różne badania wykazały, że priony (PrPSC), które zarażają owce i kozy śmiertelną pasażowalną encefalopatią zwaną trzęsawką, są w stanie utrzymywać się w glebie przez lata bez utraty swojej aktywności patogennej. Rozprzestrzenianie się prionów do środowiska może nastąpić z kilku źródeł: głównie z zakaźnego łożyska lub płynu owodniowego owiec i ewentualnie skażenia środowiska śliną lub odchodami.

badania potwierdzające trzęsawkę można uzyskać jedynie poprzez zastosowanie immunohistochemii białka prionowego związanego z chorobą (PrPSC) do tkanek pobranych poubojowo, w tym obex (struktura pnia mózgu), węzła chłonnego poza gardłem i migdałka podniebiennego. W 2008 r.USDA zatwierdziło badanie diagnostyczne żywych zwierząt, nie potwierdzające, do badania immunochemicznego tkanki limfatycznej pochodzącej z biopsji odbytnicy.

ludzkie białko prionowe, pozostałości 125-228, utworzone z pozycji 1qm3 bazy danych o białkach (PDB). Kolorystyka ilustruje subdomeny, które są proponowane w celu zainicjowania konwersji z normalnej formy komórkowej do trzęsawki przez powolne ruchy.

Naturalne przenoszenie trzęsawki na polu wydaje się w większości przypadków za pośrednictwem przewodu pokarmowego, a wolne od trzęsawki stada owiec mogą zostać zainfekowane na pastwiskach, gdzie wcześniej obserwowano ogniska trzęsawki. Wyniki te wskazują na utrzymującą się zarazę w środowisku, zwłaszcza w glebie.

stężenie prionów w płynach porodowych nie zmienia zakaźności prionów. Naturalnie lub doświadczalnie zainfekowane i owce przenoszą infekcję do jagniąt, nawet wtedy, gdy łożyska mają niewiele PrPSC. PrPSC jest uwalniany w większym odsetku w łożyskach owiec (52-72%) niż w łożyskach kóz (5-10%) w badaniach klinicznych w USDA Agricultural Research Service.

wykrywalne PrPSC odnotowano w kale owiec zarówno w terminalu i wczesnych stadiach przedklinicznych choroby, co sugeruje, że priony mogą być przelane do środowiska w trakcie choroby. Można postulować kilka źródeł prionów w kale, w tym spożycie środowiska i połykanie zakażonej śliny; jednak najbardziej prawdopodobnym źródłem jest zrzucanie z tkanki limfatycznej związanej z jelitami. Przeżuwacze mają wyspecjalizowane plamy Peyera, które na całej długości jelita krętego wynoszą około 100 000 pęcherzyków, a wszystkie z nich mogą być zainfekowane i wyrzucać priony do światła.Priony trzęsawki znaleziono w plastrach Peyera naturalnie zakażonych bezobjawowych jagniąt w wieku zaledwie czterech miesięcy.

narażenie poprzez zakażone szczepieniaedytuj

• skażona szczepionka Louping-ill. Znany również jako katastrofa szczepionki Moredun Louping-ill z 1935 roku.. Ponad 1500 owiec zachorowało na trzęsawkę po szczepieniu. „Dochodzenie w sprawie etiologii trzęsawki nastąpiło po szczepieniu owiec na wirus louping-ill za pomocą przetworzonych formaliną ekstraktów z owczej tkanki limfoidalnej nieświadomie zanieczyszczonej prionami trzęsawki (Gordon 1946). Dwa lata później ponad 1500 owiec zachorowało na trzęsawkę z tej szczepionki.””Szczepionka ta została wyprodukowana przy użyciu sformalizowanych mózgów owiec zanieczyszczonych środkiem trzęsawki „” na corocznym Kongresie National Veterinary Medical Association of Great Britain and Ireland w 1946 r. dr W. S. Gordon przedstawił dowody przeniesienia trzęsawki za pomocą szczepionki dla louping-ill. W latach 1931-32 Dr Gordon opracował skuteczną szczepionkę zapobiegającą zachorowaniu na lupę. Po czterech latach prób terenowych jego szczepionka została wyprodukowana w trzech partiach do powszechnego użytku w 1935 roku. Szczepionkę wykonano z tkanek mózgu, rdzenia kręgowego i śledziony pobranych od owiec pięć dni po zaszczepieniu wewnątrzmózgowym wirusa louping-ill. Formalinę dodano do 10% zawiesiny soli fizjologicznej w celu inaktywacji wirusa. W latach 1935 i 1936 nie odnotowano żadnych objawów chorobowych u zaszczepionych zwierząt. Następnie dwóch właścicieli zgłosiło trzęsawkę u swoich owiec Blackface, które zostały zaszczepione szczepionką louping-ill (Seria 2) dwa i pół roku wcześniej. Trzęsawka nie była wcześniej widziana u rasy czarnej. Po śledztwie Dr. Gordon odkrył, że 8 jagnięta używane do partii 2 urodził się do owiec, którzy byli narażeni na trzęsawkę; niektóre owce opracowane trzęsawki w 1936-7. Dr Gordon wysunął hipotezę, że „czynnik zakaźny trzęsawki” był obecny w tkankach jagniąt używanych do produkcji drugiej partii i że ten środek „mógł wytrzymać stężenie formaliny…który inaktywował wirusa choroby louping; może być przenoszony przez podskórne szczepienie; miał okres inkubacji dwa lata lub dłużej.”Czteroipółletni eksperyment z udziałem 788 owiec został zainicjowany przez Animal Disease Research Association w 1938 roku. Naukowcy odkryli, że 60% normalnych owiec zaszczepionych wewnątrzkomórkowo zawiesinami soli fizjologicznej mózgu i tkanki rdzenia kręgowego pobranymi od owiec z trzęsawką rozwinęło trzęsawkę w ciągu tych czterech i pół roku. Okres inkubacji wynosił siedem miesięcy i więcej. Tylko u 30% owiec otrzymujących podskórne szczepienie zawiesiny wystąpiła trzęsawka, a okres inkubacji w tej grupie wynosił 15 miesięcy i więcej. Naukowcy doszli do wniosku, że czynnikiem zakaźnym był prawdopodobnie wirus, który można filtrować.”
• zakażona szczepionka Mycoplasma agalactiae. W latach 1997 i 1998 we Włoszech doszło do wybuchu trzęsawki owiec i kóz, a przyczyną była szczepionka. „Jako wyjaśnienie nagłego wzrostu liczby ognisk trzęsawki owiec we Włoszech w 1997 i 1998 r.zasugerowano przypadkowe zakażenie szczepionką. W artykule opisano niedawne wystąpienie trzęsawki owiec i kóz, które były narażone na tę samą szczepionkę. Od 1992 r.do stada nie przywożono owiec ani kóz, ale szczepionkę przeciwko Mycoplasma agalactiae podawano dwukrotnie, w 1995 i 1997 r. Wysokie wskaźniki śmiertelności surowej i trzęsawki wystąpiły u obu gatunków, wszystkie kohorty urodzeniowe były zaangażowane, a duży odsetek starszych zwierząt był dotknięty. Zaobserwowano wzór zmian w mózgu, z niewielkimi różnicami między owcami i kozami, który był bardzo podobny do wzoru obserwowanego u zwierząt wcześniej narażonych na tę samą szczepionkę, ale wyraźnie różni się od obserwowanego w mózgach owiec ze trzęsawką w stadzie nie narażonym na szczepionkę. Niezależnie od stopnia narażenia, analiza genotypu owiec wykazała obecność polimorfizmu tylko w kodonie 171. Zarówno częstość występowania, jak i zmiany w mózgu świadczą o tym, że epidemia trzęsawki spowodowana była zastosowaniem szczepionki.””Przypadkowa wewnątrz-i międzygatunkowa transmisja trzęsawki wystąpiła we Włoszech w latach 1997 i 1998 po ekspozycji na szczepionkę przeciwko Mycoplasma agalactiae. PRP (Sc) u dotkniętych chorobą owiec i kóz, pobranych z pojedynczego stada narażonego na szczepienie 2 lata wcześniej, został wpisany molekularnie. U pięciu zwierząt z trzęsawką jatrogenną we wszystkich badanych obszarach mózgu stwierdzono Typ PrP (Sc) z fragmentem rdzenia o masie 20 kDa. U trzech owiec i jednej kozy ta izoforma wystąpiła razem z w pełni glikozylowaną izoformą, która miała odporny na proteaz kręgosłup 17 kDa, podczas gdy u dwóch owiec i czterech kóz dwa typy PrP(Sc) wykryto w różnych regionach mózgu. U owiec z naturalną trzęsawką polową stwierdzono Typ PrP (Sc) o właściwościach fizyko-chemicznych nie do odróżnienia od izoformy 20 kDa. Obecne wyniki sugerują współwystępowanie dwóch szczepów prionów w homogenatach gruczołu sutkowego i mózgu stosowanych do szczepienia.”

narażenie przez zanieczyszczone glebieedit

spożycie gleby przez wypas owiec zostało zmierzone w dwóch typach gleby, przy dwóch wskaźnikach zarybiania i przez dwa sezony wypasu. Zwierzęta spożywały do 400 g gleby na kg masy ciała w okresie od maja do listopada. Jako czynniki wpływające na spożycie stały się czynniki wpływające na opady deszczu i obsadę. Wpływ rodzaju gleby i roślinności był mniej widoczny.

średnia waga dorosłej owcy wynosi około 250 funtów. Jeśli Dorosła owca zjadła 400 g/kg gleby zgodnie z przewidywaniami D. McGrath i wsp., wtedy Przeciętna owca spożyłaby około 45 000 g w ciągu sześciu miesięcy, czyli 251 g dziennie. Zakładając, że gleba była zanieczyszczona prionami (PrPSC) z kału lub płynów porodowych, to potencjalnie owca mogłaby się zarazić. Stężenie prionów w glebie jest niepewne, a stężenie nie jest wprost proporcjonalne do zakaźności. Wykazano, że czynniki wpływające na zakaźność prionów w glebie obejmują czas przebywania w glebie i zdolność wiązania gleby.

w celu szczegółowej oceny ryzyka gleby zanieczyszczonej trzęsawką duże znaczenie miała analiza, czy wykrywalny PrPSc w ekstraktach glebowych nadal wykazywał zakaźność jamy ustnej po okresie inkubacji do 29 miesięcy. Badanie biologiczne chomików syryjskich przeprowadzono poprzez karmienie zwierząt zanieczyszczoną glebą lub wodnymi ekstraktami glebowymi, które zostały zebrane po inkubacji gleby odpowiednio przez 26 i 29 miesięcy. Chomiki karmione zanieczyszczoną glebą wykazywały pierwsze objawy związane z trzęsawką po dwóch tygodniach do sześciu miesięcy (95% CI) po pierwszym karmieniu. Chomiki osiągnęły końcowy etap trzęsawki po pięciu do 21 miesiącach (95% CI) po pierwszym karmieniu. Wskazuje to na znaczne ilości trwałej zakaźności w glebie, która była inkubowana przez 26 i 29 miesięcy. W Islandii w 1978 r.wdrożono program zwalczania trzęsawki owiec, a dotknięte nią stada poddano ubojowi, zdezynfekowano pomieszczenia i spalono owce; po dwóch do trzech latach pomieszczenia uzupełniono jagnięcinami z obszarów wolnych od trzęsawki. W latach 1978-2004 trzęsawka wystąpiła ponownie w 33 gospodarstwach. Dziewięć nawrotów wystąpiło po 14-21 latach od uboju w wyniku trwałego zanieczyszczenia środowiska PrPSc.

wykazano, że zdolność wiązania różnych typów gleby zwiększa przenikanie chorób do populacji. Gleba zawierająca glinę pospolitą minerał montmorylonit (Mte) i kaolinit (Kte) wiąże się z prionami skuteczniej niż gleba zawierająca kwarc. Zwiększona przenoszenie prionów związanych z glebą może tłumaczyć rozprzestrzenianie się trzęsawki w środowisku pomimo niskiego poziomu przenikania do środowiska. Mechanizm, za pomocą którego Mte lub inne składniki gleby zwiększają przepuszczalność prionów związanych z cząstkami, pozostaje do wyjaśnienia. Wiązanie prionu z Mte lub innymi składnikami gleby może częściowo chronić PrPSC przed denaturacją lub proteolizą w przewodzie pokarmowym, umożliwiając pobranie większej ilości czynnika chorobotwórczego z jelit. Adsorpcja gleby PrPSc może zmienić stan agregacji białka, przesuwając rozkład wielkości w kierunku bardziej zakaźnych cząstek białka prionowego, zwiększając w ten sposób jednostki zakaźne. Aby choroba prionowa mogła być przenoszona poprzez spożycie zanieczyszczonej prionem gleby, priony muszą również pozostać zakaźne drogą doustną narażenia. Naukowcy z University of Wisconsin badali zakaźność jamy ustnej prionów związanych z Mte i związanych z glebą. Oceniano wpływ źródła prionu (poprzez zakażony homogeniat mózgu i oczyszczony PrPSc) i dawki na penetrację (odsetek zwierząt ostatecznie wykazujących kliniczne objawy trzęsawki) i okres inkubacji (czas do wystąpienia objawów klinicznych). Około 38% zwierząt otrzymujących doustnie 200 ng niezwiązanego, klarowanego PrPSc pochodzącego z gleby wykazywało objawy kliniczne, przy czym okres inkubacji dla zakażonych zwierząt wynosił od 203 do 633 dni. Wszystkie zwierzęta, którym podawano doustnie równoważną ilość PrPSc związanego z Mte, objawiały się objawami choroby w ciągu 195 do 637 dni. Natomiast zwierzęta otrzymujące doustnie samą glebę Mte lub o jedną dziesiątą więcej niezwiązanego, klarowanego PrPSc (20 ng) pozostawały bezobjawowe przez cały czas trwania eksperymentu. Dane te wykazały, że priony związane z Mte pozostają zakaźne drogą doustnej ekspozycji, a czynnik wiążący MTE zwiększa penetrację choroby, zwiększając skuteczność doustnego przenoszenia.

narażenie przez skażone roztocza siana

„w przypadku trzęsawki, archetypicznego TSE, który jest naturalną chorobą u owiec i kóz, choroba może pojawić się nagle w stadzie bez jakiejkolwiek znanej ekspozycji na zakażone stada (Palsson, 1979). Wreszcie, pola na Islandii, które pozostały puste przez okres do 3 lat po zniszczeniu stad zakażonych trzęsawką, zostały ponownie zasiedlone znanymi owcami wolnymi od trzęsawki, a niektóre z owiec z tej ostatniej grupy rozwinęły trzęsawkę (Palsson, 1979). Ten ostatni „eksperyment w przyrodzie” przyniósł podobne wyniki wiele razy na Islandii i w Zjednoczonym Królestwie. W jednym islandzkim gospodarstwie trzy razy zwalczono stada; za każdym razem gospodarstwo pozostawało bez owiec przez 2 lata, a po zarybianiu owcami z obszarów wolnych od trzęsawki choroba ponownie się pojawiła. Kilka lat temu padła sugestia (s Sigurdarson, personal communication), że roztocza siana będą dobrym kandydatem jako wektor trzęsawki; doprowadziło to do zakażenia myszy próbkami roztoczy przygotowanymi z siana uzyskanego z pięciu islandzkich gospodarstw. Dziesięć z tych 71 myszy zachorowało po wstrzyknięciu preparatów roztoczy z trzech z pięciu hodowli (Wiśniewski i wsp., 1996; Rubenstein i wsp., 1998). Okresy inkubacji wynosiły od 340 dni do 626 dni, a myszy te miały oporną na proteazę postać PrpSc kodowanej przez gospodarza glikoproteiny PrPc . Postać oporna na proteazy jest markerem choroby TSE (Prusiner, 1991; Parchi et al, 1996). W przypadku niektórych z tych klinicznie pozytywnych myszy wzór bandingu w analizie WB był unikalny (Wiśniewski i wsp., 1996; Rubenstein i wsp., 1998).”

podsumowanie transmisji

priony (PrPSc) są zrzucane z owiec i kóz w płynach porodowych, Kale i innych odchodach. Stężenie prionów jest niepewne, ale nie jest wprost proporcjonalne do zakaźności. Owce pochłaniają znaczną ilość gleby, więc gleba stanowi prawdopodobny zbiornik środowiskowy prionów trzęsawki, który może utrzymywać się w środowisku przez lata. Długowieczność prionów i przyłączanie się cząstek gleby prawdopodobnie wpływa na trwałość i zakaźność prionów w środowisku.

obecnie brakuje skutecznych metod inaktywacji prionów w glebie, a wpływ naturalnych mechanizmów degradacji na zakaźność prionów jest w dużej mierze nieznany. Lepsze zrozumienie procesów wpływających na mobilność, trwałość i biodostępność prionów w glebie jest niezbędne do zarządzania środowiskami zanieczyszczonymi prionami. System szacowania zdolności gleby do wiązania prionów w gospodarstwach rolnych przy użyciu prostej analizy gleby może pozwolić na oszacowanie ryzyka związanego z prionami w środowisku oraz na to, czy zmiana wiązania prionów poprzez zastosowanie zmian w glebie może pomóc złagodzić zakaźne priony. Porosty, w szczególności Parmelia sulcata, Cladonia rangiferina i Lobaria pulmonaria, mogą mieć potencjał do zmniejszenia liczby prionów, ponieważ niektóre gatunki porostów zawierają proteazy, które wykazują obiecujące w rozkładaniu prionu. Dalsze prace mające na celu klonowanie i scharakteryzowanie proteaz, ocenę ich wpływu na zakaźność prionów i określenie, który organizm lub organizmy wchodzące w skład porostów wytwarzają lub wpływają na aktywność proteazy, są uzasadnione i są obecnie przedmiotem badań.