2008 4 ETIOPATOGENIA DEL CÁNCER DE CÉRVIX · BIOLOGÍA DE LOS PAPILOMAVIRUS L 2 E 2 L C R L 1 E7...

ETIOPATOGENIA DEL CÁNCER DE CÉRVIX

Mª Teresa Gómez GarcíaFEA Obstetricia y GinecologíaAlbacete, 16 de Junio de 2008

HISTORIA NATURAL Y ONCOGÉNESIS DEL VIRUS PAPILOMAHUMANO

Mª Teresa Gómez GarcíaAlbacete, 16 de Junio de 2008

ETIOLOGÍA VIRAL DE LOS TUMORES

• 1908, Ellermenn. Leucemia en las aves.

• Entre un 15-20% de todos los tumores humanos se relacionan con algúnagente vírico.

• Hepatocarcinoma y cáncer de cérvix.

• Criterios de MAITLAND (1986) basados en los postulados de Koch:1. Debe existir asociación epidemiológica entre la infección y el

tumor. Zur Hausen, 1975Walboomers JM. J Pathol 1999; 189(1):12-9Koutsky L. Am J Med 1997; 102 (5A):3-8

2. Deben poder aislarse las secuencias genómicas del virus en las con el tumor. En 1983 y 1984 se aislaron los primeros VPH enmuestras de ca. de cérvix (tipos 16 y 18). En la actualidad derutina. Petry KU. Br J Cancer 2003; 88: 1570-1577

3. La vacunación frente al agente viral debe reducir la incidenciadel tumor en la comunidad en estudio.

4. El virus debe tener in vitro capacidad oncogénica ????????????EL HPV NO CRECE EN MEDIO DE CULTIVO

Alonso I. Am J Obstet Gynecol 2007; 197: 359.e1- 359.e6.

VPH Y CÁNCER DE CÉRVIX

• BIOLOGÍA DE LOS PAPILOMAVIRUS

• REPLICACIÓN VIRAL

• MECANISMOS DE PROLIFERACIÓN CELULAR

• EVASIÓN AL SISTEMA INMUNE

• MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN CELULAR

• HISTORIA NATURAL

• IMPLICACIONES CLÍNICAS

BIOLOGÍA DE LOS PAPILOMAVIRUS

a) Tienen una estructura icosaédrica con una cápside compuesta por 30capsómeros que encierran el ADN en su interior.

b) Los capsómeros son pentámeros conformados por 5 proteínas L2 periféricasy 1 proteína L1 que se dispone en el centro para dar estabilidad

c) La doble cadena de ADN circular se divide en 3 regiones: genes E (tempranos, early), genes T (tardíos) y región LCR o URR

d) La región CE de LCR o URR proporciona especificidad tisular al virus (deespecie, tisular y celular)

e) Los genes E codifican la síntesis de proteínas de la cápside

Los VPH son virus pequeños de 55nm de diámetro, pertenecientes a la familiaPapovaviridiae. Respecto a ellos es cierto que:



Capsómero

-Carecen de envoltura y están conformados por unacápside compuesta por 72 capsómeros que encierranel ADN

L2: estabilidad a la cápsiderespuesta inmune inespecifica

L1: respuesta inmune específica(Ac)

L1L1

L1 L1


L2

E2

LCR

L1

E7

E1

E6

E5

E4

- Doble cadena de ADN circular con 8.000 pares de bases (sólo 1 transcribe)

• Genes E (tempranos, early): E1-E7. Codificanproteínas implicadas en:

- Replicación viral- Transcripción- Regulación del ciclo celular- Evasión de la respuesta inmune

• Genes L (tardíos, late): Codifican la síntesis delas proteínas de la cápside pL1, pL2

• Región de control larga (LCR) o región reguladorano codificante (URR): Regulación de la transcripcióny replicación (no genes)

LCR o URR

CE RE2

Inicio transcripciónEspecificidad tisular

EspecieTejidoCelular

CUTANEOS

MUCOSALES: tracto ano genital,digestivo y respiratorio alto


a) Tienen una estructura icosaédrica con una cápside compuesta por 30capsómeros que encierran el ADN en su interior.

b) Los capsómeros son pentámeros conformados por 5 proteínas L2 periféricasy 1 proteína L1 que se dispone en el centro para dar estabilidad

c) La doble cadena de ADN circular se divide en 3 regiones: genes E (tempranos, early), genes T (tardíos) y región LCR o URR

d) La región CE de LCR o URR proporciona especificidad tisular al virus (de especie, tisular y celular)

e) Los genes E codifican la síntesis de proteínas de la cápside


REPLICACIÓN VIRAL

“ PROCESO POR EL QUE LOS VIRUS INFECTAN LAS CÉLULAS SUSCEPTIBLES,REPRODUCEN SU MATERIAL Y SUS PROTEÍNAS GENÓMICAS Y LIBERAN

UNA DESCENDENCIA INFECCIOSA”

a) La infección por VPH se inicia cuando el virus contacta con las células más superficiales del epitelio exocervical (estrato superficial)

b) Existen mecanismos de endocitosis con receptores de membrana específicos(complejo Clatrina para el VPH 16 y18 y Caveolina para el 31)

c) El ADN permanece en el citoplasma en forma de episoma

d) En el estrato basal la replicación del ADN viral es masiva (fase vegetante,proliferante o productiva) y cuando migra a estratos superiores se empobrece

e) En las células basales se ensamblan los viriones y se expulsan parainiciar un nuevo ciclo de infección

REPLICACIÓN VIRAL

.• .

• .• . ••

• •

.

.•

•

•

• •. ••• •

•••

•• • •

EpitelioEpitelio normalnormal

SuperficieSuperficie deldel cuello uterinocuello uterino

MembranaMembrana basalbasal

CCéélulas lulas parabasalesparabasales oo

espinosasespinosas profundasprofundas

CapaCapa escamosaescamosamaduramadura o o estratoestrato

superficialsuperficial

Capa Capa espinosaespinosa superficial osuperficial oestratoestrato intermediointermedio

CCéélulaslulas basalesbasales ooestratoestrato germinativogerminativo

1. Frazer IH. Prevention of cervical cancer through papillomavirus vaccination. Nat Rev Immunol. 2004;4:46–54.

Koilocito (koilo = vacio):Célula superficial o intermediaque muestra un halo claro perinuclear

REPLICACIÓN VIRAL

El VPH entra a través de una solución de continuidad en el epitelio. Tiene que contactar con las células de la

capa basal (alto índice de proliferación). Microtraumas

1. Adapted from Frazer IH. Prevention of cervical cancer through papillomavirus vaccination. Nat Rev Immunol. 2004;4:46–54.

Mecanismos de endocitosis para la internalizacióndel VPH en el citoplasma mediante receptores de

membrana específicos:-Complejo Clatrina (16 y 18)- Complejo Caveolina (31)

1)

2)

Replicación pobre de AND viral (30-50 copias)Distribución por todas las células proliferantesImpide la activación de la respuesta inmune

3)

REPLICACIÓN VIRAL

1. Adapted from Frazer IH. Prevention of cervical cancer through papillomavirus vaccination. Nat Rev Immunol. 2004;4:46–54.

1) La cápside se degrada y el ADN pasa al núcleo y se mantiene extracromosómico(EPISOMA)

2) Capas parabasal y espinosas:- Expresión de los genes E- ADN a cientos de copias- FASE VEGETANTE,PROLIFERANTE O PRODUC-TIVA- Koilocitos típicos

3) Cl. Superficiales maduras:- Ensamblaje de viriones- Expulsión de viriones- Inicio de nuevo ciclo

REPLICACIÓN VIRAL

a) La infección por VPH se inicia cuando el virus contacta con las células más superficiales (PROFUNDAS) del epitelio exocervical (estrato superficial)

(BASAL)

b) Existen mecanismos de endocitosis con receptores de membrana específicos (complejo Clatrina para el VPH 16 y18 y Caveolina para el 31)

c) El ADN permanece en el citoplasma (INTRANUCLEAR) en forma de episoma

d) En el estrato basal la replicación del ADN viral es masiva (fase vegetante,proliferante o productiva) y cuando migra a estratos superiores se empobrece

(AL CONTRARIO)

e) En las células basales (SUPERFICIALES) se ensamblan los viriones y se expulsan para iniciar un nuevo ciclo de infección

MECANISMOS DE ONCOGÉNESIS VIRAL

1) El ADN viral se inserta en la vecindad de un protooncogen, activándolo. Cáncer monoclonal de larga latencia.

2) El oncogen está incorporado en el ADN viral y tras la infección viral se inicia la transformación. Cáncer de rápida evolución.

3) El ADN viral se integra con el de la célula infectada y altera la expresión y función de proteínas claves. TRANSREGULACIÓN. VPH. Lesiones de carencia prolongada, en general

- Mecanismos de proliferación celular- Evasión al sistema inmune- Mecanismos de transformación celular

MECANISMOS DE PROLIFERACIÓN CELULAR

El genoma viral se integra con el de las célula huésped, con lo que el virusno puede completar de manera eficaz su ciclo natural. Es cierto que:

a) El daño del citoesqueleto (apoptosis celular) está determinado por laexpresión de L1-L2

b) El paso clave es la hiperexpresión continuada de E6-E7 (VPH 16 y 18)

c) Las lesiones de alto grado expresan p53 (proteína reguladora de la duplicación celular)

d) Las lesiones de alto grado no expresan p16 (proteína que controla el ciclo celular a nivel de G1)

e) La actividad de la telomerasa está inhibida


E = precoz (early); VPH= virus del papiloma humano; L = tardío (late); LCR = región de control larga (long control region); flecha amarilla discontinua = regulación. Adaptado de 1. Phelps y Alexander. Ann Intern Med. 1995;123:368–382. 2. Syrjänen y Syrjänen. Papillomavirus infections in human pathology. Wiley & Sons, Chichester; 2000. págs.11–46.

LCRE7

E6

E1L1

L2

E2

E4E5

Punto de rotura e integración

+

–

LCR E7E6 E1L1L2E2 E4 E5

ADN del VPH integradoADN huéspedADN huésped

E2

ADN episomal del VPH

1) Expresión proteina E1-E4: garantiza la diseminación de la progenie viral

E1-E4 se une a lacitoqueratina, se pierdeel soporte estructuraly se produce la apoptosis celular

MECANISMOS DE PROLIFERACIÓN CELULAR II

Pett M, Coleman N. Integration of high-risk human papillomavirus: a key event in cervical carcinogenesis? J Pathol 2007; 212 (4): 356-67

LCRE7

E6

E1L1

L2

E2

E4E5


+

–



E2

2) Expresión proteína E1-E2: reprime la transcripción de E6-E7

Al romperse el ADN, E2queda inactiva y sepermite el libre accesoa la transcripción de E6-E7

En los VPH de bajo gradoEl ADN NO SE ROMPE.

E6-E7 ESTA REPRIMIDA

En los VPH de alto gradoEL ADN NO SE ROMPEEN LA CAPA BASAL.

EVASION DEL SISTEMA INMUNE

EL PASO CLAVE Y ESENCIAL DEL PROCESO ONCOGÉNICO ES LA HIPEREXPRESIÓN DE E6-E7 (POR AUSENCIA DE E2), LO QUE CONDICIONA UNA PROLIFERACIÓN CELULAR DESCONTROLADA

Doorbar J. Molecular biology of human papillomavirus infection and cervical cancer. Clin Sci (Lond) 2006; 110 (5): 525-41

LCRE7

E6

E1L1

L2

E2

E4E5


+

–



E2

MECANISMOS DE PROLIFERACIÓN CELULAR III.VÍAS ALTERNATIVAS


LCR E7E6

E1

L1

L2 E4

E5

E2

E5: Se localiza en la membrana plasmática de la célulainfectada. Contribuye a la proliferación celularactivando factores de crecimiento

p53E6Proteína celular reguladora p53:

- Mecanismo natural de defensa natural, para reparar ADN- Detiene el ciclo celular en G1- Aumenta en presencia de tóxicos (irradiaciones, químicos..)- SI SE EXPRESA E6, SE INHIBE p53- LAS LESIONES DE ALTO GRADO NO EXPRESAN p53- LAS LESIONES DE BAJO GRADO SI EXPRESAN p53

MECANISMOS DE PROLIFERACIÓN CELULAR IV.VÍAS ALTERNATIVAS


Proteína del retinoblastoma (pRB): - Inhibe la replicación de ADN (bloqueo G1 a S)- SI SE EXPRESA E7, SE INHIBE pRB- Se activa la transcripción celular

p16pRBProteína 16 (p16):

- Proteína que inhibe el ciclo celular en G1- pRB activa inhibe a p16- SI SE EXPRESA E7, SE INHIBE pRB Y SE ACTIVA p16- LAS LESIONES DE ALTO GRADO SI EXPRESAN p16- LAS LESIONES DE BAJO GRADO NO EXPRESAN p16

pRBE7

TelomerasaE6 Telomerasa:- Enzima que impide la erosión de los telómeros- E6 activa la telomerasa- La célula no se destruye


El genoma viral se integra con el de las célula huésped, con lo que el virusno puede completar de manera eficaz su ciclo natural. Es cierto que:

a) El daño del citoesqueléto (apoptosis celular) está determinado por laexpresión de L1-L2 (PROTEINA E1-E4)

b) El paso clave es la hiperexpresión continuada de E6-E7 (VPH 16 y 18)

c) Las lesiones de alto grado expresan (NO) p53 (proteína reguladora de la duplicación celular)

d) Las lesiones de alto grado no (SI) expresan p16 (proteína que controla el ciclo celular a nivel de G1)

e) La actividad de la telomerasa está inhibida (ESTÁ ACTIVADA)

EVASIÓN AL SISTEMA INMUNE

La capacidad de los VPH para eludir el sistema inmune es una de las piezaclave en el éxito de la infección. ¿Qué mecanismo está implicado?:

a) La respuesta inespecífica (macrófagos, NK...) y la respuesta humoral (Ac)son las más importantes para eliminar células infectadas por VPH

b) La respuesta crítica es la mediada por células T, que es capaz de eliminarcélulas infectadas por VPH

c) E7 a través de IRF3 y IFN alfa, hace que se inicien las señales de eliminación

d) E6 hace lo mismo a través de IFN alfa y beta

e) La expresión HLA clase I es adecuada en mujeres con Ca. Cérvix.


La respuesta inespecífica es prácticamente ausente ante los VPH

Sheu BC. Clin Immunol 2005; 115 (3): 295-301


Sheu BC. Clin Immunol 2005; 115 (3): 295-301

Respuesta humoral (anticuerpos):- Muy pobre. Títulos de Ac muy bajos- Puede que ofrezca protección a la

reinfección por un mismo tipo de virus

LAS CÉLULAS T SON CAPACES DE ELIMINAR CL INFECTADAS POR VPHPERO EN PRESENCIA DE E7 SEGENERAN MECANISMOS DE ESCAPE:

- E7 inhibe IRF3 y no se inicia la presentación celular

- E7 se une a IFN alfa inhibiéndolo- E6 hace lo mismo con IFN alfa y beta- Expresión aberrante de HLA clase I


La capacidad de los VPH para eludir el sistema inmune es una de las pieza clave en el éxito de la infección. ¿Qué mecanismo estáimplicado?:

a) La respuesta inespecífica (macrófagos, NK...) y la respuesta humoral (Ac)son las más importantes para eliminar células infectadas por VPH (SON

CASI AUSENTES)

b) La respuesta crítica es la mediada por células T, que es capaz de eliminar células infectadas por VPH

c) E7 a través de IRF3 y IFN alfa, hace que se inicien las señales de eliminación (IMPIDE)

d) E6 hace lo mismo a través de IFN alfa y beta (IMPIDE)

e) La expresión HLA clase I es adecuada (ABERRANTE) en mujeres con Ca. Cérvix.

MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN CELULAR

Proliferación celular no es sinónimo a cáncer. Los mecanismos transformantes de célula inmortalizada a célula neoplásica son TODAVÍA MUY CONFUSOS. En la actualidad, sabemos que:

a) La célula infectada por VPH mantiene intacta su capacidad para reparar mutaciones.

b) El tabaco y los corticoides protegen del Ca de cérvix

c) Los cofactores no intervienen en la adquisición de la infección por VPH

d) Los anticonceptivos disminuyen el riesgo de adenoCa de cérvix tras5-10 años de uso

e) La hiperexpresión E7 potencia la capacidad de invasión celular a través de las cadherinas, integrinas, CD44, Ig y selectinas


a) Alteraciones genómicas en la célula con VPH:- La célula infectada pierde su capacidad para repararmutaciones en su ADN. Se alteran procesos cl básicos- Aneuploidías, delección del brazo corto de cromosoma 11y del largo del18, anomalías del cromosoma 3.

b) Influencia de los cofactores:- Peyton Rous (premio Nobel de Medicina)- Mecanismos precisos inciertos. Podrían facilitar la infección,

persistencia y progresión, o dificultar la regresión- Tabaco (nitrosometilurea): ↑2 a 4 veces el riesgo. Mutagénico- AHO: ↑ hasta por 4 el riesgo de adenoca tras 5-10 años- Corticoides: alteran la respuesta inmunológica- VIH, HVS, clamydeas, vaginosis bacteriana?

Mo LZ. J Clin Virol 2007 Nov 22


c) Implicación de las moléculas de adhesión:- Cadherinas, integrinas, CD44, superfamilia

de Ig y selectinas.- Glicoproteínas de membrana que facilitan la

adhesión celular.- E7: expresión aberrante de cadherina- E6: a través de MAGI 2 y 3 hace que se pierda

el sistema de control de adhesión.

Mo LZ. J Clin Virol 2007 Nov 22


Proliferación celular no es sinónimo a cáncer. Los mecanismos transformantes de célula inmortalizada a célula neoplásica son TODAVÍA MUY CONFUSOS. En la actualidad, sabemos que:

a) La célula infectada por VPH mantiene intacta (DISMINUYE) su capacidad para reparar mutaciones.

b) El tabaco y los corticoides protegen del Ca de cérvix (AUMENTAN EL RIESGO)

c) Los cofactores no (PODRÍAN) intervienen en la adquisición de la infección por VPH

d) Los anticonceptivos disminuyen el riesgo de adenoCa de cérvix tras5-10 años de uso (LO AUMENTAN HASTA POR 4)

e) La hiperexpresión E7 potencia la capacidad de invasión celular a través de las cadherinas, integrinas, CD44, Ig y selectinas

HISTORIA NATURAL DEL VPH

HISTORIA NATURAL DEL HPVIncidencia y distribución de Cánceres atribuibles al VPH

Cervix

Cavidad oral

Orofaringe

Ano

Pene

DM Parkin (2006) Int J Cancer Nº Anual de Casos

Vulva

0

5

10

15

20

2520

–24

24–2

9

30–3

4

35–3

9

40–4

4

45–4

9

50–5

4

55–5

9

60–6

4

65–6

9

VP mucoso

VP oncógeno

VP causante de verrugas

EdadTas

as d

e pr

eval

enci

a de

la in

fecc

ión

por

el V

PH

(%

)

La infección por el virus del papiloma es más frecuente en mujeres jóvenes

20%

VP = Virus del papiloma. 1. Koutsky. Am J Med. 1997;102:3–8. 2. Jacobs y cols. Int J Cancer. 2000;87:221–227.

Impacto del VPH y lesiones cervicales asociadas en España(1996-2000)

MUJERES (1)

(15 - 74 años) 15.640.00015.640.000

VPH + (2)655.000655.000

ASCUS/LSIL (2)497.000497.000

HSIL (3)16.00016.000

Cáncerinvasor (1)

2.0002.000

(1) Estimación basada en Globocan 2000.(2) Estimación basada en estudios de población general estratificados por edad en 2 áreas urbanas de Cataluña (ra ngo: 2-7%).(3) Estimación de un 0.1% de prevalencia de HSIL ba sado en (2)

CLASIFICACIÓN EPIDEMIOLÓGICA DE LOS TIPOS DE VPH

GRUPO TIPOS DEL VPH

Riesgo alto establecido 16(50%,epiteliales),18 (20%, glandulares), 31,33,35,39,45,51,52,56,58,59

Riesgo alto probable 26,53,66,68,73,82

Riesgo bajo establecido 6,11,40,42,43,44,54,61,70,72,81, CP6108

Muñoz N, Bosch FX. N Engl J Med 2003; 348 (6): 518-27

Virus del papiloma: Evolución hasta cáncer de cérvix

Primer año Más de 10 añosHasta 5 años

Infección

inicial por

el VPH

Infección

persistente

CIN 1

SIL bajo grado

CIN 2/3

SIL alto grado

Cáncer de

cuello uterino

VPH = virus del papiloma humano. 1. Koutsky. Am J Med. 1997;102:3–8. 2. Feoli-Fonseca y cols. J Med Virol. 2001;63:284–292. 3. Clifford y cols. Int Papillomavirus Conference 2004. 4. Globocan 2002 (UE + Noruega, Suiza+ Islandia).

33.388 casos

14.644 muertes

anuales en

Europa4El 15–30%

contiene tipos

oncógenos de

VPH1, 2, 3

Desaparición de la infección por el VPH

APLICACIONES CLÍNICAS DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

1) IDENTIFICAR MARCADORES MOLECULARES CAPACES DE DIFERENCIARLA INFECCIÓN TRANSITORIA DE LA PERSISTENTE.

2) Métodos actuales en la práctica clínica:• Captura híbrida. Utiliza 2 sonda para VPH AR y BR

Es el único aprobado por la FDAInforma de la presencia viral pero no predice

• PCR (reacción en cadena de la polimerasa). Mayor sensibilidad

3) Nuevos marcadores con capacidad predictiva:• Pretect y Oncotec VPH Proofer: cuantifican ARN-m de E6-E7 de VPH riesgo

• En estudio, determinaciones de p16, Ki67, actividad telomerasa

Parkin DM. Int J Cancer 2006; 118: 3030-44

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