8.Papovavirus Solo virus

5/9/2018 8.Papovavirus Solo virus - slidepdf.com

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PAPOVAVIRUS

PAPILLOMA

POLIOMA

VACUOLANTE DELLA SCIMMIA



-Sono virus nudi piccoli con dimensioni di circa 50 nmcon capside icosaedrico

- Il genoma è formato da DNA bicatenario circolare e

spiralizzato

- La replicazione avviene nel nucleo

PAPOVAVIRUS



2 generi

Papillomavirus

HPV (>70 tipi diversi)

Poliomavirus

Virus BK

Virus JCSV40 (virus vacuolante della scimmia)

che differiscono per dimensione, determinanti antigenici e

proprietà biologiche

Gli studi su questi virus si sono intensificati da quando si è visto

che il genoma di alcuni di questi è presente nel 93% di

carcinomi- cervice uterina

- ano-genitali



I papovavirus codificano proteine che promuovono la crescita

cellulare

• Questo facilita il ciclo litico virale nelle cellule permissive.• Queste proteine possono però determinare anche trasformazione

oncogena in cellule non permissive.

I papillomavirus sono associati ai vari tipi di verruche cutanee

• mentre i virus del Polioma sono facilmente coltivabili

• i virus del Papilloma non sono coltivabili ma sono stati

individuati attraverso l’analisi del DNA virionico estratto.

Non è possibile propagare HPV su colture cellulari perché il

virus replica nell’epitelio squamoso stratificato (cellule

differenziate) la cui coltivazione in vitro è difficile.



I Papillomavirus umani possiedono un esclusivo

tropismo per le cellule epiteliali dell’epidermide e

delle mucose, dovuto probabilmente alla presenza solo

in queste cellule di fattori cellulari necessari alla

trascrizione virale

• Epitelio squamoso della cute: verruche

• Membrane mucose: papillomi (genitali, orali,

congiuntivali)



Electron micrograph of BPV-1 virion particles (55 nm in diameter)



Il genoma del papillomavirus possiede

• due geni tardivi (L1 e L2) che codificano per proteine

strutturali

• sette/otto geni precoci che producono proteine non

strutturali, alcune delle quali (E6 ed E7) possono

promuovere l’inattivazione di due importanti proteine

cellulari (p53 e pRb) che presenziano al controllo del ciclo

cellulare.

Papillomavirus

Struttura del virione

52-55 nm diametro

8 kbp genoma



Genomic map of HPV-16

Figure 66-2 Genomic map of HPV-16. The genome is a double-stranded circular DNA

molecule of 7904 base pairs. Transcription occurs in a clockwise manner; the only

transcriptional promoter presently mapped for HPV-16 is designated P97. The open reading

frames deduced from the DNA sequence are designed E1 to E7, L1, and L2.



Il papillomavirus

• infetta le cellule dello strato basale dell’epitelio• si moltiplica e persiste durante il differenziamento

cheratinocitico delle cellule dallo strato spinoso, granuloso e

corneo.• Nelle cellule dello strato basale e spinoso non si trova il

virione ma solo il DNA libero nel nucleo

• le particelle virali si ritrovano nello strato granuloso e corneo

• alcune cellule ingrossate tra lo strato spinoso e granuloso, i

coilociti, sono altamente indicativi delle infezioni papillomatose.

.



Replication cycle of a papillomavirus

Figure 65-6 Replication cycle of a papillomavirus. To establish a wart or papilloma, the virus must infect a basal

epithelial cell. Our knowledge is limited about the initial steps in the replication cycle such as attachment (1), uptake (2),

endocytosis (3), and transport to the nucleus and uncoating of the viral DNA (4). Early-region transcription (5),

translation of the early proteins (6), and steady-state viral DNA replication (7) all occur in the basal cell and in the

infected suprabasal epithelial cell. Events in the viral life cycle leading to the production of virion particles occur in the

differentiated keratinocyte: vegetative viral DNA replication (8), transcription of the late region (9), production of the

ca sid roteins L1 and L2 10 assembl of the virion articles 11 nuclear breakdown 12 and release of virus 13 .



Carcinogenesi

I papillomavirus sono associati con lesioni proliferative.

Lesioni proliferative in genere benigne (verruche) della pelle e

delle mucose.

Tuttavia alcuni tipi di HPV (16 & 18) sono strettamente associati a

carcinomi che presentano DNA virale nelle cellule.

I geni di HPV rilevanti nel processo di trasformazione sono E6

(che lega p53) & E7 (che lega Rb ipofosforilata)

• Nell’infezione produttiva E6 & E7 favoriscono la sintesi di DNAvirale e il ciclo replicativo

• Nell’infezione non produttiva sono responsabili della

trasformazione oncogena.



E6 & E7 alterano rispettivamente l’attività delle proteine p53 e Rb

(retinoblastoma) che hanno un’attività di controllo negativo dellacrescita cellulare.

Nelle cellule quiescenti Rb è presente in forma ipofosforilata e

viene fosforilata nella fase G1 del ciclo cellulare

Rb controlla un fattore di trascrizione E2F-1

Rb fosforilata non lega E2F-1p53 ha un ruolo chiave nell’arresto del ciclo cellulare in G1

Nel ciclo replicativo “normale” del virus la produzione di E6 e E7

è tenuta sotto controllo dal gene E2

Il gene E2 viene perso però durante l’integrazione del genoma di

HPV nel genoma cellulare

Produzione incontrollata di proteine E6 e E7.



The level of p53 in primary cells is generally low

Stabile complesso non funzionale

degradazione



E7 abrogates the cell cycle regulation mediated by pRB

(as well as the related proteins p107 and p130) by

complex formation.



• Nelle verruche e nei condilomi (escrescenze benigne) il

genoma virale si trova in forma episomiale.

• Nel carcinoma della cervice uterina e in carcinomi squamosi

(un tumore che può svilupparsi in pazienti colpiti da una rara

malattia ereditaria, l’epidermodisplasia verruciforme), ilgenoma virale è stato ritrovato integrato nel DNA della cellula

tumorale.

La verruca è una proliferazione benigna autolimitante della pelle,

stimolata dal virus, che regredisce col tempo. Si manifesta in 3-4

mesi. L’infezione virale rimane localizzata, in genere regredisce

spontaneamente.



Esempi dei tipi più comuni di papilloma associati a malattie

Verruche plantari tipi 1,2

Verruche comuni tipi 1,2

Verruche piane tipi 3,10

Condilomi acuminati tipi 6,11

Papillomi orali tipi 13,32

Papillomi laringei tipi 6,11

Carcinomi cervicali tipi 16,18

(genoma virale integrato sicuramente concausa del tumore)



Sezione istologica di una verruca

cutanea.

Ispessimento dell’epidermide e

numerosi strati di cheratinociti

desquamanti.



Papillomavirus

I papillomi sono ampiamente distribuiti nella specie umana

Le verruche ano-genitali sono a trasmissione sessuale, con

incidenza proporzionale al numero dei partner sessuali

La papillomatosi respiratoria ricorrente è causata dalla

trasmissione al tratto respiratorio di HPV6 e HPV11

Il rischio maggiore è per i bambini al disotto dei 5 anni e la

trasmissione avviene probabilmente durante il parto



Papillomavirus

Manifestazioni cliniche

Verruche

Condilomi

Epidermodisplasia verruciforme

Papillomi

Replicazione virale e trasformazione cellulare

Cellule epiteliali squamose in differenziamento = infezione produttiva

stadi precoci

stadi tardivi



PapillomavirusEpidemiologia

HPV può essere trasmesso per

• Contatto diretto e tramite piccole lacerazioni cutanee o delle mucose

(anche durante rapporti sessuali!!, parto)

• Contatto indiretto (con oggetti contaminati:pavimenti, asciugamani)

• Autoinoculazione



Papillomavirus

Patogenesi

Ispessimento dell’epidermide

Ipercheratosi

Papillomatosi di grado variabile

Membrana basale intatta

Cofattori



Patogenesi del cancro del collo

dell’utero

HPVinfection

PersistentHPV infection

Cellulardysregulation

High-gradeCIN

Invasivecancer

Immunologicfactors Co-carcinogens

Bosh FX, et al. Journal of Clinical Pathology, 2002,55: 244-265.

Papillomavirus



Papillomavirus

Diagnosi

-No sierologica

-No isolamento colturale

- Clinica

- Colposcopia

- Citologica

- Istologica

- Immunocitochimica (group specific not type specific)

- PCR DNA (unica metodica in grado di tipizzare HPV)

- Microscopia elettronica

Si può differenziare tra infezioni oncogeniche e non oncogeniche da HPV

!! I virioni non sono presenti nel tessuto trasformato !!



Major clinical association of genital tract and other mucosal

HPVs (from Fields et al.)

CLINICAL ASSOCIATION HPV TYPES

GENITAL TRACT

Subclinical infection All types

Exophytic condyloma - any site HPV 6 , 11

Flat condyloma - especially cervix HPV 6, 11,16, 18, 31, others

Bowenoid papulosis HPV 16 Giant condyloma HPV 6, 11

Cervical cancer

• Strong association HPV16, 18, 31, 45

• Moderate association HPV 33, 35, 39, 51, 52, 56, 58, 59, 68

•

Weak or no association HPV 6, 11, 26, 42, 43, 44, 53, 54, 55, 62

Vulvar cancer HPV 16

Penile cancer HPV 16

RESPIRATORY PAPILLOMAS HPV 6, 11

CONJUNCTIVAL PAPILLOMAS HPV 6, 11

ORAL CAVITY

Focal epithelial hyperplasia HPV 13, 32

Infection with genital tract HPVs HPV 6, 11, 16

Lesions on Lip HPV 2



Papillomavirus

Terapia

Agenti c austic i

Crioterapia

Inib itori della sintesi di DNA

Terapia c hirurgica

!! Recidive !!

Phylogenetic tree of human and animal papillomaviruses



Phylogenetic tree of human and animal papillomaviruses



Raft cultures showing normal keratinocytes

(A) and keratinotcytes transfected with thefull-length HPV-16 genome (B).



Cervical squamous carcinoma precursors



Low-grade squamous intraepithelial lesions of

the cervix

E i f l f i l HPV



Estimates of prevalence of genital tract HPV

infections and of HPV-associated diseases, inU.S. women.

Patterns of HPV type distribution within four



yp

diagnostic categories

Figure 66-7 Patterns of HPV type distribution within four diagnostic categories: Neg, negative; Low,

low-risk HPVs (HPV-6, HPV-11, HPV-42, HPV-43, HPV-44); Unc, unclassified HPVs; Int,

intermediate-risk HPVs (HPV-31, HPV-33, HPV-35, HPV-51, HPV-52); High, high-risk HPVs (HPV-

16, HPV-18, HPV-45, HPV-56); LSIL, low-grade squamous intraepithelial lesion; HSIL, high-grade

squamous intraepithelial lesion.



Ruolo clinico dell’ HPV Test

Prof. Cartesio Favalli

Dott. Marco CiottiVirologia Molecolare-PTV



Histological classification:

CIN: cervical intraepithelial neoplasia

LSIL: low-grade squamous intraepithelial lesionsHSIL: high-grade squamous intraepithelial lesions

Tipizzazione HPV



Tipizzazione HPV

PCR con primers contro la regione E6/E7 degli HPV a

Basso rischio (6,11) e Alto Rischio (16,18,31,33,35,45,52,58)

Innolipa : Ibridazione inversa

Riconosce14 HPV ad Alto Rischio e 11 HPV a Basso Rischio

Sequenziamento del frammento MY09/MY11

del gene capsidico L1



Fig. 1. Age-standardized incidence and mortality rates for invasive cervical cancer in different regions of the world. Rates areper 100,000 women and are standardized according to the age distribution of the world population of 1960. Source of data:Globocan 2002



Poliomavirus



Infezioni benigne, asintomatiche, persistenti nell’ospite naturale

BKV

sintomi respiratori alla sieroconversione nell’immunocompetente

cistite o danno renale nel bambino immunocompromesso

JCV

Leucoencefalopatia Progressiva Multifocale (LPM)

nell’immunodeficienza

Poliomavirus



Non inducono neoplasie in cellule dell’ospite in cui si replicano main cellule di altri animali non permissivi

Il virus si integra in siti multipli nei cromosomi ed esprime solo

alcuni geni precoci

Antigeni T (tumorali) ottenuti per splicing del RNA virale

T grande

T piccolo

T medio (espresso solo dal polioma) substrato per

Srctirosinochinasi

fosfatidinositol-3-chinasi

Viral DNA, minichromosomes, and virions.



Figure 63-1 Viral DNA, minichromosomes, and virions.

A: Electron micrograph of supercoiled SV40 DNA molecules.

B: Electron micrograph of an SV40 minichromosome. Note that this particular

minichromosome displays a nucleosome-free region. About 20% of minichromosomes have a nucleosome-free region surrounding the regulatory

region at the origin of DNA replication.

C: Computer graphic representation of the structure of the SV40 virion. Note that

the shell is made up of 72 pentamers of VP1.

Mappa genomica dei papovavirus



Polioma

Geni precoci (catena E early)

T-grande Ag (Tumor-Specific Trasplantation Antigen; TSTA)

Trascrizione tardiva (late)

VP1 – VP2 – VP3

Poliomavirus



Antigene T grande è una proteina multifunzionale

Infezione produttiva

inizio della sintesi del DNA virale

repressione della trascrizione precocetrascrizione tardiva

Infezione non produttiva

inizio della trasformazione

mantenimento della trasformazione

Espressione di poliomavirus (SV40) nel



p p ( )

ciclo litico e in quello trasformante

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