Genómica y proteómica del VPH

Dr. en C. Erwin ChiqueteBiología Molecular en MedicinaMedicina Internaerwinchiquete@runbox.com

O.P.D. Hospital Civil de Guadalajara • C.U.C.S.

Objetivos

• Describir la estructura genética del virus del papiloma humano (VPH).

• Referir el ciclo de vida del VPH en el humano.

• Discutir las alteraciones del ciclo celular como fenómeno de iniciación en la transformación neoplásica.

Introducción

Burd EM. Clin Microbiol Rev. 2003

En el mundo, hasta el 60 % de los adultos puede presentar alguna de las formas de infección por VPH, la cuál es subclínica en la mayoría de los casos.

Introducción

En 1976, Harald zur Hausen propuso que ciertos papilomavirus podrían estar implicados en el origen del cáncer cérvico-uterino.

Snijders PJ. J Pathol. 2006

Introducción

El VPH está implicado en más del 95% de los casos de CaCU.

Sin embargo, su implicación es menor en los casos menos graves (NIC I a III).

Burd EM. Clin Microbiol Rev. 2003

Introducción

Doorbar J. Clin Sci. 2006

En E.U.A. el 75 % de las mujeres tiene infección genital por VPH.

El VPH está asociado a más del 95% de los casos de CaCU en todo el mundo.

El virus

El virus

El VPH pertenece a la familia de los papovarirus, del género papilomavirus.

Los papilomavirus infectan a una gran variedad de especies de mamíferos incluyendo al hombre.

Origina distintas enfermedades en el humano, dependiendo del tipo de VPH, del tejido y del sistema inmune del hospedero.

Burd EM. Clin Microbiol Rev. 2003

El virus

• Carece de envoltura de lípidos.

• Posee nucleocápside hecha de dos proteínas del virus (L1, 80% y L2 20%).

Virión: 55 nm

Doorbar J. Clin Sci. 2006

El virus

Se le clasifica en genotipos, o simplemente tipos, según la secuencia de nucleótidos en su material genético.

A la fecha se han descrito más de 100 genotipos, de los cuáles menos de la mitad son muy prevalentes.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

El virus

VPH

Piel

MucosasAlto riesgo

Bajo riesgo

Snijders PJ. J Pathol. 2006

El virus

Alto riesgo: 16, 18, 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59 y 68.

Bajo riesgo: 6, 11, 42, 43 y 44.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

El virus

Enfermedad Genotipos más relacionados

Verrugas cutáneas 1, 2 , 4, 10

Verrugas genitales 6, 11, 16, 18, 31

Epidermodisplasia verruciforme

5, 8

Carcinoma cervical 16, 18, 31, 33, 35

Verrugas laríngeas 6, 11

Burd EM. Clin Microbiol Rev. 2003

Clifford GM. Lancet. 2005

Genómica y proteómica del

VPH

Genes y proteínas

Su genoma es DNA de doble cadena y circular con casi 8 000 nucleótidos. Codifica para 8 proteínas.

Este DNA se hace lineal y se puede integrar al genoma humano.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Genes y proteínas

Replicación

Proteínas transformantes

Replicación y transcripción

Proteína secundaria

de la cápside

Proteína principal

de la cápside

Región reguladora

Genes y proteínas

E6

E7 E1 L2

L1E5E2

E4

ORF

3

2

1

2 000 4 000 6 000nt

Proteoma del VPH

Snijders PJ. J Pathol. 2006

Genes y proteínas

El VPH es epiteliotrópico por naturaleza y su ciclo de vida está íntimamente relacionado a la diferenciación de las células escamosas.

Su receptor en la célula hospedera es la proteína de adhesión llamada -Integrina 6.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Ciclo de vida

Ciclo de vida del VPH

Erwin Chiquete

5’3’

5’3’

5’3’

5’3’

5’3’

NH2 COOH

El VPH infecta a las capas celulares basales del epitelio escamoso, no a las superficiales.

Una vez que infecta a la célula hospedera, el VPH permanece con muy poca actividad, hasta llegar a las capas superficiales del epitelio (por proliferación celular), donde comienza su replicación activa.

Ciclo de vida del VPH

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Basal

Suprabasal

Granuloso

Córneo

Piel Mucosa

1. Mantenimiento del genoma(latencia)

2. Proliferación celular y mantenimiento del genoma viral(latencia)

3. Amplificación del genoma viral(replicación)

3. Ensamblaje de partículas virales y liberación del VPH(liberación)

1

2

3

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Ciclo de vida del VPH

Esta forma de infección conduce a los cambios citopáticos atribuidos al VPH, a saber:

• Koilocitosis

• Crecimiento nuclear

• Disqueratosis

• Multinucleación

• Neoplasia intraepitelial cervical (NIC)

Snijders PJ. J Pathol. 2006

Ciclo de vida del VPH

Una segunda forma de infección (no permisiva) se refiere a aquella en la que la replicación viral no ocurre.

El DNA viral persiste así en forma latente como un elemento extracromosómico (episomal) o bien se integra al azar en el genoma humano.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Ciclo de vida del VPH

Es esta forma de infección la que origina el fenómeno de iniciación en la transformación neoplásica, debido a que el genoma del VPH se “rompe” en los sitios que corresponden al gen E2 y a veces E1.

Clarke B and Chetty R. Gynecol Oncol. 2001

Ciclo de vida del VPH

Cuando se rompe el gen E2 se pierde su función.

La función de la proteína E2 es la de reprimir a E6 y E7, que son las proteínas que originan la transformación neoplásica.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Carcinogénesis

Carcinogénesis

Los genotipos implicados con mayor frecuencia son:

1. Genotipo 16 (50%, en México 68%).

2. Genotipo 18 (12%, en México 8 %).

3. Otros (31, 33, 35, 45, etc.).

Carcinogénesis

En la célula existen puntos de verificación o “check points” que son momentos en los que la célula tiene la oportunidad de detener su proliferación, si es que existen errores graves en sus genes.

Clarke B and Chetty R. Gynecol Oncol. 2001

Carcinogénesis

Si la célula no puede reparar el daño al DNA entonces “se suicida”, es decir, se desencadena la maquinaria enzimática que la lleva a apoptosis.

Linfocito T norrnal Linfocito T apoptótico

Carcinogénesis

El VPH origina que la célula se transforme en cancerosa básicamente porque evita que la célula verifique y corrija su material genético.

Esto lleva a errores graves del genoma celular, lo que la va transformando poco a poco.

Clarke B and Chetty R. Gynecol Oncol. 2001

Carcinogénesis

El VPH expresa las oncoproteínas llamadas E6 y E7 que inhiben la verificación y corrección normal de los genes celulares, de esta manera inmortalizan a las células huéspedes, estableciendo una alta probabilidad de generar una neoplasia.

Clarke B and Chetty R. Gynecol Oncol. 2001

Carcinogénesis

Erwin Chiquete

5’3’

5’3’

E6

E7

p53

E6

pRB

E7

degradación

Carcinogénesis Además de pRB E7 también puede inhibir a:

• p21

• p27

• p130

• p107

Estas proteínas son también genes supresores

de tumores

Carcinogénesis

Infección por VPH

Persistencia del DNA viral

Integración al genoma humanoy alteración de la proliferación celular

Mutaciones en genes celulares

Nuevas mutaciones

Infección subclínica

NIC I

NIC II

NIC III

Ca invasor

Carcinogénesis

Sólo el 10% de los casos de infección genital por VPH progresan hasta el CaCU.

Toma 10 a 20 años para que la lesión NIC I progrese hasta CaCU con fenotipo invasor.

Lo anterior sugiere que el VPH no es el único factor en el desarrollo del cáncer.

Franco EL. CMAJ. 2001

Carcinogénesis

El VPH parece ser un factor necesario, mas no suficiente para que se desarrolle el CaCU.

Otros factores ambientales y propios del hospedero son también necesarios.

Doorbar J. Clin Sci. 2006

Carcinogénesis

La presencia del VPH es menor en los casos menos graves de transformación celular (NIC I a III).

Lo cuál significa que otros agentes pueden causar las lesiones a veces llamadas “precursoras”.

Franco EL. CMAJ. 2001

Carcinogénesis

Después del fenómeno de iniciación, para que la célula avance en su progresión maligna debe ganar nuevas mutaciones que le confieren proliferación desmesurada y sobretodo:

• Invasión.

• Metástasis.

Conclusiones

• El VPH posee proteínas oncogénicas que inhiben a proteínas supresoras de tumores, lo que inmortaliza a la célula y evita la corrección de los errores genéticos que cada célula descendiente gana poco a poco y a través de años.

• Sin embargo, el VPH es un factor necesario mas no suficiente en el desarrollo de una neoplasia cervical maligna.

Gracias