir l’évolution des encéphalopathies spongiformes transmissibles.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review

MeSH terms

  • Autonomic Nervous System / physiopathology*
  • Dendritic Cells / cytology*
  • Enteric Nervous System / physiopathology*
  • Gastrointestinal Tract / physiopathology*
  • Humans
  • Prion Diseases / pathology*
  • Prion Diseases / transmission*
  • Prions / genetics
  • Prions / pathogenicity*

Substances

  • Prions