Журнал 'Цитокіни та запалення' | Етіологічна роль вірусу папіломи людини в розвитку раку шийки матки: генетичні та патогенетичні механізми

1. Огляд літератури присвячений ролі вірусу папіломи в розвитку раку шийки матки. Розглянуто роль онкобелков...
2. онкобілок Е5
3. онкобілок Е6
4. онкобілок Е7
5. Ранній білок Е2 - транскрипційний модулятор і кофактор реплікації

зміст | Наступна стаття | Попередня стаття

Лікарю загальної практики

номер 4'2003

Огляд літератури присвячений ролі вірусу папіломи в розвитку раку шийки матки. Розглянуто роль онкобелков вірусу Е5, Е6, Е7 і інших в трансформації і "імморталізаціі" клітин епітелію, взаємини вірусних онкобелков з клітинними регуляторами апоптозу і рецепторами зростання-стимулюючих цитокінів. Показана роль гормональних чинників у розвитку раку шийки матки. Описано сучасні шляхи і схеми профілактики і лікування пухлин, асоційованих з вірусом папіломи. (Цитокіни та запалення, 2003 Т. 2, № 4, с. 31-38)

Ключові слова: вірус папіломи людини, рак шийки матки, гормони, цитохром, лікування, профілактика.

Геном вірусу папіломи людини (ВПЛ) представлений циркулярною двуспиральной ДНК з молекулярною масою близько 8 тис. Пар основ, що кодує всього 8 відкритих рамок зчитування. В процесі репликативного циклу геном ВПЛ експрессірует від 8 до 10 білкових продуктів, і тільки для одного з них встановлена ​​ферментативна функція. Ранній білок Е1 має функції АТФази і ХЕЛІКАЗИ. Тут же можна відзначити, що ХЕЛІКАЗИ - фермент, розплітає ДНК, - є відомою мішенню для лікарських препаратів.

З огляду на відносну простоту генома ВПЛ, доцільно розглянути його основні функції та продукти експресії. На рис. 1 приведена фізична карта геному ВПЛ-11. Видно, що 8 відкритих рамок зчитування кодують 6 ранніх білків і 2 пізніх. Найбільш важливими з точки зору онкогенних потенцій ВПЛ є онкобелкі Е5, Е6 і Е7. Білок Е4 взаємодіє з цитоскелетом епітеліальних клітин, що призводить до дезінтеграції клітинного скелета. Білки Е1 і Е2 є ХЕЛІКАЗИ і транскрипції модулятор відповідно. Пізні білки Н1 і Н2 відносяться до капсидних білків. Зокрема, Н1 є основним капсидних білків, а білок Н2 - мінорним капсидних білків з ДНК-що зв'язують функціями [1, 8].

До вищевикладеного можна додати, що навіть геном вірусу грипу, що складається з 8 фрагментів РНК і кодує 10 білків, в генетичному відношенні дещо складніше. Незважаючи на настільки примітивну організацію геному ВПЛ, цей вірус представляє особливу небезпеку своїми чітко вираженими онкогенними потенціями [1, 3, 8, 11].

У зв'язку з цим розглянемо спочатку онкобелкі даного вірусу.

онкобілок Е5

Онкобілок Е5 відноситься до білків зі слабкою трансформує активність щодо клітин гризунів. При онкогенної трансформації клітин він залежить в своїй активності від білка Е7. В даний час доведено, що імморталізаціі кератиноцитів відбувається під впливом двох білків ВПЛ: Е5 і Е7. На підставі детальних досліджень з білком Е5 вірусу бичачої папіломи встановлено, що білок Е5 порушує процеси передачі клітинних сигналів на рівні ліганд-рецептор. Зокрема, фосфорилювання рецептора епідермально-ростового фактора (ЕGF) значно вище в присутності ЕGF і Е5 в порівнянні з фізіологічними умовами, коли присутній тільки ЕGF. Встановлено, що білок Е5 здатний до утворення комплексів з Н + АТФазой вакуолей і може пригнічувати підвищення концентрації водневих іонів (рН) в ендосомамі, що є необхідною умовою для процесингу рецептора ЕGF при взаємодії з лігандом, тобто епідермально ростовим фактором (ЕGF).

Якщо дійсно функція онкобелка Е5 полягає в розриві "ланцюжка" в передачі клітинних сигналів від комплексу ліганда з рецептором, то відновлення нормального шляху рециклізації рецептора через ендосоми представляється перспективною "мішенню" для створення противірусних препаратів для лікування ВПЛ-інфекції. Зокрема, може мати значні перспективи створення антагоністів онкобелка Е5 або агоністів протонного насоса ендосом в якості засобів лікування інфекцій, викликаних ВПЛ [10].

Слід також зазначити, що ген, який кодує онкобелок Е5, зазвичай делетірован в клітинах раку шийки матки. Це відбувається при інтеграції ДНК ВПЛ в клітинний геном при онкогенної трансформації епітеліальних клітин. Встановлено, що активність онкобелка Е5 в стимуляції проліферації кератиноцитів важлива тільки як пусковий механізм на стадії передракових ерозій шийки матки і далі несуттєва для злоякісних пухлин, викликаних ВПЛ [1, 10].

Спроби знайти інгібітори білка Е5 і його ініціації активності в проліферації епітеліальних клітин серед низькомолекулярних речовин поки не увінчалися успіхом. Ті препарати, які проявляли активність щодо одного типу ВПЛ, були неактивні по відношенню до інших. Це свідчить про досить високу варіабельність цього білка, що ускладнює ідентифікацію домена- "мішені" для пошуку і дизайну противірусних препаратів. Невідомо також, яким чином і з яким клітинним білком (наприклад, тирозинкіназ) взаємодіє білок Е5, промотуємо передракових трансформацію епітеліальних клітин. Тому щодо препаратів, спрямованих на інактивацію онкобелка Е5, в даний час немає підстав повідомити нічого оптимістичного.

онкобілок Е6

Онкобілок Е6 онкогенних типів ВПЛ (типів 16 і 18) здатний викликати імморталізаціі епітеліальних клітин молочної залози. Білки Е6 і Е7 ВПЛ кооперативно викликають імморталізаціі первинних фібробластів людини і кератиноцитів [2]. Онкобілок Е6 високоонкогенних типів ВПЛ класифікується як білок високого ризику (high risk E6 proteins), взаємодіє з антіонкобелком p53 і утворює з ним стійкий комплекс. Це призводить до швидкої протеолітичної деградації p53 в убіквітин-залежному шляху протеолізу. На противагу білкам високого ризику, білки Е6 низького ризику ВПЛ 6 і 11-го типів нездатні до утворення комплексів з p53 інфікованих клітин, що узгоджується з відсутністю у цих типів ВПЛ онкогенних потенцій. Ще раз слід підкреслити, що в даний час встановлена ​​чітка кореляція між носительством генітальних ВПЛ, імморталізаціі ними кератиноцитів людини, протеолітичної дестабілізацією p53 і асоціацією певних типів (16 і 18-й типи) ВПЛ з пухлинами людини [1, 10].

Нещодавно виявлені нові клітинні білки, з якими онкопротеіни Е6 взаємодіє в інфікованих клітинах. З них звертає на себе увагу кальцій-зв'язуючий білок Е6ВР, який in vitro зв'язується тільки з білками Е6 високого ризику, що свідчить про можливу участь цього процесу в онкогенезе. Відому регуляторну роль іонів Са ++ - іонних каналів в клітинах, інфікованих ВПЛ, має бути ще досліджувати. Крім цього, онкобелкі Е6 високого ризику взаємодіють також з ПДНС-білком, що зв'язуються з геном пухлинного супрессора аденоматозного поліпозу кишечника, який виявляється в мутантної формі в більшості кишкових раків [1]. Більш того, саме білок Е6 зв'язується з интерлейкином 18 (IL-18), що є основним індуктором інтерферону g (IFNg), що призводить до блокади реакцій клітинного цитотоксического імунітету [13]. Встановлено дію білків Е6 / Е7 на експресію гена, що кодує IL-18 [13], що свідчить про наявність у ВПЛ специфічного механізму імуносупресії і ускользания від імунної відповіді [13].

Разом з тим слід зазначити, що онкобелок Е6 навряд чи можна віднести до ключових молекулярних мішенях. Його функція реалізується відносно онкогенеза в дуже вузькому інтервалі життєвого циклу ВПЛ і вже не грає ролі в подальшому розвитку пухлини в зв'язку з частою делецией гена Е6 в інтегрованому геномі ВПЛ [10].

онкобілок Е7

Онкобелкі Е7 не володіють ферментативними функціями. Вірусні білки цього класу є посередниками в порушенні контролю клітинного росту, обриваючи ланцюг фізіологічних сигналів клітини. Онкобілок Е7 зв'язується з білком ретинобластоми (білок RB), що призводить до виділення транскрипційного фактора Е2F, який діє на промоторні елементи безлічі клітинних генів, експресія яких специфічна для S-фази клітинного ділення. Експресія білка Е7, як і білка Е6, грає ключову роль в реплікації ВПЛ. Так як активна реплікація ВПЛ відбувається в диференціюються кератиноцитах, ВПЛ повинен затримувати термінальну диференціювання цих клітин і затримувати експресію генів, що контролюють клітинний розподіл. В цей же час в результаті координованої експресії і активності білків Е6 і Е7 відбувається виражена експансія шипуватий шару епідермісу [10].

Нещодавно було встановлено, що білок Е7 активно взаємодіє з транскрипційними факторами ТВР, ТАF110 і АР-1 [10]. Дуже важливе спостереження отримано при дослідженні впливу цього білка на клітинний відповідь при дії інтерферону a2. Е7 пригнічує індукцію генів, що відповідають активацією експресії під впливом ендогенного інтерферону. Це свідчить про існування своєрідного механізму ускользания ВПЛ від інтерферону в умовах розвитку інфекції.

В останні роки робляться спроби створення противірусних препаратів, спрямованих на придушення функцій онкобелка Е7. Зокрема, в якості перспективної мішені розглядається взаємодія білка Е7 з білком ретинобластоми RВ. Нещодавно рентгеноструктурньїм аналізом розшифрована структура "кишені" білка RB, який заповнюється при утворенні комплексу з доменом білка Е7 ВПЛ 16-го типу [6]. Білок Е7 має відносно малі розміри і тому є мішенню для молекулярного дизайну противірусних препаратів спрямованої дії.

Ранній білок Е2 - транскрипційний модулятор і кофактор реплікації

Ранній білок Е2 є дімерная протеїн багатофункціонального характеру. Він має здатність сайт-специфічно зв'язуватися з ДНК ВПЛ в області 12-членного паліндромного мотиву, характерного для всіх папилломавирусов. Завдяки сайт-специфічного зв'язування білок Е2 може проявляти функції як транскрипційного активатора, так і репрессора шляхом додаткового взаємодії з такими клітинними транскрипційними факторами, як SP1 і ТВР.

Крім цього, білок Е2 необхідний для реплікації вірусної ДНК. Він ніби направляє ХЕЛІКАЗИ - білок Е1 - до "Оріджін" реплікації (тобто до точки ініціації редуплікаціі ДНК).

Більш того, на шкірної моделі у кроликів достовірно встановлено, що обидва гена Е1 і Е2 необхідні для розвитку характерних ерозій в місцях інфікування [1].

Білок Е2 несе ще одну дуже важливу функцію в поширенні вірусної інфекції. Саме він контролює передачу епісомной (цитоплазматичної) вірусної ДНК дочірнім клітинам в процесі клітинного ділення. Таким чином, білок Е2 забезпечує контроль за персистенцією і поширенням вірусної інфекції.

Нещодавно повністю розшифрована методом ядерного магнітного резонансу просторова структура білка Е2. Встановлено локалізація ДНК-зв'язуючого домену та ділянок молекули білка, відповідальних за дімерізацію. На основі цих даних проводяться дослідження щодо цілеспрямованого дизайну противірусних препаратів. З огляду на високу консервативність білка Е2, можна розраховувати на реальний успіх цих досліджень і розробку етіотропних препаратів широкого спектра дії по відношенню до всіх типів ВПЛ [1, 10].

Цей клас сполук заслуговує окремого розгляду.

зміст | Наступна стаття | Попередня стаття

Підпишіться на журнал "Цитокіни та Запалення" он-лайн!

розпочато підписка на 2019 рік !

оновлення на книжковій полиці : компакт диск Цитокіни і запалення, 2008 рік .