Клетки, инфицированные HPV: механизмы злокачественного превращения
Рассмотрим механизмы злокачественного превращения клеток, инфицированных вирусами папиллом человека (HPV) высокого риска.
Некоторые инфекционные агенты действуют как непрямые канцерогены. Они либо индуцируют подавление иммунитета, что в результате приводит к активации других опухолеродных вирусов, либо предотвращают апоптоз и допускают последующую пролиферацию поврежденных клеток [ zur Hausen, 2006 ]. HPV высокого риска являются типичными прямыми канцерогенными факторами. Два ранних вирусных гена Е6 и гена Е7 не только требуются для развития предрака шейки матки, но необходимы также для поддержания злокачественного фенотипа опухолевых клеток [ zur Hausen, 2006 ]. Их молчание в клетках рака шейки матки (РШМ) обычно приводит к апоптозу или иммортализации . Многоэтапная прогрессия РШМ, от начала инфицирования HPV до развития инвазивного рака, продолжается обычно 15-20 лет, причем каждый этап характеризуется усилением активности генов Е6/Е7 в инфицированных пролиферирующих клетках. Экспрессия Е6/Е7 наиболее выражена в раке in situ и инвазивном раке.
Прогрессия сопровождается модификацией клеточных генов в путях передачи сигнала. Неспособность презентировать эпитопы вирусных антигенов на клеточной поверхности регулируется генами HLA I класса , которые, как считают, отвечают за персистенцию HPV инфекции в течение более двух лет почти у 10% инфицированных женщин (у остальных женщин в этот период происходит иммунологическое очищение от вируса) [ zur Hausen, 2002 ].
Два дополнительных мутационных события несомненно вносят вклад в дальнейшее развитие прогрессии. Одно состоит в изменении регуляции ингибиторов циклинзависимых киназ p16INK4 [ Reznikofif, 1996 ] и p14ARF [ Sekaric, 2007 ]. Эти белки контролируют функционирование вирусных онкобелков в нормальных пролиферирующих клетках. Ингибирующее действие p16INK4 на клеточную пролиферацию блокируется белком Е6 . Это преодолевается функционированием Е7 , который напрямую стимулирует циклин Е и циклин A . Белок p14ARF негативно влияет на Е7 через активацию р53 . Это подавляется экспрессией Е6, что в результате ведет к деградации р53 [ Pan, 2003 ]. Таким образом, оба вирусных онкогена взаимно дополняют друг друга.
Потеря второго регуляторного каскада путем модификации специфических клеточных генов, как считают, соответствует клинической стадии развития легких поражений плоскоклеточного эпителия (low squamous intraepithelial lesions - LSIL ) и "иммортализованному" росту таких клеток в условиях культуры тканей (in vitro).
Третий транскрипционный контроль находится под воздействием паракринного механизма регуляции, который, очевидно, проявляется в результате секреции макрофагами специфических цитокинов, в первую очередь фактора некроза опухоли альфа . В HPV-инфицированных клетках, сохраняющих способность к пролиферации, этот механизм подавляет большинство вирусных транскриптов [ Soto, 1999 , Soto, 2000 ]. На поздних стадиях прогрессии потеря этого контроля сопровождается высоким уровнем экспрессии вирусных онкобелков. Клинически это соответствует развитию тяжелых поражений плоскоклеточного эпителия (high squamous intraepithelial lesions - HSIL), раку in situ и, вероятно, после дополнительных генетических изменений приводит к инвазивному раку с образованием метастазов. Схема этого типа прогрессии представлена на рис 1 . Индивидуальные этапы прогрессии схематически отражены на рис. 2 .
Два важнейших для понимания функций Е6 и Е7 результата были получены в 1989 и 1990 гг. Открытия взаимодействия Е7 с pRb [ Dyson, 1989 ] и взаимодействия Е6 с р53 [ Werness, 1990 , Scheffner, 1990 ] с деградацией последнего определили молекулярные подходы к изучению функции вирусных онкобелков и внесли вклад в понимание основ вирусного канцерогенеза. В обоих случаях это взаимодействие приводит к деградации соответствующих клеточных белков [ zur Hausen, 2006 ].
Особые последствия для ряда внутриклеточных сигнальных путей обусловлены образованием комплекса между Е6 и Е6/ЕЗ-убиквитинлигазой, которое приводит к инактивации теломеразы , деградации нескольких PDZ-белков , регулирующих внутриклеточные пути, и активации комплекса циклина D с cdk 4/6 (циклинзависимыми киназами 4/6) . Последнему противодействует высокая индукция p16INK4 как результат взаимодействия Е7 с pRb , сопровождаемого деградацией pRb.
