VIRUS A RNA VIRUS A DNA

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1 VIRUS A RNA VIRUS A DNA

2 VIRUS A RNA 1) TRASFORMANTI ACUTI Trasformano le cellule in coltura e danno rapidamente tumori se inoculati negli animali (circa 1 settimana) COMPETENTI PER LA REPLICAZIONE DIFETTIVI PER LA REPLICAZIONE A) Virus sarcomi aviari (virus sarcoma Rous) B) Virus sarcomi murini C) Virus difettivi leucemie aviarie (DLV) D) Virus difettivi leucemie murine (DMuLV) E) Virus sarcomi altri mammiferi (felini, scimmie)

3 VIRUS A RNA 2) TRASFORMANTI LENTI Non trasformano le cellule in coltura e danno lentamente tumori se inoculati negli animali (mesi) A) Virus leucosi aviarie (ALV) B) Virus leucemie murine C) Virus leucemie altri mammiferi D) Virus adenocarcinoma mammario del topo 3) TRASFORMANTI INTERMEDI A) HTLV (Human T linphotropic virus) Trasformano le cellule in coltura e danno lentamente tumori se inoculati negli animali (mesi)

4 Ciclo di un virus a RNA ( il virus può uscire dalla cellula senza danneggiarla e farla morire; si può produrre anche un solo virus)

5 Genoma del retrovirus Tre regioni codificanti (gag, pol, env) ) e due regioni terminali (LTR). gag, proteine del nucleocapside pol, transcriptasi inversa env, proteine dell involucro esterno LTR, long- terminal- repeat sequences (promoter and enhancer sequences)

6 1)TRASFORMANTI ACUTI Hanno incorporato nel loro genoma un oncogene cellulare v-onc a) Genoma virale completo + v-onc b) Genoma virale incompleto + v-onc (può sostituire parte degli altri geni o tutto un gene). Per replicarsi il virus necessita di un virus helper.

7 v-onc Rende il virus potentemente oncogeno: a) Può essere mutato rispetto al gene cellulare b) Non ha sequenze introniche, ma solo esoni IL VIRUS A RNA PUO TRASFORMARE LA CELLULA E REPLICARSI CONTEMPORANEAMENTE

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9 VIRUS DEL SARCOMA DI ROUS (VIRUS COMPLETO) Fibroblasti trasformati pp60v -src Fibroblasti normali

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12 cellule normali Coltura in piastra di Petri virus Monostrato confluente In vivo Cellule con fenotipo maligno Evidenza di foci Topi singenici morte Crescita tumore

13 VIRUS LENTI (mutagenesi da inserzione)

14 VIRUS LENTI a) DNA cellulare normale Crescita normale b) Inserzione del promoter a monte del proto-oncogene retrovirus trasformazione

15 VIRUS LENTI c) Inserzione dell enhancer a monte del proto-oncogene retrovirus trasformazione d) Inserzione dell enhancer a valle del proto-oncogene retrovirus trasformazione

16 VIRUS INTERMEDI (HTLV, human lymphotropic virus) 1 2: retrovirus umani HTLV1: scoperto da Gallo nel 1980, infetta i linfociti T4, virus esogeno, è endemico in Africa, Giappone, Caraibi. - Leucemia a cellule T (ATLL), -Linfomi In altre regioni: - micosi fungoide, - malattia di Sezary HTLV2: scoperto da Gallo nel 1982, infetta i linfociti T, virus esogeno. - Leucemia a cellule T capellute -Linfomi DIFFUSIONE: sangue, rapporti sessuali, gravidanza, allattamento madre figlio

17 VIRUS INTERMEDI Genoma di HTLV1 (leucemia) Attività promovente aumentata DNA CELLULARE Proteina transattivante (Tax) Trasformazione cellulare Tumori dopo lunga latenza; trasformano cellule in coltura

18 Trasformazione cellulare da HTLV1 1. Infezione linfociti CD4+ Primo evento genetico Tax attiva: c-fos, c-sis, recettore per IL-2, IL-2, GM-CSF Attivazione proliferazione macrofagi IL-1 Espansione policlonale Latenza pochi anni per adulti, circa 40 anni per bambini Controllo del sistema immunitario Secondo evento genetico (può essere indipendente da HTLV) CLONE

19 HTLV3 o HIV (AIDS- acquired immunodeficiency syndrome) Sarcoma di Kaposi? (Herpes?) Altri tumori emolinfopoietici? DERIVA DALLE SCIMMIE (GIAPPONE, AFRICA)

20 HTLV3 o HIV (AIDS- acquired immunodeficiency syndrome)

21 VIRUS A DNA PAPOVA PAPILLOMA POLIOMA VIRUS VACUOLIZZANTE O SV40 ADENOVIRUS HERPESVIRUS POX VIRUS

22 I VIRUS A DNA - O SI REPLICANO, FACENDO MORIRE LA CELLULA (CELLULA PERMISSIVA), - O TRASFORMANO LA CELLULA (CELLULA NON PERMISSIVA)

23 DNA virale si inserisce nel DNA cellulare. I due promotori (per genoma precoce e tardivo) si trovano vicini, così che il genoma tardivo non può essere trascritto trovandosi lontano dal suo promotore.

24 Modificazione antigenica nella cellula trasformata dal virus Antigeni nucleari virus specifici m-rna virale Antigeni di membrana virus specifici Proteine virali intracellulari m-rna cellulare Antigeni oncofetali intracelulari Antigeni oncofetali Antigeni di trapianto tumore specifici (TSTA)

25 PAPILLOMI TUMORI ANIMALI UOMO (HPV) 1933 Shope Papillomi in conigli selvatici Filtrato acellulare in conigli domestici papillomi carcinomi Tropismo per i tessuti epiteliali

26 PAPILLOMI Tumori nell uomo: benigni Verruche Papillomi laringei Condilomi acuminati (vulva, pene, regione perianale) Carcinomi a cellule squamose maligni Carcinoma in situ della cervice uterina Carcinoma squamoso invasivo della cervice uterina

27 I geni responsabili della trasformazione sono i geni precoci: E6 ed E7 Blocca la proteina p53 Blocca la proteina 110 (Rb) Organizzazione genica del HPV Regione precoce Origine della replicazione Regione tardiva

28 POLIOMA TUMORI NEGLI ANIMALI VIRUS VACUOLIZZANTE O SV-40 - Scoperto in colture di rene di scimmia - Vacuolizzazione in colture di rene di scimmia - Sarcomi in criceti nel sito di inoculazione - Omologhi di SV-40 nell uomo: JC : trovato nel tessuto nervoso di soggetti con leucoencefalopatia multifocale BK: trovato - in urine di soggetti rene-trapiantati, immunodepressi, - in urine di soggetti trattati con chemioterapia per linfomi. - Tumori al rene?

29 Organizzazione genica del virus umano BK Antigene T grande: è localizzato nel nucleo e si lega alla proteina p53 e p105-rb favorendo la sintesi del DNA cellulare (attività di immortalizzazione) Origine della replicazione Proteine strutturali virali Regione tardiva Regione precoce T piccolo DNA T grande Antigene T piccolo: Antigene T piccolo: incorporato nella plasmamembrana è un antigene di trapianto e stimola la risposta immune dell ospite

30 ADENOVIRUS - ubiquitari - sarcomi in roditori - no tumori nell uomo - malattie infiammatorie apparato respiratorio HERPES VIRUS - tumori in anfibi, in uccelli, nei primati e nell uomo. Herpes simplex 1 e 2 UOMO Varicella herpes zoster Citomegalovirus Epstein-Barr (EBV)

31 a) Micrografia elettronica di herpes virus b) Struttura involucro DNA Proteine del core capside

32 b) Genoma del virus di Epstein Barr TR IR1 IR2 IR3 IR4 TR 5 3 U1 U2 U3 U4 U5 LMP EBNA LYDMA TR, IR1-4: SEQUENZE RIPETUTE U1-5: SEQUENZE UNICHE EBNA: ANTIGENE NUCLEARE (Epstein Barr nuclear antigen). Azione transattivante sui geni virali e cellulari. Favorisce la replicazione del DNA sia virale che cellulare e la crescita cellulare. LMP: ANTIGENE DI MEMBRANA (latent membrane protein). E legato alla perdita dell inibizione da contatto. Simile a recettore per fattore di crescita o a canale ionico. Previene l apoptosi interagendo con Bcl-2. LYDMA: ANTIGENE DI MEMBRANA. Induce la risposta immunitaria. Gli antigeni sono espressi solo nelle cellule trasformate

33 Virus di Epstein Barr Mononucleosi infettiva Linfoma di Burkitt Carcinoma naso-faringeo Ubiquitario 80% degli adulti possiede anticorpi contro il virus Infetta i linfociti B con recettori CD21 e le cellule epiteliali faringee I linfociti-b umani + EBV Trasformazione e presenza del DNA virale

34 Linfoma di Burkitt -endemico:africa equatoriale, incidenza /anno bambini, localizzazione mascellare -sporadico:ogni parte del mondo - Caratterizzato dalla presenza del DNA virale e dalla traslocazione del gene c-myc dal cromosoma 8 al 22, 2, 14. Catene pesanti Catene leggere

35 Carcinoma naso-faringeo -raro:ogni parte del mondo - Incidenza elevata 1/10000 anno: Cina, Filippine, Malesia, Tunisia, Africa Orientale - Infezione primi anni di vita. Tumore intorno ai 30 anni. Associati altri fattori: es. nitrosamine ( pesce affumicato). Interazione tra DNA virale e cancerogeni ambientali. -stadi: I, limitato alle cavità nasali. II, infiltra tessuti vicini. III, infltra i linfonodi. IV, metastasi in vari organi.

36 VIRUS EPATITE B (HBV) EPATOCARCINOMI UMANI (Africa, Asia, Oceania) Anticorpi anti-hbv (HBs, superficie; Hbc, core; HBe, componente solubile del core) nel siero di pazienti con epatocarcinoma. Studi prospettici in Giappone: Soggetti + per antigeni virali Soggetti - per antigeni virali Soggetti + per cirrosi Soggetti - per cirrosi epatocarcinoma No epatocarcinoma 23% epatocarcinoma 6% epatocarcinoma

37 Relazione +: epatite B epatocarcinoma HBV endemico: Trasmissione madre Figlio (durante il parto, l allattamento, non con il latte, ma con saliva, feci, insetti, soluzioni di continuo) Oncogeni attivati nell epatocarcinoma: N-ras, c- myc, Ets (oncogene nucleare), IGF-II (fattore di crescita fetale per epatociti, cellule renali e muscolari)

38 Cancerogeni ambientali (es. aflatossine) Instabilità genetica Altri cofattori Riparazione DNA Infezione cronica da HBV Risposta infiammatoria cronica Inattivazione di geni soppressori del tumore Transattivazione di geni cellulari Rigenerazione epatica epatocarcinoma Assetto genetico dell ospite

39 Infezione cronica da HBV è centrale nel processo di epatocancerogenesi. La risposta infiammatoria e la rigenerazione epatica introducono errori durante la replicazione del DNA. Una proteina X del virus interagisce con una proteina di riparazione del DNA della cellula, DDB1. Se l infezione virale riduce la capacità della cellula di riparare il DNA danneggiato (es. da cancerogeni ambientali), si possono accumulare mutazioni nel tempo, determinando ad esempio l inattivazione della proteina p53 (gene soppressore del tumore). La proteina X può transattivare geni cellulari, che contribuiscono alla cancerogenesi.

40 I cancerogeni ambientali sono importanti cofattori in certe aree del mondo. L assetto genetico dell ospite influenza la risposta dell ospite stesso all HBV. Quando appropriati cambiamenti genetici si sono accumulati negli anni, si ha lo sviluppo dell epatocarcinoma.

41 Il virus può integrarsi nel DNA cellulare, attivando protooncogeni oppure non integrarsi transattivando i geni cellulari. Si possono avere due possibilità nello sviluppo dell epatocarcinoma: 1) virus: fattore iniziante o favorente (es. quando endemico), cancerogeno: fattore iniziante o promovente; 2) cancerogeno: fattore iniziante, virus: fattore promovente.

42 DIFFICOLTA NELLO STABILIRE L EZIOLOGIA VIRALE DI UN TUMORE UMANO Virus può essere ubiquitario nell uomo; tumore raro. Intervallo lungo tra infezione e comparsa del tumore. Tempo dell infezione iniziale sconosciuto. Diversi i fattori dell ospite che sono determinanti nella suscettibilità al cancro. I ceppi virali differiscono nelle proprietà biologiche, compreso il potenziale oncogeno. Cancerogeni chimici e fisici possono essere relativi allo stesso tipo di tumore. Cause del tumore possono variare nelle diverse aree geografiche o nei diversi gruppi.

43 STRATEGIE VIRALI PER EVADERE LA RISPOSTA IMMUNITARIA Diminuzione dei geni e proteine virali, per cui le cellule infette sono invisibili. Infezione di siti inaccessibili alla risposta immune. Variazioni negli antigeni virali. Diminuzione dell espressione di MHC classe I nelle cellule infette. Inibizione della processazione dell antigene. Infezione di cellule mancanti di MHCI. Infezione e soppressione delle cellule immunitarie. Neonati.

44 Virus: agenti infettivi e tumorali Necrosi, infiammazione, rigenerazione