Онкогенные ДНК содержащие вирусы - механизмы онкогенеза

Онкогенные вирусы (греч. onkos масса, опухоль + gennao создавать, производить; вирусы: син. онковирусы) - группа вирусов, обладающих способностью обусловливать трансформацию нормальных клеток эукариотов в опухолевые.

ДНК-содержащие онкогенные вирусы. Для многих онкогенных ДНК-содержащих вирусов механизмы вызываемого ими онкогенеза схожи. Это связано с тем, что большинство таких вирусов вызывают трансформацию непермиссивных клеток, т.е. тех клеток, в которых они не реплицируются с формированием нового поколения вирионов. Существенным шагом в осуществлении онкогенеза ДНК-содержащими вирусами является экспрессия так называемых ранних генов. Эти гены кодируют набор белков, называемых Т-антигенами (от англ. tumor - опухоль), большинство из которых локализуется в ядре, но некоторые - в клеточной мембране. В механизм онкогенеза, вызываемого ДНК-содержащими вирусами, также вовлечены клеточные белки, являющиеся продуктами опухольсупрессирующих генов: p53 и Rb. Белок p53 является супрессором опухолевого роста. Он представляет собой фосфопротеин, синтез которого усиливается в ответ на поврежденную ДНК. р53 активирует транскрипцию белка (WAFI), который, в свою очередь, связывает и инактивирует два важных циклина, усиливающих клеточное деление. Результатом деятельности белка p53 является ограничение деления клеток. Если же происходит репарация поврежденной ДНК, уровень р53 падает и клеточное деление восстанавливается. Rb- (от англ. retinoblastome - ретинобластома) ген кодирует белок, который осуществляет контроль клеточной пролиферации.

Семейство Papillomaviridae включает в себя вирусы папилломы человека, кроликов, коров, собак. Папилломавирусы являются просто организованными вирусами. Вирион состоит из капсида, построенного по кубическому типу симметрии, диаметром 55 нм, в который заключена двухцепочеч- ная ДНК кольцевой формы. Геном включает 8 ранних Е-генов (от англ. еarly) и 2 поздних гена, детерминирующих синтез капсидных белков. В искусственных условиях вирусы не культивируются. Папилломавирусы, в том числе и вирусы папилломы человека (ВПЧ), вызывают продуктивную инфекцию только в дифференцированных клетках плоского эпителия. Размножающиеся клетки базального слоя не способны к поддержанию полного репродуктивного цикла. Насчитывается более 1000 типов ВПЧ, большинство из которых вызывают образование доброкачественных бородавок, папиллом и кондилом в области половых органов, ануса, на слизистых оболочках дыхательных путей, пищеварительного тракта и коже. В клетках этих образований ДНК вируса находится в ядре в виде независимой от генома клетки плазмидной формы кольцевой двухцепочечной ДНК. В раковых клетках вирусная ДНК интегрирована в клеточную. Канцерогенез связан с экспрессией белков ранних генов Е6 и Е7, которые инактивируют супрессирующие опухолевый рост белки p53 и Rb. Определенные типы ВПЧ, в частности типы 2, 5, 8, способны вызвать рак кожи, злокачественные опухоли в полости рта, гортани. В связи с тем что ВПЧ не культивируются в искусственных условиях, диагностика рака шейки матки и других новообразований, вызванных ВПЧ, осуществляется различными модификациями ПЦР; методом гибридизации in situ, который представляет сочетанный метод молекулярной гибридизации и гистохимического анализа, позволяющий не только определить наличие вирусной ДНК в клетке, но и выявить ее локализацию в клетке.

Семейство Polyomaviridae (от лат. рoly - много, oma - опухоль), а также вакуолизирующий вирус обезьян SV-40 различаются между собой по антигенным свойствам. Полиомавирусы и вирус SV-40 имеют одинаковый механизм онкогенеза. Эти вирусы вызывают продуктивную инфекцию в клетках природных хозяев. При инфицировании новорожденных животных других видов или гетерологических культур клеток они стимулируют образование опухолей широкого гистологического спектра. В трансформированных клетках вирусная ДНК интегрирована в клеточную и экспрессирует только ранние белки. Некоторые из них, в частности Т-антиген, препятствует связыванию белка р53 с клеточной ДНК. Известны два вируса полиомы человека: ВК, изолированный из мочи больного с трансплантацией почки, и JC. Вирус JC был выделен из мозга человека, страдающего прогрессирующей многоочаговой лейкоэнцефалопатией - заболеванием, характеризующимся демиелинизацией белого вещества мозга и встречающийся у лиц с пониженным Т- клеточным иммунитетом. Этот вирус способен вызывать образование опухолей у обезьян, новорожденных хомячков. Вакуолизирующий вирус SV-40 был обнаружен в культуре клеток почки макаки- резуса, в которой он не вызывал ни цитопатического эффекта, ни трансформации. При заражении этим вирусом культуры клеток из почки зеленой мартышки он вызывал вакуолизацию и гибель клеток. SV-40 вызывает также развитие опухолей у хомяков, крыс и обезьян-мармозеток. Вирус SV-40 не обладает онкогенным эффектом в отношении человека. Об этом свидетельствуют наблюдения за десятками миллионов лиц, которым в детстве (в первые годы массовых прививок против полиомиелита) был введен этот вирус, так как им были контаминированы культуры клеток почки макаки-резуса, на которых получали вакцину. Тщательное наблюдение за этим контингентом, а также за добровольцами из США, которые были инфицированы SV-40, показали, что вирус вызывает у человека бессимптомное носительство, стимулирует образование антител, но не вызывает онкогенного эффекта.

Семейство Adenoviridae. Некоторые аденовирусы человека, особенно серотипы 12, 18 и 31, индуцируют саркомы у новорожденных хомячков и трансформируют культуры клеток грызунов. Механизм онкогенеза аналогичен таковому у полиовирусов, за исключением того факта, что в непермиссивных клетках не вся ДНК вируса, а только 10% генома интегрируется в ДНК-клетки, экспрессируя при этом Т-антиген. Данные о способности аденовирусов вызывать онкогенез у человека отсутствуют.

Семейство Herpesviridae. Различные представители семейства вызывают лимфомы у обезьян, карциному почки лягушки (болезнь Люке), нейролимфому у цыплят (болезнь Марека). Онкогенез у человека связан с вирусами герпеса человека типов 6 и 8 (ВГЧ-6 и ВГЧ-8) и вирусом Эпштейна-Барр (ВЭБ). С ВЭБ связывают лимфому Беркитта - опухоль верхней челюсти, встречающаяся у детей и юношей в странах Африки, и карциному носоглотки, которая в основном поражает мужчин в некоторых районах Китая. В клетках этих опухолей обнаруживаются множественные копии интегрированного генома вируса. В ядрах пораженных клеток выявляется ядерный антиген ВЭБ. В крови больных вначале появляются антитела к капсидному антигену, а позже - к мембранному и ядерному антигенам ВЭБ. ВГЧ-6 связывают с развитием non-Hodgkin лимфомы, а ВГЧ-8 - с саркомой Капоши.