Carcinogénèse virale : les bases Partie 2 PDF

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UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h Carcinogénèse virale : les bases Partie 2 Ex : tableau des rétrovirus animaux impliqués dans des processus d’oncogenè se. Exemples donnés par le prof : v-erbB donne un R membranaire à activité tyrosine kinase (équivalent du récepteur à l’EGF chez l’homme) v-K-ras : voie des MAPK v-H-ras Les virus permettent donc une grande diversité de production de protéines puisque l’on peut avoir des R tronqués, des FC, des molécules de transduction du signal... VII. Les petits virus à ADN 1) HPV Centre de référence national du papillomavirus à Besançon dirigé par Prétet Papillomavirus humain = petit virus nu (sans enveloppe), ADN double brin, circulaire, d’environ 8 kb (kilobases) Ici, génome de HPV16 6 ORF (Open Reading Frame= cadre ouvert de lecture, en fait ce sont les gè nes) codant des protéines précoces dans le cycle du virus ⇒ Dont E6 et E7 (E = early) : deux gènes importants qui codent les oncogè nes viraux 2 ORF codant des protéines tardives ⇒ L1 et L2 (L = Late) : codent protéines de capside qui enveloppent le génome du virus. L1 (protéine majeure) produite seule est capable de s’assembler pour former des capsomè res qui s’assemblent pour former une pseudo-particule virale (VLP) dont la structure est parfaitement superposable à celle d’un vrai virus mais elle est totalement vide, ce sont ces protéines précoces virales qui sont utilisées pour fabriquer les vaccins (coques protéiques), non infectieuses car pas de génome, ils induisent donc le systè me immunitaire et durent dans le temps, ce qui en font des vaccins trè s efficace. 1/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h Photo de capside du papillomavirus humain, un peu particuliè re car formée par la production in vitro de L1 seulement (capside vide à l’intérieur) qu’on appelle une pseudo-particule virale qui entre dans la composition des vaccins. Sur le plan épidémiologique : 300 millions de porteurs HPV dans le monde, et environ 600000 cas de cancers hommes/femmes dû au HPV dans le monde Transmis essentiellement par voie sexuelle, IST la plus fréquente (on estime que toute personne sexuellement active sera en contact avec ce virus). Peut induire des cancers de l’utérus, du pénis, des organes abdominaux, ect... a) Carcinogénicite ́ des HPV 1. Classification du CIRC* (Bouvard 2009) *Le CIRC (= centre international de recherche sur le cancer) est un organisme de l’organisation mondiale de la santé à Lyon, son objectif est de travailler sur l’immunologie du cancer et des agents responsables de celui-ci (chimiques, physiques, infectieux). Ils mettent à jour la classification des groupes carcinogè nes du cancer. Il existe environ 400 types de HPV dans tout le rè gne animal. La classification des agents carcinogè nes a été revue. Ces derniers sont classés en 3 groupes : Le groupe 1 représente les carcinogè nes avérés : ils sont clairement impliqués dans le cancer de l’utérus. HPV 16 le plus carcinogè ne donc isolé, dans la quasi-totalité des cancers de l’anus, de la vulve, du vagin, du pénis... 31 33 52 58 col de l’utérus. Le groupe 2 est divisé en deux groupes : - 2A : virus probablement carcinogè ne - 2B : virus possiblement carcinogè ne Le groupe 3: non carcinogè ne 2/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h 2. Mécanismes de carcinogenèse Ce mécanisme concerne les HPV du groupe 1. Le génome viral va entrer dans la cellule par un phénomè ne d’endocytose, puis dans le noyau, reste sous forme épisomale (circulaire), il va y avoir une production de la protéine E2 qui est un répresseur de l’expression E6 et E7 (qui sont nécessaires pour maintenir les cellules en cycles). Dans certains cas, le génome viral va se couper et s’intégrer dans le génome de la cellule hôte. Le plus souvent la rupture du génome viral se fait au niveau de E2. Le gène E2 est éliminé. Comme il n’y a plus de E2, on a une levée de la répression de E6, E7. Il va donc y avoir une surexpression de E6 et E7 qui sont les oncogènes principaux des HPV à risques. E2 est donc un facteur de transcription inhibiteur de E6 et E7. 3. E7 et la transition G1/S E7 est impliqué dans la transition de G1/S. Cf cours sur le cycle cellulaire et sa régulation. La protéine E7 est capable d’aller agir au niveau du complexe pRb- E2F, elle va venir séquestrer pRb (E7 induit sa dégradation par protéasome) ainsi E2F (facteur transcription) va être libéré pour venir activer 2 types de cyclines : A et E (mais pas que) qui vont former des complexes et se fixer à CDK2, cela va forcer d’une part l’entrée en phase S grâce au complexe Cycline E/CDK2 et d’autre part la réplication de l’ADN avec le complexe Cycline A/CDK2. Tout cela indépendamment de la présence de facteurs de croissance. E7 est un accélérateur de cycle cellulaire. 4. E6 2 impacts sur la cellule : S’associe d’abord à E6AP qui est une protéine cellulaire, ce complexe va venir séquestrer p53 et engendrer sa dégradation en lui fixant une ubiquitine et sera envoyé vers le protéasome. P53 est une protéine qui contrôle et régule le cycle cellulaire et par son inactivation entraîne la perte des points de contrôle du cycle cellulaire en G1 et G2 et donc plus de contrôle du cycle cellulaire. P53 = frein, Perte des points de contrôle. 3/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h Et ensuite, E6 (sans E6AP) favorise l’expression de hTERT (principe actif de la télomérase) : les cellules qui rentrent en cycle et qui n’ont plus les leviers, auraient pu avoir un mécanisme avec des télomères trop courts, mais cette activation permet de maintenir la longueur et cela conduit à l’immortalisation. Donc : on accélère le cycle cellulaire avec E7 et on enlève le frein (p53, 53kDa) avec E6. Analogie avec la voiture : la voiture roule comme on enlè ve le frein (E6) et on appuie sur l’accélérateur (E7) jusqu’à ce qu’il n’y ait plus d’essence, dans le cas de la cellule, ce sont les télomè res. Sauf qu’ici, on ne s’arrête jamais car E6 va activer la tél omérase donc on va reconstituer les télomè res (la voiture fait le plein en roulant). La cellule s’immortalise et accumule anomalies génétiques. 5. E6 et E7 Possèdent plus de 200-300 partenaires cellulaires. En rouge : inhibe fonctions du cycle cellulaire (anti- oncogène) En bleu : oncogène (active) (Les différentes protéines en rouge sont celles qui sont régulées !) Groupes de protéines impactés par E6 et E7 : → L’impact de E6 et E7 sur toutes ces protéines va conduire la cellule à se transformer en cellule tumorale avec la capacité d'invasion, de migration, et de prolifération. Carcinogenèse liée à E6 et E7 : Résumé Intégration du génome viral Perte de tout ou partie du gène E2 Surexpression de E7 et de E6 La perte du gène E2 va lever la répression sur l’expression de E6 et de E7. E7 ici séquestre pRb, on arrive à une prolifération aberrante (accélérateur). Le frein p53 (checkpoints du cycle cellulaire) va être pris en charge par E6 qui va conduire à sa dégradation par le protéasome. Accélération + suppression du frein = prolifération accrue. On a également E6 qui va aller activer la télomérase qui permettra de reconstituer les télomères. Cela conduit donc à l’immortalisation de la cellule. De plus, la surexpression de E6 et E7 sur de très nombreuses protéines cellulaires (vu juste au-dessus) va conduire à de l’instabilité génétique et donc progressivement à la transformation de la cellule : elle va acquérir des propriétés de cellules cancéreuses. Intégration du génome viral qui va faire perdre E2. 4/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h 6. Prévention ⇒ Prévention primaire : empêche l’exposition de l’agent à la cellule responsable de la pathologie. - Vaccination prophylactique : 2 vaccins présents : Gardasil : Gardasil 9 permet de protéger contre 9 virus HPV (pas à savoir : HPV 16,18, et 6 et 11,31,33,45,52,58). Extrêmement efficace dans les pays où la vaccination est effective, on couvre 90-95 % des cancers de l’utérus. Cervarix : protège uniquement contre 2 HPV (16,18) (n’existe plus aujourd’hui) La recommandation aujourd’hui est donc de vacciner avec le Gardasil, c’est un vaccin qui a fait la preuve de son efficacité dans le monde, des centaines de millions de doses injectées et aucun effet secondaire particulier, les profils de tolérance sont extrêmement rassurants. On vaccine les filles ET les garçons de 11 à 13ans. On peut également faire un rattrapage jusqu’à 19 ans (ce rattrapage va jusqu’à 26 ans pour les hommes homosexuels). Actualité : campagne de vaccination à l’école a commencée NB : si on vaccinait 70/75% des filles alors mise en place d’une immunité de groupe, les garçons n’auraient plus besoin de se vacciner. Mais en France, 30% des filles sont vaccinées à une dose et 22% à deux doses. La France est un pays ayant la plus grande défiance envers les vaccins ⇒ Prévention secondaire : le dépistage. On dépiste des lésions au niveau du col de l’utérus dans un état qui permet une action de santé pour prévenir le cancer : - Dépistage moléculaire depuis 2018 : Frottis de 25 à 65 ans Les modalités de dépistage ont récemment changé. Avant on faisait un frottis et on regardait s’il y avait des cellules anormales au niveau du col au microscope (on se rend compte plus tard qu’il n’est pas trè s efficace, dans 30 % des cas on voit que c’est normal alors que non). Aujourd’hui on fait le test HPV (càd la détection du virus) pour identifier les femmes à risque. Dépistage + vaccination permettrait d’éradiquer le cancer du col. - Vaccination thérapeutique : identifier les femmes qui ont des lésions cancéreuses et proposer un vaccin qui va les éliminer. Aujourd’hui, des preuves de concept existent mais le vaccin n’est pas encore efficace pour permettre de soigner. b) Deuxième virus : Polyomavirus de Merkel Avant les papillomavirus et les polyomavirus n’étaient pas dissociés, c’était le cas jusqu’en 2004. Le polyomavirus de Merkel a été identifié en 2008, grâce au séquençage haut débit de nouvelle génération. Cela correspond à une infection de la peau (contact cutané) par transmission horizontale. Nous sommes presque tous porteurs à un moment donné. Très forte fréquence dans la population générale. Prélèvement de peau : on voit que tout le monde en est porteur, la prévalence est très importante mais que quelques cas de cancer. En 1972 : on a découvert le carcinome à cellule de Merkel chez les immunodéprimés et les transplantés au niveau des zones photos exposées : sur le visage, … à l’époque on ne savait pas qu’il y avait un virus mais on suspectait l’origine virale car ça se présentait chez les immunodéprimés. Les UV jouent un rôle dans son apparition. Rare mais extrêmement agressif, il présente une forte mortalité. Pas de mutation de p53 dans ces cancers ET intégration du génome viral. 5/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h Il produit 2 oncogènes : Ag grand T (LT= Large T ) et Ag petit T (sT= Small T) 1. Antigène LT : Antigène LT souvent tronqué dans les cellules infectées-> Pas de réplication virale et induit perte de capacité de liaison avec p53 - Mais LT peut se lier à pRb, 130 et p107 -> va favoriser la libération E2F qui va favoriser la prolifération cellulaire (détail : via le motif LXCXE -motif d’acides aminés-) 2. Antigène sT : (Le plus oncogène des 2) Agit à 2 niveaux : - Liaison à la protéine phosphatase 2A (PP2A). PP2A = suppresseur de tumeur qui maintient le MPF (Mitosis Promoting Factor) inactif (cellule ne passe pas la mitose donc ça ralentit) ☐ Progression dans le cycle cellulaire et transformation, va inhiber inhibiteur donc MPF ++ - Inactivation de 4EBP1 (eukaryotic translation initiation factor 4-bindingprotein), c’est un facteur de transcription qui inhibe la traduction. ☐ Va donc favoriser la traduction ce qui est bénéfique pour le virus. c) Gammaherpesevirinae (lymphocryptovirus) : EBV = mononucléose Appartient aux Herpès virus - Virus ubiquitaire (+ de la moitié de la population est infectée) - « Maladie du premier bisous » - Transmission par la salive, tout le monde va en être infecté à partir de 70/80 ans. - Tous en contact à un moment mais pas tous lymphome Burkitt Primo-infection : Asymptomatique au cours de l'enfance (beaucoup de transmission dans les crèches) MNI chez l'adolescent (la MonoNucléose Infectieuse). Le symptôme majeur est l'asthénie avec syndrome grippal. Les cellules cibles sont : Lymphocytes B Cellules épithéliales oro-pharyngées, conduit à des lymphomes et à des carcinomes. Ce sont ces 2 cellules cibles qui vont être le siè ge, potentiellement, d’un processus d’immortalisation et de transformation. Capables de donner 2 types de cancer : 1. Lymphome de Burkitt (associé à l’EBV) - Retrouvé essentiellement dans les régions tropicales, Afrique – avec un lien épidémiologique trè s fort avec l’infection par le paludisme. - Touche les enfants de 4 à 8 ans - Se traduit par lésions au niveau du visage, déforme les visages - Intégration aléatoire (ADN dans 98% des cas) EBV initie la prolifération cellulaire : expression de la protéine EBNA 1 (Epstein-Barr Nuclear Antigen). Cette prolifération va conduire à des instabilités génétiques, et de façon systématique des translocations : chr 8/14 (80% des cas), chr 8/2 et chr 8/22 (20% de cas) Chr 8 : porteur de MYC (facteur de transcription qui va activer les gènes impliqués dans la prolifération cellulaire) Chr 14 : chaines lourdes Ig 6/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h Chr 2 : chaines légè res λ Chr 22 : chaînes légères K 2. Cancer du nasopharynx - Touche les cellules épithéliales - Fréquent en Chine du Sud (zone d’endémie) parce qu’il y a probablement des cofacteurs environnementaux, alimentaires et génétiques. - Extrêmement rare en Europe d) Virus de l'hépatite B : HBV - Responsable de carcinome hépatocellulaire - Transmission : sang, salive, lait, sexuelle ⇒ Zones endémiques (presque tout le monde est infecté, prévalence trè s importante notamment à Taïwan) → transmission néonatale → dans 100% des cas on a une chronicité (importance de vacciner tôt car l’infection est trè s précoce) ⇒ Pays de l'ouest (Europe de l’Ouest/ Amérique du Nord) → ado, jeunes adultes → 0,5 à 3% de chronicité. Plus l’acquisition se fait jeune, plus le risque de chronicité est élevé. Pour l’HBV, 350 millions de personnes infectées dans le monde → 700,000 morts par an (essentiellement pays en voie de développement). Pour l'HPV, 300 millions de personnes infectées et 600,000 cas de cancers et 300,000 morts par an. Latence entre l'infection et développement du cancer : 20-50 ans (comme le cancer du col de l’utérus). 2 x plus de cas chez l'homme que chez la femme. 1. Carcinogenèse : 2 mécanismes → Expression d’une protéine virale HBx (codé par gène X), qui peut se retrouver soit : HBx nucléaire (au niveau du noyau) → transcription via AP2, c-EBP, CREB, ou coactivateurs et donc favoriser la transcription de gènes impliqués dans la prolifération. HBx cytoplasmique active ERKs, p38, voie RAS/RAF/MAPK → mitoses multipolaires, (puisque les cellules n’arrêtent pas de se diviser.) → Mutagenèse insertionnelle – le génome du virus s’intè gre dans la cellule On a pu identifier des gè nes à proximité desquels le génome du virus va s’intégrer. Cela va conduire à des gènes viro-cellulaires (ou gènes chimères) avec une partie virale et une partie cellulaire. Ces gènes chimères conduisent à des protéines chimères qui ont des propriétés oncogènes. Intégration du génome de l’HBV dans le génome de la cellule dans 80% des cas de cancer, pas de séquence consensus (ne créer pas de dommages). Mais intégration à proximité du gène codant la Cycline A2 ou hTert va entraîner des surexpressions et par conséquent on a des protéines de fusion suractivées. 2. Co-carcinogénèse : les autres facteurs de la carcinogenèse Alcool (cf. schéma, alcool peut entrainer un hépato carcinome indépendamment de l’VHB) 7/8 UE PAB Binôme Ju&Lu Pr. Pretet 18/10/2024 11h-12h Aflatoxine B1 : toxine (qu’on retrouve dans certains aliments : céréales, cacahuè tes) responsable de cancer du foie… Diéthylnitrosamine : produits chimiques de l'industrie. 3. Prévention Vaccin à partir d'Ag Hbs purifiés de patients infectés (1975 à Tours) Puis vaccin recombinant à partir de 1986 issu de production in vitro (beaucoup plus car sûrs moins de risques de transmission) Efficacité démontrée contre cancer du foie à Taïwan (zone d’endémie) chute drastique des cas de cancer du foie associé au virus de l’hépatite B suite à la campagne de vaccination. NB : A propos d’une polémique en France… Dans les années 90, campagne de vaccination scolaire de l’hépatite B vers 14 ans. Mais il y a eu des rumeurs sur des effets secondaires, une étude douteuse qui a fait un lien entre vaccin hépatite B et sclérose en plaques. Le ministère de la Santé a préféré arrêter de vacciner. A été ressenti comme un signal d’alerte contre la vaccination. Alors que ça n’a jamais été démontré… e) HCV : Virus de l'hépatite C (Flavivirus) 1970's : Certains patients transfusés développent des hépatites non A et non B alors que les dons de sang étaient testés négatifs à ces 2 hépatites. 1989 : Première séquence par clonage (technique moléculaire de caractérisation de séquence) et identification du virus de l’hépatite C. 1. Transmission par - Sang et produits sanguin - Hémodialyse - Transplantation d'organe - Drogues injectables A l’époque, 25% des patients qui portent le HCV sont VIH+. Grand problème années 80-90 avec émergence VIH (s’explique car les transmissions du VIH se faisaient notamment par voie injectable dûes aux drogues, on transmet le VIH mais aussi ce qui va avec). 170 millions de personnes infectées dans le monde. (Attention sur les chiffres car tout le monde n’est pas recensé.) - Persistance et chronicité d’infection dans 70% des cas → dans 20% de ces cas on a des cirrhose → et dans 20% des cas de ces cirrhoses on a des CHC (carcinome hépatocellulaire) soit 3% de la population infectée. Aujourd’hui il y a des traitements qui limitent la chronicité. 2. Carcinogenèse, pas encore trè s bien connue aujourd’hui HCV induit un phénotype « mutateur » - Via induction de cassure double brin - Accumulation de mutations dans les CHC Le virus induit un échappement au système immunitaire. Autres co-carcinogènes qui vont jouer un rôle : alcool (++), aflatoxine, environnement, alimentation, Aujourd'hui, il existe un traitement qui permet d'éliminer complètement le virus. 8/9