Human Papillomavirus
Papillomavirus umano (HPV)
Famiglia: Papovaviridae
Genere: Papillomavirus
Genoma: dsDNA, circolare,
7,900 bp
Capside: icosaedrico
sprovvisto di peplos,
diametro 5252-55 nm
Specie--specifici
Specie
Tropismo tissutale: cellule
epiteliali
Virus oncogeni
Caratteristiche del capside
72 capsomeri
60 esavalenti - 12 pentavalenti
2 proteine strutturali:
L1, proteina capsidica
maggiore, peso molecolare di
55 kDa rappresenta l’80%
delle proteine capsidiche
L2, proteina capsidica minore,
peso molecolare di 70 kDa
rappresenta il restante 20%
delle proteine capsidiche
Papillomavirus umano (HPV)
Genoma di circa 8000 bp
Suddiviso in 6 geni E (early
(early)) e 2 geni L (late)
che codificano per 1616-18 mRNA
Organizzazione del genoma
LCR=URR
Papillomavirus umano (HPV)
Papillomavirus umano (HPV)
L’ HPV contiene 10 geni di cui tre a
potenziale azione trasformante: E5, E6,
E7.
E1 è il primo fattore di trascrizione virale.
virale.
Si lega ad una regione genomica ricca in
A e T codificando per fattori direttamente
coinvolti nella replicazione.
E2 è un polipeptide capace di legare il
DNA in una sequenza consenso, comune
a tutti i Papillomavirus
Papillomavirus,, ACCNG
ACCNGGGT.
GGT.
NG determina l’affinità del sito di legame
nel genoma per la proteina E2
E2,, che lega il
promotore precoce e diminuisce
l’espressione di E6 ed E7.
E7.
La perdita di E2 è il primo stadio di
trasformazione neoplastica.
Papillomavirus umano (HPV)
La regione E4 codifica per un piccolo peptide a
funzione ancora sconosciuta.
E5 codifica per una proteina di 7 kDa
kDa,, associata
alla membrana, che da sola è sufficiente per
provocare stabili alterazioni della crescita e della
morfologia cellulare.
cellulare.
Il gene E6 blocca il differenziamento, mentre il
gene E7 immortalizza
immortalizza.. I prodotti di questi due
geni si complessano ai prodotti di due antiantioncogeni (p53 e pRb
pRb)) che normalmente regolano
funzioni cellulari, quali la proliferazione e la
differenziazione, e ne bloccano l’azione.
Papillomavirus umano (HPV)
La proteina E6 si lega alla p53, ne accelera la
degradazione e blocca l’attività di repressione che
la p53 esercita sui promotori dei geni inducibili.
Il complesso E6/p53 in vitro ha un’azione
trasformante.
Il prodotto di E7 si lega al promotore cellulare del
gene Rb, che è un regolatore della proliferazione.
Il complesso E7/pRb in vitro sregola la
proliferazione.
Papillomavirus umano (HPV)
Infezione produttiva
Il virus infetta gli epiteli squamosi pluristratificati raggiungendo gli strati profondi dove penetra nelle cellule
staminali del comparto basale
basale..
Nel caso di infezione produttiva, dopo la fase di penetrazione e scapsidazione il genoma virale si mantiene in
forma episomale a basso numero di copie di DNA (10
10--100 copie per cellula)
cellula)..
Nelle cellule basali vengono espressi i geni E6 ed E7, che stimolano la proliferazione delle cellule infettate
aumentando il numero di cellule contenenti il genoma virale
virale..
Man mano che le cellule infettate migrano negli strati superiori (spinoso e granuloso) vengono espressi altri geni
che controllano la sintesi del DNA virale
virale.. Negli strati superficiali si osserva la sintesi delle proteine tardive
strutturali L1ed L2 ad opera del gene E4, il successivo assemblaggio dei virus maturi che vengono rilasciati dallo
strato corneo
corneo..
L’infezione produttiva da HPV non è di tipo litico ed il virus permane infettivo a lungo nell’ambiente
Infezione e trasformazione
Inibizione trascrizione di E6/E7
URR
E6/E7
Fattori cellulari
Trasformazione e
immortalizzazione
Integrazione
E1/E2
E4 E5
L1
L2
Replicazione DNA
Nel caso in cui insorga una compromissione del sistema immunitario, le lesioni
a livello mucosale o cutaneo non regrediscono, l’infezione produttiva persiste
per lungo tempo, favorendo una serie di cambiamenti nel ciclo riproduttivo dei
genotipi ad alto rischio (16, 18, 31), che hanno come risultato finale
l’l’immortalizzazione
immortalizzazione delle cellule infettate e la trasformazione neoplastica.
Evento chiave del processo è il passaggio dalla fase episomale del
genoma virale alla fase di integrazione,
integrazione,
che causa un forte aumento dell’espressione dell proteine oncogene E6 ed E7.
Durante l’integrazione viene inattivato E2 che normalmente regola
negativamente la trascrizione di E6 ed E7
Patovirologia dell’ HPV
L’ HPV oltre alle comuni verruche, determina anche una delle
malattie sessualmente trasmesse più comuni, la
condilomatosi,, che è causa di molteplici tumori: cancro della
condilomatosi
cervice uterina, della vulva, della vagina, del pene,
dell’uretra, del retto e di altri organi.
Questa caratteristica gli è conferita dal fatto che, essendo un
virus a DNA, riesce ad entrare nel nucleo delle cellule.
Si contano più di un centinaio di sottotipi di HPV con
caratteristiche di adattabilità e oncogenicità diverse che
vengono suddivisi a seconda dell’ aggressività in due gruppi:
HPV a basso rischio ( 6, 11,
11, 42, 43, 44 ) e in HPV ad alto
rischio (16,
(16, 18
18,, 31, 33, 34, 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59,
66, 68, 70 ).
Albero filogenetico contenente le sequenze di 118 tipi di HPV
I papillomavirus più importanti per la patologia umana sono tutti
classificati nei generi Alpha e Beta
Patovirologia dell’ HPV
Patovirologia dell’ HPV
Patovirologia dell’ HPV
Con l’avvento di nuove tecniche di ibridazione
molecolare è stato possibile identificare sottotipi
a basso,intermedio ed alto rischio oncogeno in
rapporto alla frequenza di associazione con la
CIN (Neoplasia Cervicale Intraepiteliale
Intraepiteliale).
).
La CIN comprende tutte le anomalie cellulari ed
epiteliali, per cui si realizza la graduale
proliferazione di cellule atipiche (displasia) con
variabile potenzialità evolutiva verso il carcinoma
invasivo della cervice uterina.
CIN1; CIN2; CIN3.
Modificazioni del ciclo biologico dei genotipi ad alto
rischio di HPV durante lo sviluppo del carcinoma
della cervice
Attraverso una serie di alterazioni cellulari progressive che vanno dalla displasia lieve ,
alla moderata, alla displasia grave o carcinoma in situ, si arriva al carcinoma invasivo.
Patovirologia dell’ HPV
CIN2
CIN1
CIN3
Manifestazioni cliniche dell’
infezione da HPV
L’ infezione da HPV può manifestarsi nel tratto genitale
inferiore in 3 distinte forme: clinica, subclinica e latente.
L’HPV infetta le cellule basali dell’ epitelio squamoso
cervicale, più comunemente per via sessuale, in presenza di
un partner con infezione clinica o subclinica.
Un importante fattore di rischio è rappresentato dall’età.
Molti carcinomi alla cervice si manifestano a livello della
giunzione squamo
squamo--collonare
collonare,, posto tra l’ epitelio colonnare
dell’ endocervice e quello squamoso dell’ectocervice
dell’ectocervice..
La giunzione è un sito in piena attività metaplastica in età
puberale.
Le infezioni di HPV più comuni si manifestano in giovani
donne con età compresa tra 18 e 30 anni.
HPV e carcinoma della cervice
Il carcinoma della cervice è la seconda causa di
morte per tumore tra le donne (dopo il
carcinoma della mammella)
500.000 nuovi casi di carcinoma della cervice
uterina ogni anno nel mondo
Prevalenza del 9797-99.7% di DNA di HPV nei
carcinomi della cervice (in PCR)
Il 53% dei carcinomi della cervice correlati ad
HPV sono associati al sottotipo 16, il 15% al
18, il 9% al 45, il 6% al 31 e il 3% al 33
Cofattori della progressione
tumorale
Fattori genetici ( anomalie di struttura o numeriche dei
cromosomi, riarrangiamenti o sovraespressione di
oncogeni cellulari)
Immunodepressione (infezione da HIV)
Coinfezioni con altri virus o microrganismi (HSV
(HSV--2,
Clamidia)
Numero dei parti
Fumo
Contraccettivi orali
Fattori ormonali
Dieta (assenza di carotenoidi, vitamina C)
Presenza di HPVHPV-DNA
in Carcinomi
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Cervice uterina
Regione
Vulva, vagina,
anale/perianale
pene
Regione
orofaringea
Cute
Cervice dell’utero
Cellule squamose
Metodologie diagnostiche
La diagnosi da infezione da HPV
si basa essenzialmente sull’
utilizzo di :
CITOLOGIA,
COLPOSCOPIA,
ISTOLOGIA,
MICROSCOPIO ELETTRONICO,
IMMUNOISTOCHIMICA
TIPIZZAZIONE DEL DNA.
Diagnosi di infezione
Indagine clinica e colposcopica
Indagine microscopica di strisci cellulari
(Pap--test)
(Pap
Indagine microscopica di preparati
istologici (biopsie)
Tipizzazione del DNA
Si distinguono due categorie
di test:
Ibridazione
Blot, il cui
Blot,
bersaglio è costituito dall’acido
nucleico dell’ HPV estratto
dalle cellule o tessuti.
Ibridazione
in situ, il cui
bersaglio è rappresentato
dall’acido nucleico virale
contenuto nei nuclei delle
cellule infettate,
infettate, rappresentate
in una sezione istologica in
paraffina.
Tipizzazione del DNA
La Polimerase Chain Reaction
(PCR), rappresenta una tecnica di
sintesi ed amplificazione
enzimatica in vitro di specifiche
sequenze del DNA che permette,
pertanto, di rivelare quantità
minime di genoma virale,anche
quando il DNA bersaglio è di
qualità o quantità insufficiente per
essere analizzato con successo
dalle altre metodiche.
Tra le PCR di ultima generazione,
ci sono le tipo–specifico, basate
sulle variazioni di sequenza
presenti nei geni E6 e E7 dei vari
sottotipi di HPV.
Queste PCR richiedono ancora
molti studi, poiché sono necessari
diversi tipi di primers per poter
identificare i vari HPV, e consente
comunque di rivelare ancora,
quantità minime di genoma virale.
Tipizzazione del DNA
La ricerca del DNA di HPV ad alto
rischio nei campioni citologici viene
effettuata attraverso il saggio Hibrid
Capture II (HC II), un test di
ibridazione in fase liquida che
utilizza un pool di sonde a RNA in
grado di riconoscere 13 HPV ad alto
rischio. L’ ibrido DNA/RNA,
catturato su piastra mediante
anticorpi antianti-doppia catena, viene
rivelato utilizzando un altro
anticorpo antianti-doppia catena
marcato con fosfatasi alcalina e
visualizzato mediante
amplificazione chemilumiscente del
segnale.
La metodica di biologia molecolare raccomandata per la
ricerca del DNA di HPV ad alto rischio nei campioni
citologici è il saggio Hibrid Capture II, accreditato di una
sensibilità clinica del 96% e di un valore predittivo
negativo del 99%.
Vaccini e terapie contro l’ HPV
Vaccini Preventivi:
Numerosi vaccini profilattici si sono dimostrati efficaci nel
prevenire l’infezione
Quelli recentemente sviluppati contengono le particelle
virus--like (VLP) costituite da L1, che contiene gli epitopi
virus
virali immunodominanti per la neutralizzazione.
La protezione conferita dai vaccini è tipotipo-specifica e
specie--specifica.
specie
Non si conosce la durata della protezione.
Tali vaccini non sono efficaci se somministrati dopo il
contatto con il virus.
Devono essere vaccini polivalenti.
Devono essere somministrati prima dell’inizio dell’attività
sessuale.
Vaccini profilattici
Nei test effettuati finora, utilizzando dei vaccini contro
HPV16 con le VLPs
VLPs,, si sono avuti degli ottimi risultati.
risultati.
Sono state condotte vaccinazioni su giovani ragazze
volontarie con un età compresa tra i 16 e i 23 anni.
Le vaccinazioni sono durate complessivamente 6 mesi e
si sono effettuate su 1533 persone.
Non si è avuta alcuna presenza di infezione nel gruppo di
ragazze vaccinate (768), mentre si sono riscontrati 29
casi nel gruppo che aveva assunto il placebo (765).
I VLPs tipo
tipo--specifico possono, pertanto offrire una buona
protezione dall’ infezione di HPV e dallo sviluppo del
cancro alla cervice.
Vaccini profilattici
GARDASIL
Vaccino approvato nel 2006 dall’ agenzia americana FDA
E’ un vaccino ricombinante tetravalente costituito da VLP
di HPV16, 18, 6 e 11.
Viene somministrato in tre iniezioni im
Approvato per l’uso nelle donne di età compresa tra 9 e
26 anni.
Protegge contro il cancro della cervice uterina, lesioni
precancerose genitali e condilomi genitali associati
all’infezione da genotipi 16, 18, 6 e 11.
Vaccini
Vaccini Terapeutici:
Sono allo studio anche vaccini in grado di
stimolare la risposta immunitaria nei confronti
delle oncoproteine virali con lo scopo di indurre
l’eliminazione dei virus in replicazione o di
eradicare tumori indotti dall‘ HPV.
Studi su animali hanno fornito dati sull'efficacia
dell'utilizzo di proteine virali (E2, E6 ed E7) come
vaccini immunoterapeutici per verruche e tumori
associati ai papillomavirus.
Terapie
Rimozione
delle
lesioni::
lesioni
conizzazione,,
conizzazione
laser,
crioterapia, elettrocoagulazione
Interferone
Interferone:: in lesioni molto estese, in condilomi
acuminati ricorrenti o in papillomatosi laringee
Acido Retinoico
Retinoico:: sembra avere un buon potenziale
terapeutico, sopprime l’attività trascrizionale del virus
Imiquimod
Imiquimod:: nuovo farmaco per il trattamento dei
condilomi, sembra avere una buona efficacia in quanto
stimola le difese immunitarie e la produzione di
interferone
Cidofovir
Podophyllin
Non esistono terapie antivirali
efficaci contro l’HPV
