Oncogénesis e inmunología de la infección por el VPH

1. Oncogénesis e inmunología de la infección por el VPH • Autor: Alfonso Alba Menéndez • Centro: Instituto de Estudios Celulares y Moleculares de Galicia

2. Diagnósticos (VIH) • Asociados a patología (BRCA) • Pronósticos (K-ras) • Monitorización (bcr/abl) • …. /…. • INDEPENDIENTE • No aparece en pacientes sanos • Aparece en gran porcentaje de pacientes con patología • Su presencia implica enfermedad Reunión Anual de la Asociación Española de patología Cervical y Colposcopia ¿Qué es un marcador biológico? Es un parámetro que, aisladamente o en un entorno clínico, se asocia a una patología concreta o a su comportamiento Tipos de marcadores Marcador ideal

3. Reunión Anual de la Asociación Española de patología Cervical y Colposcopia HPV como marcador biológico • Su presencia no es asimilable a la existencia de patología • La infección por VPH, aun por tipos de alto riesgo, no se asocia directamente a un pronóstico • Aparece con una frecuencia poblacional elevada en individuos sanos No es un buen marcador diagnóstico ni pronóstico

4. Domenico Antonio Rigoni Stern 1842 Agente transmisible Cambios histológicos Carl Ruge and Johan Veit 1870 Hans Hinselmann 1925 Cambios morfológicos Cambios citológicos Georgos Papanicolau 1941 Harald Zur H Hausen 1980 HPV - Condilomas (1935, Syverton and Berry) Kary Mullis 1987 PCR Reunión Anual de la Asociación Española de patología Cervical y Colposcopia Evolución histórica 145 años

5. Conceptos generales (I) • La presencia de VPH de alto riesgo es necesaria para el desarrollo de la mayoría de los carcinomas cervicales y de sus lesiones precursoras. • Tipos de VPH por orden de riesgo acumulado: 16, 18, 45, 31, 33, 52, 58, 58, 35, 59, 56, 51, 39, 68, 73, 82, otros, X. • Los tipos 16 y 18 representan un riesgo acumulado de atribución de cánceres del 70,4% (54,6% y 15,8%, respectivamente). • La trasformación tumoral mediada por un VPH de alto riesgo viene definida por la capacidad de sus proteínas oncogénicas E6 y E7 para provocar la degradación de las proteínas celulares p53 y Rb, respectivamente.

6. Conceptos generales (II) • Las zonas de metaplasia, por sus características celulares, son más susceptibles a la infección por VPH. • Los virus no oncogénicos también pueden causar lesiones citohistológicas. • Los cambios histológicos visibles se suelen acompañar de alta carga viral. • La positividad para VPH, con citología normal, supone un riesgo del 25%-40% de presentar anomalías histológicas en los tres años siguientes.

7. Persistencia viral • • La mayoría de las infecciones por VPH tienden a regresar espontáneamente a la normalidad en más del 90% de los casos, aun con lesión histológica. • • La reinfección por el mismo tipo viral es infrecuente. • • El tipo viral más persistente es el VPH-16. • • La definición de persistencia es variable: • - Las lesiones por VPH.AR persisten casi el doble que las asociadas a VPH.BR. • - El tiempo medio de regresión de la lesión histológica se sitúa en torno a 15 meses (el porcentaje de regresión varía en función del grado pero no el tiempo). • - El tiempo medio de regresión de la infección por VPH de alto grado se sitúa entre seis meses y más de dos años y depende de factores como la edad, el VIH, el uso de preservativo, la carga inicial de virus, etc.

8. Parámetros clínicos Parámetros citológicos Parámetros moleculares Reunión Anual de la Asociación Española de patología Cervical y Colposcopia Estado actual “End point”

9. Progresión clonal • El precursor clonal necesario del carcinoma cervical es la CIN III. • La denominada CIN II es en muchas ocasiones sobrediagnosticada y tiene capacidad de regresión. • Los tipos virales no carcinogénicos pueden resultar en lesiones de tipo CIN II. • Las lesiones de alto grado y los carcinomas comparten anomalías celulares de tipo aneuploidía, inestabilidad genética y actividad telomerasa. • Las anomalías genéticas provocadas por la infección viral son la base de la selección de estirpes mutadas con capacidad de expansión clonal.

10. Progresión clonal Normal CIN1 CIN2 CIN3 Ca Reparación ASC-H HSIL Adenoca Normal ASC-US LSIL Ca escamoso

11. Persistencia y riesgo de carcinoma • La aparición de un carcinoma requiere la persistencia de un tipo de VPH carcinogénico y la existencia de alteración histológica. • La aparición de la lesión precursora, CIN III, requiere un plazo de entre siete y 15 años desde la infección, y el pico de presentación se sitúa entre los 25 y los 30 años. • El 40% de las infecciones por VPH-16 persistente desarrollarán una lesión CIN III a los cinco años, 20% del global. • La capacidad de transformación neoplásica dependerá del tipo de VPH, de la carga viral y del estado del virus. • Ciertas lesiones de bajo grado pueden presentar elevadas cargas virales, debidas en ocasiones a infecciones por múltiples tipos virales. • Los carcinomas pueden cursar con cargas virales muy bajas y siempre son monoclonales, aun cuando esté presente más de un tipo viral.

12. Inmunidad frente al VPH Tipos de inmunidad Natural Adaptativa Celular Humoral • El ciclo vital de los VPH hace que se propaguen en células descamadas, sin efecto citopático, por lo que a priori induce poca inmunidad natural. • La respuesta innata es capaz de eliminar antígenos antes de permitir el montaje de una respuesta adaptativa. • Esta dilación temporal para montar la respuesta hace que los VPH adquieran mecanismos de evasión al sistema inmune. • De cualquier modo, existe un nivel básico de respuesta que justifica que la infección por tipos recurrentes sea poco frecuente.

13. Respuesta humoral adaptativa Respuesta celular IL-2; IL-12 IFN-g Células T efectoras Linfocito T CTL+8 CD 4 Th1 CD40 L IL-4; IL-5 TCR CD40 CD 28 Células B plasmáticas (Ac) IL-6; IL-10 HLA II Péptido viral Th2 B7 Respuesta humoral Célula de Langerhans

14. p53 + E6 Degradación de p53 Rb +E7 Degradación de Rb Mecanismo de bloqueo de proteínas celulares p97 LCR p105 E6 E7 E2 VPH de alto riesgo

15. VPH negativo VPH positivo Infección persistente ≥ CIN II/CIN III Cáncer invasivo Modelo de carcinogénesis Actividad sexual Tabaquismo Embarazo Factor “masculino” Edad/VPH-16 Infección múltiple Tabaquismo Chlamydia Edad Tipo de VPH Edad/VPH-16 Infección múltiple Tabaquismo Chlamydia Multiparidad No anticonceptivosde barrera HLA? Tabaquismo Multiparidad Uso de anticonceptivos orales a largo plazo

16. Ausencia de respuesta inmune celular Ausencia de reparación genética Factor causal Selección clonal Cambios en la diferenciación Viabilidad genética Estirpe celular tumoral Epitelio sano Cambios moleculares Cambios genéticos Cambios a nivel celular Cambios en la arquitectura tisular Evidencia clínica HPV Marcadores Infección Afectación celular Afectación histológica Afectación clínica Reunión Anual de la Asociación Española de patología Cervical y Colposcopia Modelo de carcinogénesis

17. Evolución de la patología Reunión Anual de la Asociación Española de patología Cervical y Colposcopia Marcadores Infección Respuesta huésped Persistencia viralProgresión Coilocitosis Hiperplasia / anaplasia Anticuerpos anti HPV Presencia de HPV PCR HC SB Hibridación Apoptosis Ac- HPV, NK, CTL8+ Presencia de HPV Clonalidad Carga viral? Integración? ?

18. Aumento de la expresión de proteínas oncogénicas por integración viral E6 LCR E7 E1-E2

19. Transcripción a ARNm Traducción a proteína ARN mensajero. Producción de proteínas virales ADN E6 ADN E6

20. Proteína viral ADN viral Comportamiento diferencial de las lesiones

21. En casos de integración, la cantidad de proteína está aumentada con independencia de la carga viral ADN E6 VPH-16 Región E6 Región E2 Proteína E6 VPH-16 Integración En cada célula, la carga de VPH es proporcional a la cantidad de oncoproteína Modificaciones en la expresión de proteínas virales

22. Carga vírica total 116.000 copias Carga vírica total 116.000 copias El potencial de transformación no sólo depende de la carga total sino de la carga por unidad celular Carga relativa: 50 virus/célula Carga relativa: 1.600 virus/célula En cada célula, la carga de VPH es proporcional a la cantidad de oncoproteína Carga viral total En casos de integración, la cantidad de proteína está aumentada con independencia de la carga viral

23. E6 VPH E2 Gen control constitutivo Copia única por célula 16.000 células 165.000 VPH 10,3 VPH/células Carga viral relativa

24. E2 E6 Control Valoración de la integración E6 E2 Ratio E6/E2≈ 1

25. Ratio E6/E2 >1 Integración viral E6 E2

26. Conclusiones (I) • La capacidad individual de transformación neoplásica depende de factores asociados a la necesaria infección por tipos de alto riesgo. • El VPH-16, además de ser el más frecuente, es el tipo viral con más capacidad de persistencia. • La progresión histológica requiere la persistencia de la infección viral, y se ha demostrado regresión de lesiones, incluso de alto riesgo, tras más de dos años de infección por tipos de alto riesgo.

27. Conclusiones (II) • Los anticuerpos anti-VPH (naturales o por vacunación) protegen frente a las nuevas infecciones y son específicos de tipo. • La respuesta ante una infección establecida depende de la inmunidad celular, que no es tipo-específica ni depende de la presencia de anticuerpos. • Los datos de carga e integración viral están en estudio. Debe distinguirse entre carga viral total (cantidad total de VPH en tejido) y carga viral relativa (número de VPH por unidad celular).