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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