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HPV human papilloma virus

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Human Papillomavirus


Papillomavirus umano (HPV)

Famiglia: Papovaviridae

Papovaviridae

Genere: Papillomavirus

Genoma: dsDNA, circolare,

7,900 bp

Capside: icosaedrico

sprovvisto di peplos,

diametro 52 52-55 55 nm

Specie Specie-specifici specifici

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 16 16-18 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, , ACC ACCNG NGGGT. 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.

E5

Il gene E6 blocca il differenziamento, mentre il

gene E7 immortalizza

immortalizza. . I prodotti di questi due

geni si complessano ai prodotti di due anti-

oncogeni (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 10-100 100 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 ed 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 E1/E2 E4 E5 L1 L2

Fattori cellulari

Trasformazione e

immortalizzazione

Integrazione

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

condilomatosi, , che è causa di molteplici tumori: cancro della

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

CIN1

CIN3

CIN2


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’ dell’ectocervice 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 97 97-99.7% 99.7% di DNA di HPV nei

carcinomi della cervice (in PCR)

Il

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, 2,

Clamidia)

Numero dei parti

Fumo

Contraccettivi orali

Fattori ormonali

Dieta (assenza di carotenoidi, vitamina C)


100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

10%

0%

Presenza di HPV HPV-DNA DNA

in Carcinomi

Cervice uterina Regione

anale/perianale

Vulva, vagina,

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 MICROSCOPIO ELETTRONICO,

ELETTRONICO

IMMUNOISTOCHIMICA

IMMUNOISTOCHIMICA

TIPIZZAZIONE TIPIZZAZIONE DEL DEL DNA.

DNA


Diagnosi di infezione

Indagine clinica e colposcopica

Indagine microscopica di strisci cellulari

(Pap (Pap-test) test)

Indagine microscopica di preparati

istologici (biopsie)


Tipizzazione del DNA

Si distinguono due categorie

di test:

Ibridazione Ibridazione Blot Blot, il cui

bersaglio è costituito dall’acido

nucleico dell’ HPV estratto

dalle cellule o tessuti.

Ibridazione 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 anti anti-doppia doppia catena, viene

rivelato utilizzando un altro

anticorpo anti anti-doppia 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 virus-like like (VLP) costituite da L1, che contiene gli epitopi

virali immunodominanti per la neutralizzazione.

La protezione conferita dai vaccini è tipo tipo-specifica specifica e

specie specie-specifica. specifica.

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 specifico possono, pertanto offrire una buona

protezione dall’ infezione di HPV e dallo sviluppo del

cancro alla cervice.


GARDASIL

Vaccini profilattici

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 Terapeutici:

Vaccini

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

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