Papillomaviridae

Papillomaviridae
Papillomaviridae
Typ
16 Genera
118 Typen
“Spezies”
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomaviridae
Papillomaviridae
45-60 %
60-70 %
75 - 90 %
> 90 %
De Villiers et al.,2004, Virology 324,17- 27.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomavirus
Papillomaviridae
Besonderes Merkmal:
Sehr ausgeprägte Wirts- und Gewebe-Spezifität:
Replikation nur in ausdifferenzierten Keratinozyten in
Epithelien;
Schwierigkeit: Infektion und Vermehrung des Virus in
Zellkultur.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Struktur von Papillomaviren
Papillomaviridae
L1: 5 Moleküle L1 bilden 1 Pentamer; 72
Pentamere pro Viruspartikel; L1 Proteine
können sog. VLPs bilden.
80% der Proteine eines Viruspartikels bestehen
aus L1.
L2: Nicht essentiell für Virus-Zusammenbau;
Graphische Nachbildung eines
Viruspartikels: Durchmesser ca. 55 nm
Unterstützt die spezifische Verpackung der
Papillomvirus-DNA;
http://web.uct.ac.za/depts/mmi/stannard/papillo.html
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Gemeinsamkeiten mit Polymomaviren
Papillomaviridae
Genom:
episomal, mit Histonen assoziiert,
supercoiled.
Partikel:
unbehüllt; ikosaeder;
Transformierende Proteine:
ja
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Unterschiede zwischen Polyoma- und
Papillomaviren
Papillomaviridae
Polyoma
Papilloma
Genomgrösse
(BP)
5000
8000
Kodierende Stränge
beide
einer
Promoterverteilung
konzentriert
verteilt
Partikelgrösse (nm)
45
55
Strukturproteine
3
2
Frühe Proteine
Maximal 3
8
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Das Papillomavirus Genom:
Beispiel BPV
Late
Papillomaviridae
Early
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 65, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 65-3
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomavirus Transkripte (HPV-16):
Viele Transkripte durch alternatives SpleißenPapillomaviridae
Zhen Z-M and Baker CC. 2006. FrontBiosc 11: 2286-2302
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomavirus frühe Proteine
Protein Molekular- Funktion
Gewicht
(kD)
E1
68-85
HPV Genom-Replikation
E8/E2
48
31
28
Genom-Replikation (Rekrutierung von E1 an
den ori)
Trans-Aktivator
Trans-Repressor
Trans-Repressor
E3
?
? (nicht in allen Papillomviren)
E5
(human)
?
Transformierende Aktivität in HPV-16;
Interaktion mit EGF-Rezeptor
E1^E4
fusion
protein
?
Zytokeratin Kollaps (HPV16)
E6
~ 16
Interaktion mit p53 über Ubiquitin-Ligase und
und Induktion des Abbaus von p53; aktiviert
Telomerase
E2
E2
E7
Bindet RB-Protein: Dadurch Aktivierung von
E2F Genen;
E2-Proteine
Papillomaviridae
Trans-dominant
negativ
wirkende
Proteine
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 65, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 65-9
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Transkriptionsregulation durch E2
(Gesamtprotein)
Papillomaviridae
Reprimierende oder aktivierende Wirkung von E2 haengt von der Position der Bindungsstellen ab.
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 65, Lippincott, Williams and Wilkins, 2002 Fig. 65-10
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomvirus-Replikation in differenzierten
Papillomaviridae
Keratinozyten
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 65,
Lippincott, Williams and Wilkins, Fig. 65-4
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomvirus Genomzahlen in
verschieden differenzierten KeratinozytenPapillomaviridae
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomvirus-Replikation
Papillomaviridae
8 Genomreplikation (hohe Kopienzahl)
9 Transkription der späten Gene
10 Synthese von L1, L2
11 Zusammenbau der Viruspartikel
12 Zellkern Abbau;
13 Freisetzung des Virus.
Zelluläre Rezeptoren:
α6-Integrine; Heparine
1 Anheftung
2 Aufnahme in die Zelle
3 Endozytose
4 Freisetzung des
Genoms im Zellkern
5
6
7
Transkription der frühen Gene
Translation
Genomreplikation (mittlere
Kopienzahl)
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 65,
Lippincott, Williams and Wilkins, Fig. 65-6
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Humane Papillomviren
Papillomaviridae
Aus”Molekulare Virologie”,
Modrow, Falk, Truyen, 2.Auflage,
2003, Spektrum Akademischer
Verlag, Kap. 19l, Tab. 19.8.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Übertragung von HPV und Desinfektion
Papillomaviridae
Übertragung durch Kontakt mit:
infizierten Hautbereichen, insbesondere beim
Geschlechtsverkehr;
kontaminierten Gegenständen.
Desinfektion:
2% Glutaraldehyd;
1% Natrium hypochlorit;
Relativ Hitze-resistent (übersteht 65°C/30 Minuten);
Erhält Infektiösität ausserhalb seines Wirtes (z.B. auf Fussböden)
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Beispiele für gutartige Warzen verursacht von
Papillomaviridae
humanen Papillomviren
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Humane Papillomviren und anogenitale Tumore
Papillomaviridae
Sanclemente G and Gill DK. 2002. JEADV 16, 231-240
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Humane Papillomviren verursachen Tumore in
Papillomaviridae
der „Transformation Zone“
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Terminologie für Plattenepithel-Veränderungen
Papillomaviridae
Aus Fields Virology 4th edition, 2002, Chapter 66, Lippincott, Williams and Wilkins, Fig. 66-4
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Assoziation von HPV Infektion und anogenitale
Papillomaviridae
Tumore
ASC-US: atypical squamous cell of undetermined significance
LSIL: Low-grade squamous intraepithelial lesion
HSIL: High-grade squamous intraepithelial lesion
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Assoziation von HPV Infektion und anogenitale
Papillomaviridae
Tumore
ASC-US: atypical squamous cell of undetermined significance
LSIL: Low-grade squamous intraepithelial lesion
HSIL: High-grade squamous intraepithelial lesion
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Globale Häufigkeit von Cervix-Karzinom
Papillomaviridae
Schiffman M and Castle PH and Gill DK. 2005. NEJM 353;20; 2101-2104
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
HPV Infektion und Cervix-Karzinom
Papillomaviridae
Schiffman M and Castle PH and Gill DK. 2005. NEJM 353;20; 2101-2104
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Prophylaxe und Therapie von HPV-assoziierten
Papillomaviridae
Cervix-Karzinomen
Prophylaxe:
Regelmäßige Untersuchungen auf Anwesenheit von HPV DNA
und zytologische Veränderungen (Pap Test);
Vaccine vorhanden
Therapie:
Operative Entfernung der erkrankten Regionen;
Vaccine in der Entwicklung (z.B. gegen E6 und E7)
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
HPV-Genom
Papillomaviridae
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Integriertes HPV-Genom in einer CervixKarzinom Zellinie
Papillomaviridae
E2 inhibiert P97.
Bei der Integration von HPV wird häufig E2 zerstört. Das führt
zur Dysregulation der Expression der anderen E-Proteine.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Impfstoffe gegen HPV zur Prävention von HPVPapillomaviridae
assoziierte Cervixkarzinome
Zwei Vakzine:
VLPs (virus like particles), bestehend aus L1 Proteine;
Gardasil (Merck & Co, Inc)
gegen HPV Typ 6,11,16 und 18 (quadrivalent)
Cervarix (Glaxo Smith Kline)
gegen HPV Typ 16 und 18 (bivalent)
Impfung von heranwachsenden Mädchen (11-25);
3-malige Impfung (Gardasil)
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Ergebnisse von Studien zur Wirksamkeit von
Papillomaviridae
Gardasil:
100% wirksam zur Prävention der persistenten Infektion mit HPV-16,
-18, 6 und 11 und des Auftretens von CIN 2/3 bei Frauen im Alter
von 16-25 (Beobachtungszeitraum maximal 5 Jahren).
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
HeLa Zellen
Papillomaviridae
•
Zellinie aus einem hochgradig malignen humane
Cervix-Adenokarzinom;
Henrietta Lacke; 1920-1951
5 Kinder;
Molekulare Virologie
Transformiert mit HPV-18; Exprimieren E6 und E7
HeLa Zellinie:
(Zellkern rot, Zytoskelett grün)
Etabliert von George Otto Gey)
http://www.olympusfluoview.com/gallery/cells/
hela/images/helalarge.jpg
http://www.answers.com/topic/henrietta-lacks
•
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomaviren: Zusammenfassung
Papillomaviridae
1.
Viruspartikel: unbehüllt; enthalten ringförmige ds DNA Molek. (8000 bp)
2.
Proteine: Bis zu 8 regulator Proteine, 2 Strukturproteine
3.
Virale Expression
4.
1.
Mehrere Promoteren
2.
Mehrere mRNAs; Bildung durch alternatives Splicing
Replikation (= Virusvermehrung) abhängig von der Zelldifferenzierung in
Epithelien
5.
Human-Pathogene Vertreter verursachen anogenitale Tumore und
Cervixkarzinome
1.
Präventiver Impfstoff vorhanden;
2.
Kein antiviraler Wirkstoff bisher bekannt.
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011
Papillomaviridae
Molekulare Virologie
Ruth Brack-Werner; SS 2011