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Mallory E. Hardena,b e Karl Mungerb aProgram in Virology, Division of Medical Sciences, Harvard Medical School, Boston, MA, 02115, EUA Os papilomavírus humanos são pequenos vírus de DNA com tropismo por epitélio escamoso. Um aspecto único da biologia molecular do papilomavírus humano envolve a dependência do estado de diferenciação da célula epitelial hospedeira para completar o ciclo de vida viral. Um pequeno grupo desses vírus são os agentes etiológicos de vários tipos de cânceres humanos, incluindo carcinomas do trato oral e anogenital. Esta revisão enfoca a biologia molecular básica dos papilomavírus humanos. Publicado na forma final editada como: . 2017; 772: 3–12. doi:10.1016/j.mrrev.2016.07.002. Com uma prevalência de 70 milhões de casos e uma incidência de 14 milhões de novas transmissões a cada ano, as infecções por papilomavírus humano (HPV) do trato anogenital são as doenças sexualmente transmissíveis mais comuns nos EUA [1]. Os HPVs de alto risco (HR) são os agentes causadores do câncer cervical e, em todo o mundo, estima-se que 500.000 casos de câncer cervical ocorram a cada ano, resultando em mais de 250.000 mortes [2]. O câncer cervical é o 4º câncer mais comum em mulheres e o 7º câncer mais comum em geral [3]. A carga do câncer do colo do útero é desproporcionalmente alta em países de baixa renda devido à escassez de recursos para implementar programas generalizados de triagem, vacinação e tratamento [4]. Embora existam vacinas seguras e eficazes para a prevenção da infecção pelo HPV, elas não protegem as pessoas já infectadas com o HPV e não protegem contra todos os tipos de HPV. Portanto, estudos contínuos da biologia molecular do HPV são necessários para desenvolver melhores técnicas de triagem e vacinas profiláticas para a prevenção da infecção pelo HPV, bem como melhores opções terapêuticas, incluindo vacinas, para o tratamento da infecção pelo HPV. bDepartamento de Biologia do Desenvolvimento, Molecular e Química, Tufts University School of shows res Medicine, Boston, MA, 02111, EUA Palavras-chave Papilomavírus humano; câncer cervical; oncogene; Supressor de tumor; diferenciação epitelial; vacina showsres BIOLOGIA MOLECULAR DO PAPILOMAVIRUS HUMANO Abstrato 1.1 Introdução Autor para correspondência: Endereço para correspondência: 150 Harrison Avenue, Jaharis 607, Boston, MA, 02111. Telefone (617) 636-0306; Fax: (617) 636-2990, karl.munger@tufts.edu. Isenção de responsabilidade do editor: este é um arquivo PDF de um manuscrito não editado que foi aceito para publicação. Como um serviço aos nossos clientes, estamos fornecendo esta versão inicial do manuscrito. O manuscrito passará por edição de cópia, composição e revisão da prova resultante antes de ser publicado em sua forma citável final. Observe que durante o processo de produção podem ser descobertos erros que podem afetar o conteúdo, e todas as isenções legais que se aplicam à revista se aplicam. Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito HHS Public Access Autor manuscrito . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. Machine Translated by Google As primeiras ORFs do HPV incluem E1, E2, E4, E5, E6, E7 e E8 [10, 11] (ver Figura 1). E1 codifica uma helicase de DNA viral dependente de ATP [12] que pode se ligar à origem de replicação rica em AT e as proteínas E2 funcionam na transcrição viral, replicação e particionamento do genoma. A proteína E2 completa codifica um ativador transcricional. Em contraste, uma forma truncada de E2 transcrita de um ATG interno e a proteína de fusão E8^E2 reprimem a transcrição [13]. O E4 está embutido no gene E2 e é expresso principalmente como uma proteína de fusão E1^E4 durante os estágios finais do ciclo de vida viral. E4 se liga aos filamentos de citoqueratina, interrompendo sua estrutura, e acredita-se que desempenhe um papel no escape viral das camadas epiteliais cornificadas [14]. E5 é uma pequena proteína transmembranar, que tem sido melhor estudada com o papilomavírus bovino tipo 1 (BPV1). O BPV1 E5 é uma proteína transmembrana oncogênica pequena, hidrofóbica e de passagem única que forma dímeros e interage e ativa os receptores tirosina quinase, incluindo os receptores EGF e PDGF. Semelhante nupapilomavírus 51 betapapilomavírus Apenas uma fita do genoma de DNA de fita dupla é usada como modelo para transcrição e essa fita codificadora contém três regiões genômicas, incluindo aproximadamente dez quadros de leitura aberta (ORFs) mostrados na Figura 1. Muitas proteínas virais são expressas a partir de mRNAs policistrônicos [9, 10]. A região inicial (E) contém até sete ORFs que codificam proteínas reguladoras virais e a região tardia (L) codifica as duas proteínas do capsídeo viral. Cada ORF na região inicial é designado “E” seguido por um numeral, indicativo do comprimento do ORF. A terceira região do genoma tem sido referida como a região de controle longo (LCR), a região reguladora upstream (URR) ou a região não codificante (NCR). Essa região genômica contém a origem da replicação do DNA, bem como as sequências de controle da transcrição [8]. . O , 84 Papillomaviridae Gamapapilomavírus Papillomaviridae Os HPVs são vírus de DNA não envelopados com tropismo pelo epitélio escamoso. Cada partícula viral consiste em um capsídeo icosaédrico de cerca de 60 nm de diâmetro, contendo uma única molécula de DNA circular de fita dupla de aproximadamente 8.000 pares de bases [8]. 1.3.1 Proteínas Virais Os HPVs são membros de uma família distinta de vírus, a família é dividida em 39 gêneros [5, 6], com base na identidade de sequência L1 de 60% ou mais, com cada gênero designado por uma letra do alfabeto grego. PVs dentro de um gênero que compartilham 60-70% de identidade de sequência L1 são denominados uma espécie [5, 6]. Além disso, dentro de uma espécie, PVs com 71-89% de identidade de sequência L1 são considerados um tipo [5, 6]. A partir de 2016, 205 tipos diferentes de HPV foram identificados, que foram categorizados em cinco gêneros, incluindo os seguintes: 65 4 , [7]. Pelo menos mais 19 tipos adicionais foram identificados, no entanto, esses vírus estão atualmente pendentes de classificação. Os HPVs com 90-98% de identidade de sequência L1 são denominados subtipos e aqueles com > 98% de identidade de sequência L1 são considerados variantes [5]. Indiscutivelmente, os HPVs do gênero alfa são da maior importância médica, pois estão associados a cânceres orais e de mucosas, bem como cânceres do trato anogenital. A Tabela 1 inclui um resumo dos principais genótipos do HPV e suas doenças associadas. Em papilomavírus Alfapapilomavírus e um únicoAutor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito , 1.2 Classificação do HPV 1.3 Estrutura e Organização do Virion e do Genoma Harden e Munger Página 2 shows . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril.res Machine Translatedby Google Página 3Harden e Munger shows . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril.res Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Os primeiros HPVs associados ao câncer foram os beta-HPV5 e 8. Eles foram detectados em verrugas e cânceres que surgiram em pacientes com uma doença genética rara, Epidermodisplasia verruciforme (EV) [20, 21]. A maioria desses pacientes carrega mutações em um dos dois genes EVER, EVER1 e EVER2 (também referidos como TMC6 e TMC8, respectivamente), localizados no cromossomo 17q25.3 [22]. Embora a base molecular permaneça enigmática, os pacientes com EV não conseguem eliminar com eficiência as infecções por HPV beta e desenvolver verrugas por todo o corpo. Essas verrugas podem sofrer progressão maligna em áreas do corpo expostas ao sol. Os HPVs beta também contribuem para os cânceres de pele não melanoma que surgem como uma complicação frequente em pacientes com transplante de órgãos imunossuprimidos de longo prazo. Ainda não está claro se os HPVs beta contribuem para a formação de câncer de pele não melanoma em pacientes que não são imunossuprimidos sistemicamente (revisado em [23-25]). É importante notar que as sequências de HPV não são detectadas em todas as células tumorais, sugerindo que esses vírus podem contribuir para a indução do tumor, mas podem não ser necessários para a manutenção do estado transformado. Estudos com camundongos transgênicos mostraram que E6, E7 e exclusivamente E2, cada um tem atividades oncogênicas. Notavelmente, L1 irá montar espontaneamente em partículas semelhantes a vírus, que é a base para as formulações de vacinas profiláticas atualmente disponíveis, discutidas com mais detalhes na seção 1.8 [19]. Os aproximadamente 40 HPVs alfa que infectam o epitélio da mucosa são classificados como de baixo risco (LR) ou HR com base em sua associação clínica com verrugas ou lesões geralmente benignas que têm propensão à progressão maligna. Os HPVs LR, por exemplo, HPV6 e HPV11, causam verrugas genitais ou hiperplasia epitelial focal oral (doença de Heck), dependendo do local da infecção. Os HPVs HR, como o HPV16 e o HPV18, causam neoplasia intraepitelial, que pode evoluir para carcinoma invasivo. Os HPVs HR são os agentes causadores de aproximadamente 5,2% de todos os cânceres humanos em todo o mundo e o carcinoma cervical associado ao HPV HR é o 4º câncer mais comum entre as mulheres em todo o mundo [26-28]. Quase todos os cânceres cervicais são causados por HPVs HR e dois tipos, HPV16 e HPV18, são detectados em até 70% de todos os cânceres cervicais [29]. As infecções por HPV HR também representam 95% dos cânceres anais, 70% dos cânceres orofaríngeos [30], 60% dos cânceres vaginais, 50% dos cânceres vulvares e 35% dos cânceres penianos [31]. O HPV16 é de longe o tipo de HPV mais prevalente detectado nesses cânceres. Os cânceres associados ao HPV geralmente representam infecções não produtivas, conforme descrito com mais detalhes na seção 1.6. atividades também foram atribuídas ao HPV E5, que codifica proteínas transmembrana multipass que compartilham apenas similaridade de sequência limitada com BPV1 E5 [15]. As proteínas HPV E5 também foram relatadas como desempenhando um papel na apoptose e na evasão da resposta imune [15]. O HPV E6 e E7 conduzem a entrada no ciclo celular para permitir a amplificação do genoma nas camadas epiteliais superiores. As proteínas HR HPV E6 têm atividades oncogênicas. Eles se ligam e degradam p53, bem como proteínas celulares PDZ, e ativam a telomerase [16]. As proteínas HR HPV E7 se ligam e degradam o supressor de tumor de retinoblastoma, pRB, e contribuem para a progressão maligna por induzir instabilidade genômica [17, 18]. A região tardia codifica as proteínas do capsídeo principal (L1) e secundária (L2) (ver Figura 1). Dado que o L1 ORF é o mais conservado entre os PVs, é usado para organização filogenética e classificação do HPV. 1.4 HPV e câncer Machine Translated by Google 1.5 Infecção Produtiva e Ciclo de Vida do HPV Harden e Munger resshows página 4 . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. genomas ou plasmídeos repórter e podem ser produzidos de forma semelhante. Dada a sua relativa facilidade de produção, VLPs e pseudovírus têm sido as principais ferramentas utilizadas para estudar a estrutura, montagem, entrada e infecciosidade do HPV. Devido à requintada especificidade das espécies de PVs, não foi estabelecido um modelo animal que recapitule de perto a infecção e a doença por HPV em humanos. Em 2010, um novo papilomavírus (MmuPV) foi identificado no camundongo doméstico comum ( ), permitindo estudos de PVs em camundongos de laboratório pela primeira vez [35]. 1.5.1 Métodos para estudar o ciclo de vida viral Partículas semelhantes a vírus (VLPs) são produzidas pela expressão ectópica de L1 isoladamente ou em combinação com L2 em células de mamíferos. Pseudovírus são VPLs que contêm vírus As únicas células capazes de sofrer divisão celular no epitélio escamoso são as células basais. Consequentemente, os PVs devem infectar especificamente essas células para permitir o estabelecimento de uma infecção persistente. As células na camada epitelial basal consistem em células-tronco e células amplificadoras de trânsito. Para que uma infecção por HPV seja persistentemente mantida, as células-tronco epiteliais na camada basal devem ser infectadas [36, 37]. No entanto, como as células epiteliais basais são protegidas por várias camadas de células diferenciadas, elas não são facilmente acessíveis e o vírus deve infectar essas células protegidas por meio de microferidas que expõem as camadas epiteliais inferiores [8]. Além disso, as células localizadas na zona de transformação escamocolunar no colo do útero e no ânus demonstraram ser particularmente acessíveis e vulneráveis à infecção pelo HPV [38]. 1.5.2 Infecção por HPV Uma característica do ciclo de vida do HPV é sua estreita associação com o programa de diferenciação do epitélio escamoso do hospedeiro infectado (ver Figura 2). Os HPVs primeiro infectam células epiteliais basais indiferenciadas e, em seguida, a progênie viral é produzida em células filhas diferenciadas nas camadas epiteliais superiores [32]. 1.5.3 Anexo e Entrada Viral Os vírions se ligam inicialmente aos proteoglicanos de sulfato de heparano (HSPGs), que servem como receptores primários de ligação nas células basais ou na membrana basal exposta resultante de trauma epitelial ou permeabilização [39]. A ligação L1 inicial aos HSPGs induz alterações conformacionais no capsídeo do vírus, resultando em perda de afinidade para o receptor primário e transferência do vírus para um receptor de entrada ainda mal caracterizado. Se essas alterações conformacionais podem ou não ser causadas pela ciclofilina B [40] permanece um assunto de discussão. Historicamente, tem sido difícil estudaro ciclo de vida do PV em laboratório. Culturas de jangada organotípicas, nas quais células epiteliais são cultivadas em uma matriz contendo fibroblastos na interface ar-líquido, onde formam uma estrutura estratificada semelhante à pele, forneceram o avanço necessário para recapitular o ciclo de vida viral completo e produzir HPV infeccioso no tecido cultura [33, 34]. A infecção de camundongos por MmuPV se assemelha mais à infecção humana por PVs cutâneos e as informações obtidas de estudos de infecções por MmuPV de camundongos de laboratório podem ser úteis para entender melhor a patogênese humana associada ao HPV. músculo do rato Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google shows Página 5Harden e Munger res . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. O vírus é endocitado através de um mecanismo potencialmente novo, semelhante à macropinocitose, que é independente de clatrina, caveolina e balsa lipídica [49]. Os vírions são então traficados através do sistema endossomal, onde sofrem mais mudanças estruturais que resultam em desrevestimento parcial [50]. Durante o desrevestimento viral em endossomos acidificados, a ciclofilina B ajuda na dissociação de L1 do complexo L2/genoma viral e L1 é direcionado aos lisossomos para degradação [51]. A proteína menor do capsídeo, L2, medeia a entrega do genoma viral do endossoma inicial para a rede trans de Golgi por meio de interações diretas com o complexo retrômero [52, 53]. Especificamente, L2 associa- se à classificação da nexina 17 para permitir o escape do complexo L2/genoma viral dos compartimentos endossomais tardios [54]. Essa interação é conservada em vários tipos de HPV e é essencial para a infecção viral [55]. A internalização dos capsídeos da superfície celular é assíncrona e pode levar de duas a quatro horas, com alguns capsídeos permanecendo na superfície por muito mais tempo do que outros. Os capsídeos na superfície são impulsionados por movimento direcionado (surf) dos filopódios para o corpo celular via fluxo retrógrado de actina [44, 45]. Um atraso de um a três dias pode ocorrer entre a ligação da superfície celular e a transcrição do genoma viral [46, 47]. No entanto, se as células infectadas estiverem próximas da mitose, a entrada nuclear e a detecção da expressão do gene viral podem ocorrer muito antes da infecção [48]. L2 também interage diretamente com a nexina 27 de triagem, outro membro do complexo retrômero do hospedeiro, para auxiliar no tráfego viral [56]. O movimento do vírus através do citoplasma para o núcleo provavelmente ocorre ao longo dos microtúbulos através da associação de vesículas associadas a L2 com as cadeias leves de dineína da proteína motora [57, 58]. A entrada do genoma viral no núcleo requer mitose [59] e esse processo é mediado por L2. Após a entrada nuclear, L2 e o genoma viral colocam-se em domínios ND10, que é uma etapa crítica no estabelecimento da infecção e permite a transcrição do genoma viral [60]. 1.5.4 Replicação do genoma e expressão gênica Com base em estudos de linhagens celulares, acredita-se que o número de cópias epissomais seja de aproximadamente 200 cópias por célula [62]. No entanto, usando métodos de captura a laser, 50-100 cópias por célula foram detectadas na camada basal de verrugas produtivas [61]. Os genomas virais se replicam uma vez por ciclo celular, em média, durante a fase S, garantindo a infecção persistente das células basais. Nesta fase “latente” do ciclo de vida viral, acredita-se que os genomas do HPV persistam nas células epiteliais basais por anos a décadas. No entanto, em algum momento, deve ocorrer uma mudança da replicação estável (manutenção do genoma) para a replicação vegetativa do DNA viral para permitir a produção de genomas para empacotamento em virions. Pouco se sabe sobre o mecanismo que regula esse interruptor. controvérsia. Por fim, o terminal amino L2 é exposto, tornando-o suscetível à clivagem por proteases relacionadas à furina, o que é necessário para a infecção por alguns HPVs [41-43]. Após a infecção, a amplificação inicial do genoma ocorre antes da manutenção do genoma viral nos núcleos das células epiteliais basais infectadas. O DNA viral é mantido nas células epiteliais basais como um plasmídeo ou epissoma multicópia estável. E1 e E2 estão entre as primeiras proteínas virais a serem expressas e, embora se pense que a amplificação inicial requer E1 e E2, E1 pode não ser necessária quando o número de cópias virais atingir um limite de 50 a 100 cópias [61]. Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google shows página 6Harden e Munger res . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. As proteínas HPV E6 de alto risco inativam o supressor de tumor p53 direcionando-o para a degradação proteossomal por meio da ubiquitina ligase E3 associada, UBE3A (E6AP). Esta ação bloqueia as atividades antiproliferativa e pró-apoptótica de p53 em resposta a danos no DNA e estresse celular causado pela entrada aberrante da fase S [69]. A expressão do HR HPV E6 também aumenta a atividade da telomerase, permitindo a manutenção da integridade dos telômeros, apesar das repetidas divisões celulares [70-72]. Além disso, as proteínas HR HPV E6 têm como alvo o domínio PDZ celular contendo proteínas que regulam o contato celular e as vias de sinalização [73, 74]. As proteínas LR HPV E6, embora capazes de interagir com UBE3A, não se ligam diretamente a p53, mas podem direcionar a atividade transcricional de p53 indiretamente por ligação a p300 e/ou TIP60 [75] [76]. Duas proteínas do HPV, E1 e E2, estão ativamente envolvidas na replicação do genoma viral. E1 é a única enzima codificada viralmente e funciona como uma helicase dependente de ATP [12]. E1 se liga a sequências ricas em AT na origem da replicação com fraca afinidade e é necessária para iniciação e alongamento da síntese de DNA viral. E2 estabiliza a ligação de E1 à origem de replicação, interagindo com sequências ACCN6GGT adjacentes à origem, resultando em ligação de alta afinidade do complexo E1/E2 à origem de replicação [13]. Os HPVs não codificam nenhuma outra enzima de replicação e devem sequestrar a maquinaria de síntese de DNA do hospedeiro para realizar a replicação do genoma viral. E1 e E2 recrutam DNA polimerases celulares e outras enzimas acessórias essenciais para permitir a replicação do genoma viral. Normalmente, as células em diferenciação não seriam capazes de suportar a síntese de DNA, uma vez que se retiraram do ciclo celular ao sair da camada basal do epitélio. No entanto, os HPVs são capazes de ativar a maquinaria de replicação do DNA celular para permitir a síntese vegetativa do DNA viral por meio das ações de E6 e E7. Além disso, as proteínas LR HPV E6 não ativam a atividade da telomerasee não possuem o domínio de ligação PDZ C-terminal. As proteínas Beta HPV E6 não parecem ter como alvo nenhuma dessas vias, mas foi relatado que inibem a sinalização NOTCH e TGFÿ por associação com as proteínas MAML e SMAD, respectivamente [77-80]. As atividades bioquímicas e biológicas de E6 e E7 são revisadas com mais detalhes em outro artigo desta edição. Os HPVs sequestram as vias de sinalização ATR e ATM DDR para sua diferenciação E6 e E7 contribuem para o ciclo de vida viral modificando o ambiente celular para permitir a amplificação do genoma viral em células diferenciadas terminalmente paradas, que normalmente seriam incompetentes para a replicação do DNA. Em particular, HR E6 e E7 impulsionam a proliferação celular nas camadas basal e parabasal, causando um aumento no tamanho da área infectada inicial. Muitas proteínas E7 do papilomavírus têm como alvo o supressor de tumor de retinoblastoma pRB e as "proteínas de bolso" relacionadas p107 e p130 [18, 63-66]. As proteínas HR HPV E7 têm como alvo as proteínas pocket para degradação através do sistema ubiquitina/proteassoma. Ao se ligar e/ou desencadear a degradação de proteínas de bolso, E7 causa a liberação de membros da família E2F de complexos repressores transcricionais ligados a proteínas de bolso. Isso resulta na ativação constitutiva de programas de expressão de genes modulados por E2F que controlam a síntese de DNA e a proliferação celular [67]. Além disso, algumas proteínas do HPV E7 evitam o desencadeamento da parada G1 durante a diferenciação das células epiteliais, inativando os inibidores de CDK2, CDKN1A e CDKN1B (revisto em [68]). A replicação vegetativa do DNA viral ocorre nas células em diferenciação do epitélio escamoso. É importante notar que a infecção por HPVs induz uma resposta de dano ao DNA (DDR) e Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google Harden e Munger . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril.res página 7 shows A conclusão do ciclo de vida viral envolve a saída do ciclo celular e a expressão de L1 e L2 para permitir o empacotamento do genoma. A montagem do vírion ocorre nos núcleos dos queratinócitos terminalmente diferenciados, nos quais ocorreu a replicação do genoma viral e a expressão de proteínas virais [8]. A entrada nuclear de L1 e L2 é mediada por carioferinas celulares [86, 87], que transportam moléculas entre o núcleo e o citoplasma. L1 pode montar em VLPs e L2 pode aumentar a eficiência desta reação [88, 89]. O empacotamento do genoma viral não é pensado para ser específico da sequência [90] e pode envolver um mecanismo de determinação de tamanho [8]. A maturação das partículas virais ocorre nas camadas superiores do epitélio escamoso diferenciado terminalmente, onde as partículas são expostas a um ambiente oxidante. Esse processo de maturação envolve o acúmulo de ligações dissulfeto entre as proteínas L1, resultando na condensação do capsídeo, aumentando assim sua estabilidade e resistência à digestão proteolítica [91]. Os HPVs são não líticos e a disseminação viral ocorre devido à perda normal da integridade nuclear e citoplasmática durante a diferenciação terminal do queratinócito infectado [8]. O E4 também pode contribuir para a liberação do vírion ligando-se aos filamentos de citoqueratina e interrompendo sua estrutura [14]. Os cânceres associados ao HPV HR frequentemente representam infecções não produtivas, nas quais as proteínas virais são expressas, mas nenhum vírus infeccioso é produzido. A desregulação da expressão gênica viral pode ser causada pela integração do genoma viral em lesões pré-malignas de alto grau, muitas vezes resultando na expressão de apenas duas proteínas virais, E6 e E7. Tais eventos de integração freqüentemente causam interrupção ou deleção da ORF E2, que codifica um repressor transcricional da expressão E6/E7 [92, 93]. Assim, a expressão de mRNA E6/E7 pode ser maior a partir de subgenomas de HPV integrados. Além disso, os mRNAs E6/E7 produzidos a partir de genomas integrados foram relatados como mais estáveis do que os mRNAs expressos a partir de genomas epissomais [94]. Uma ampla análise do genoma dos genomas do HPV em lesões cervicais e cânceres mostrou que os sítios de integração do HPV frequentemente flanqueiam diretamente as aberrações cromossômicas que incluem amplificações focais, rearranjos, deleções e/ou translocações [95]. Com base em um modelo de “looping”, essas alterações genômicas do hospedeiro são desencadeadas quando a replicação e recombinação do DNA mediadas por integrantes do HPV formam concatemeros de DNA do hospedeiro viral. Isso também resulta na amplificação de E6 e E7 contendo fragmentos do genoma viral [95]. É interessante notar, no entanto, que alguns cânceres cervicais retêm genomas virais na forma epissomal [96-98]. Nestes casos, a expressão do gene viral é provavelmente desregulada por modificações epigenéticas aberrantes do genoma viral (revisto em [99]). Portanto, a expressão de E6 e E7 está desregulada em carcinomas cervicais em múltiplos níveis e a expressão de genes celulares flanqueando sítios de integração do genoma viral pode 1.5.5 Montagem, Maturação e Liberação Viral ciclos de vida dependentes (revisto em [81]). A via ATM é particularmente importante para a amplificação do genoma dependente de diferenciação. O HPV E1 e E7 ativam o ATM DDR e o E2 também pode modular esta via através da ligação a E1 [82, 83]. Além disso, a via ATR parece desempenhar um papel na replicação do HPV em células indiferenciadas, afetando a manutenção epissomal [84, 85]. 1.6 Infecção e transformação não produtiva do HPV Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google página 8 shows res . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. Harden e Munger também pode ser comprometido, pelo menos nos casos em que ocorreu a integração do genoma viral [100]. Além disso, na doença cervical, acredita-se que a expressão de E6 e E7 seja a base dos fenótipos neoplásicos distintos (revisado em [62]). Acredita-se que a expressão de E6 e E7 aumente durante a progressão da neoplasia intraepitelial cervical 1 (CIN1) para CIN3 e, dada a capacidade do HR, mas não das proteínas LR HPV E6 e E7, de desencadear instabilidade genômica, a expressão de E6 e E7 contribui de forma importante para progressão [101, 102]. Um estudo recente mostrou que os carcinomas cervicais contêm mutações recorrentes em genes celulares, incluindo EP300, FBXW7, PIK3CA, HLA-B, TP53, MAPK1, PTEN, ERBB2, NFE2L2 e STK11 [100]. A vacinação é a única medida eficaz para prevenir a infecção pelo HPV, e o desenvolvimento de uma vacina profilática contra o HPV foi amplamente saudado como uma conquista histórica. A vacinação contra o HPV está em vigor desde 2006 e as três vacinas profiláticas atualmente disponíveissão compostas por proteínas recombinantes do capsídeo L1 do HPV que se automontam em VLPs e induzem a produção de anticorpos específicos de tipo neutralizante de alto nível, provocando um forte sistema imunológico mediado por células B resposta [8]. Todas as três vacinas são administradas em três injeções durante um período de seis meses e a resposta imune à vacinação é superior à resposta à infecção natural, proporcionando imunidade de longo prazo [111, 112]. Gardasil® foi a primeira vacina contra o HPV aprovada e inclui VLPs dos HPVs LR (HPV6, HPV11) e HR (HPV16, HPV18) mais prevalentes. Outra vacina contra o HPV, Cervarix®, foi desenvolvida pela GlaxoSmithKline (GSK) e é uma vacina bivalente direcionada ao HPV16 e HPV18. Em 2014, a FDA aprovou a mais nova vacina contra o HPV, Gardasil 9®, que protege contra 9 tipos de HPV, incluindo HPV16, 18, 6, 11, 31, 33, 45, 52 e 58. Os cinco genótipos adicionais de HPV Gardasil 9® protege contra respondem por 15 a 20% adicionais do câncer cervical A triagem de rotina é fundamental para a detecção precoce do HPV e prevenção de doenças associadas e câncer. O esfregaço de Papanicolaou, ou teste de Papanicolau, tem sido o método de escolha para o rastreamento do câncer do colo do útero há mais de 60 anos [103]. Desde a sua implementação generalizada, as mortes por câncer do colo do útero diminuíram drasticamente. No entanto, o teste de Papanicolau tem uma taxa relativamente alta de falsos positivos, bem como de falsos negativos. Em 2014, a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA aprovou um teste de HPV baseado em PCR (o teste cobas HPV) que detecta os tipos e genótipos de HR HPV16 e 18, bem como 12 outros HPVs de HR, para triagem primária em câncer cervical [104 ]. Semelhante a muitos outros países, as diretrizes de triagem foram atualizadas nos EUA para recomendar a triagem primária de HPV como uma alternativa às estratégias de triagem baseadas em citologia [105]. As opções de triagem de rotina agora incluem citologia isolada, citologia em conjunto com teste de HPV com ou sem genotipagem ou triagem primária de HPV com genotipagem [106]. Acredita-se que a incorporação da genotipagem do HPV no rastreamento do câncer do colo do útero diminua a incidência de câncer do colo do útero, melhorando a detecção de NIC [107]. Embora tenha sido demonstrado que os preservativos reduzem o risco de infecção por HPV [108, 109], bem como um lubrificante, carragenina [47] e um microbicida à base de carragenina, Carraguard [110], o melhor e mais eficaz método de prevenção é a vacinação . 1.7 Prevenção de Doenças Associadas ao HPV e Câncer 1.8 Vacinação contra o HPV Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google Harden e Munger shows res . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. Página 9 casos [113]. Como resultado, a vacinação tem o potencial de prevenir cerca de 90% dos casos de câncer cervical [114]. O Comitê Consultivo sobre Práticas de Imunização (ACIP) atualmente recomenda uma das três vacinas contra o HPV para vacinação de rotina aos 11-12 anos de idade [115]. O ACIP também recomenda a vacinação para mulheres de 13 a 26 anos, homens de 13 a 21 anos e homens que fazem sexo com homens até os 26 anos, bem como indivíduos imunocomprometidos não vacinados anteriormente [115]. Antes da introdução das vacinas contra o HPV em 2006, estimava-se que uma mulher morria a cada 10 minutos como resultado do câncer cervical em todo o mundo [133]. Um declínio na prevalência do tipo de vacina de HPV de 56% foi observado durante um período de quatro anos nos EUA após a implementação de Cervarix® e Gardasil® [134]. Esses números são impressionantes, visto que a taxa de vacinação era relativamente baixa na época do estudo (~32%) [134]. Embora o benefício completo da proteção vacinal contra cânceres e doenças associados ao HPV não seja observado por várias décadas, os resultados até agora são extremamente promissores. Com o advento do Gardasil 9® em 2014 e a promessa de outras soluções profiláticas e terapêuticas Embora os efeitos das vacinas sobre a incidência de cânceres cervicais e outros cânceres relacionados ao HPV provavelmente não sejam percebidos por várias décadas [126], uma diminuição na incidência de infecções por HPV, lesões pré-cancerosas e verrugas genitais já foi demonstrada em vários estudos (revisado em [127]). No entanto, como essas vacinas são profiláticas, elas são projetadas para prevenir a ocorrência de infecção por HPV e não são mais eficazes uma vez que a infecção por HPV já tenha sido estabelecida [128]. Como resultado, várias vacinas terapêuticas contra o HPV, projetadas para tratar pacientes com infecção por HPV estabelecida ou mesmo aqueles com NIC, estão atualmente em desenvolvimento (revisado em [129]). A descoberta de inibidores de ponto de controle imunológico também revigorou muito esses esforços. No entanto, nenhuma vacina terapêutica contra o HPV está atualmente disponível no mercado. Cervarix® e Gardasil® têm excelentes perfis de segurança e demonstraram ser altamente eficazes contra infecções com seus respectivos tipos de HPV [116–120]. Ambas as vacinas também mostram alguma proteção cruzada limitada contra tipos de HPV não visados pelas vacinas [118, 119, 121, 122]. Em programas de vacinação com altas taxas de cobertura, essas vacinas demonstraram induzir imunidade coletiva [123–125]. Historicamente, o campo da pesquisa de PV experimentou muitos avanços interessantes desde a descoberta do primeiro PV animal por Richard Shope na década de 1930 [130]. A implementação generalizada do exame de Papanicolaou na década de 1960 reduziu muito a incidência e a mortalidade do câncer cervical [103]. A incidência de câncer cervical caiu pela metade de 1975 a 2012 nos EUA e, da mesma forma, a taxa de mortalidade por câncer cervical nos EUA em 2012 foi menos da metade do que era em 1975 [131]. Esses declínios dramáticos são devidos à detecção precoce do câncer cervical com o teste de Papanicolau e fornecem a validação mais convincente do conceito de que a detecção precoce pode diminuir drasticamente a incidência e a mortalidade do câncer. Embora um teste citológico semelhante seja usado para detecção precoce de câncer anal em populações de alto risco [132], é importante observar que atualmente não existem procedimentos semelhantes para a detecção precoce de câncer orofaríngeo associado ao HPV. 1.9 Considerações FinaisAutor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google 3. Bray F, Ren JS, Masuyer E, Ferlay J. Estimativas globais de prevalência de câncer para 27 locais no adulto 2. Schiffman M, Castle PE, Jerome J, Rodriguez AC, Wacholder S. 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[PubMed: 15183049] . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril. Harden e Munger página 10 A pesquisa no grupo de autores é apoiada pela concessão PHS R01 CA066980 (KM). MEH é suportado por F31 CA180516. shows res vacinas atualmente em desenvolvimento, é provável que a carga de doenças associadas ao HPV e câncer diminua ainda mais dramaticamente. Agradecimentos ReferênciasAutor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Autor Manuscrito Machine Translated by Google Harden e Munger . Manuscrito do autor; disponível no PMC 2018 em 01 de abril.res página 11 shows 254. [PubMed: 14571065] 33. Meyers C, Frattini MG, Hudson JB, Laimins LA. Biossíntese do papilomavírus humano a partir de uma linha celular contínua após diferenciação epitelial. Ciência. 1992; 257:971–973. [PubMed: 1323879] 22. Ramoz N, Rueda LA, Bouadjar B, Montoya LS, Orth G, Favre M. Mutações em dois novos genes adjacentes estão associadas à epidermodisplasia verruciforme. Nat Genet. 2002; 32:579–581. 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