Transzkripciós és epigenetikai szabályozó mechanizmusok szerepe a méhnyakrák kialakulásában
Title in English
The role of transcriptional and epigenetic regulation in cervical carcinogenesis
Keywords in Hungarian
humán papillomavírus, méhnyakrák, onkogének, transzkripció, DNS metiláció
Keywords in English
human papillomavirus, cervical cancer, oncogenes, transcription, DNA methylation
Discipline
Microbiology: virology, bacteriology, parasitology, mycology (Council of Medical and Biological Sciences)
100 %
Panel
Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent
Department of Medical Microbiology (University of Debrecen)
Participants
László, Brigitta Oraveczné Gyöngyösi, Eszter Szalmás, Anita Veress, György
Starting date
2010-02-01
Closing date
2014-11-30
Funding (in million HUF)
20.541
FTE (full time equivalent)
12.98
state
closed project
Summary in Hungarian
Az onkogén humán papillomavírusok (HPV) szükséges feltételét képezik a méhnyakrák kialakulásának, az egyik olyan rosszindulatú dagantnak, amelynek nagyarányú előfordulására az elkövetkezendő évtizedekben is számítani kell. A vírus E6 és E7 onkoproteinjei, immortalizálják a gazdasejtet, destabilizálják annak genomját és megváltoztatják génexpressziós mintázatát. A virális onkoproteinek központi szerepét mutatja, hogy nemcsak malignus elfajulás kiváltásához, de annak fenntartásához is nélkülözhetetlenek. A jelen pályázat a HPV onkogén szerepének két vonatkozását célozza meg. A malignus és a rákmegelőző állapotok felismerésében és a prognózis felállításában nagy segítséget jelenthet a gazdasejt génexpresszióját befolyásoló molekuláris mechanizmusok feltárása, illetve a virális onkogének és humán gének kölcsönhatásának pontos feltérképezése új beavatkozási pontokra mutathat rá a malignizálódott sejtek biológiai folyamataiban. A vizsgálataink másik csoportja a HPV genom transzkripciós és epigenetikai szabályozási mechanizmusaira irányul, amelyeknek megfelelő kombinációja a személyre szabott betegellátásban érzékenyen és fajlagosan tudná kimutatni, mely esetekben került a fertőző HPV genom malignizálódásra hajlamosító funkcionális állapotba.
Summary
High-risk human papillomaviruses (HPV) are necessary cause of cervical cancer, a malignancy with expectedly high incidence also in the next decades. The E6 and E7 papillomaviral oncoproteins immortalize the host cell by stimulating the cell cycle, induce genomic instability and alterations in gene expression profile of the host cell. The oncogenic effect of the E6 and E7 oncoproteins is necessary also for maintaining the malignant phenotype. This proposal targets two aspects of the central oncogenic role of HPV. One aspect is to identify molecular mechanisms that are responsible for the gene expression alterations by HPV oncoproteins, which may be useful in the diagnosis or prognosis of HPV associated malignant and premalignant diseases. Precise mapping of the interaction between viral oncoproteins and promoters of host genes can explore new targets to block the uncontrolled cellular pathways of the malignant cells. The other aspect of the proposal is that detection of epigenetic and transcriptional regulatory mechanisms of the HPV genome can serve as biomarkers of viral oncogene expression. In the individual patient care and diagnostic, a panel of these biomarkers can sensitively and specifically detect the malignancy associated functional state of HPV genome.
Final report
Results in Hungarian
Az onkogén humán papillomavírusok (HPV) gazdasejtre kifejtett hatását vizsgálva megállapítottuk:
1. Humán keratinocytákban differenciáltatás hatására az involukrin és a transzglutamináz-1 expresszió mind mRNS, mind fehérje szinten megemelkedett. Ugyanakkor mind a differenciálódott, mind a nem differenciálódott keratinocytákban a transzfekcióval bejuttatott HPV-16 E6 és E7 onkogének csökkentették az involukrin gén aktivitását . Az E6 onkogén közvetlenül fejti ki hatását az involukrin promoter proximális szakaszán.
2. A HPV-16 onkoproteinek poszttranszkripciós mechanizmusok útján képesek az Src és Yes fehérjék celluláris szintjét növelni, a HPV 16 E7 jelenlétében pedig ezen kinázok tirozin-foszforilációs mechanizmussal aktiválódnak.
A HPV-31 típusnak, mint leggyakoribb non-vakcina típusnak a LCR szabályzó régióját vizsgálva megállapítottuk:
1. A földrajzi régiónkban előforduló B és C intratípus variánsokban szignifikánsan magasabb a promoter aktivitás, mint a prototípus A variánsban.
2. A súlyosabb citológiai elváltozásokban megjelenik a CpG metiláció az LCR enhancer régiójában , ami a virális E2 szabályzó fehérje kötőhelyeit is érinti. Az LCR promoter régiójában viszont nem volt DNS metiláció sem enyhe dysplasiás esetben, sem premalignus elváltozásban.
Results in English
The following effects on the host cell by oncogenic human papillomaviruses (HPV) were identified:
1. Differentiating human keratimocytes resulted in elevated involucrin and transglutaminase-1 expression. The E6 and E7 oncogenes of HPV-16 inhibited the involucrin expression in both differentiating and proliferating keratinocytes. E6 oncogene was mapped to act directly on the proximal involucrin promoter.
2. The HPV-16 oncoproteins increase the cellular level of Src and Yes via posttranscriptional mechnaisms. E7 oncogene promotes the catalytic activation of these kinases by tyrosine phosphorylation.
Studies on the long control (LCR) region of HPV-31, the most frequent non-vaccine type in our population revealed:
1. The B and C intratypic variants, which are prevalent in this region had significantly higher promoter activity compared to that of the prototype A variant.
2. In advanced cytologic abnormalities, CpG methylation appear in the enhancer region of LCR. On the other hand, no DNA methylation was detected in the promoter region of LCR in either mild dysplasia or premalignant lesions.
László B, Madar L, Ferenczi A, Gyöngyösi E, Szalmás A, Szakács L, Veress G, Kónya J: Uncommon CpG methylation in the long control genomic region (LCR) of human papillomavirus type 31, manuscript in preparation, 2015
László B, Madar L, Ferenczi A, Gyöngyösi E, Szalmás A, Szakács L, Veress G, Kónya J: A Long control szabályzó régió CpG metilációja humán papillomavírus 31 fertőzésekben, Magyar Mikrobiológiai Társaság Nagygyűlése, Keszthely 2014.10. 15-17, 2014
Gyöngyösi E, Szalmás A, Ferenczi A, Kónya J, Veress G: Human papillomavirus oncogenes down-regulate involucrin expression., Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica 58 (Supplement). Budapest, Magyarország, 2010.10.12, 2011
Szalmas A, Gyongyosi E, Ferenczi A, Laszlo B, Karosi T, Csomor P, Gergely L, Veress G, Konya J.: Activation of Src, Fyn and Yes non-receptor tyrosine kinases in keratinocytes expressing human papillomavirus (HPV) type 16 E7 oncoprotein, Virology Journal (accepted for publication), 2013
Ferenczi A, Gyongyosi E, Szalmas A, Hernadi Z, Toth Z, Konya J, Veress G: Sequence Variation of Human Papillomavirus Type 31 Long Control Region: Phylogenetic and Functional Implications, J. Med. Virol (in press), 2013
Anita Szalmás, Eszter Gyöngyösi, Annamária Ferenczi, György Veress, József Kónya: Increased expression and activation of Src-family kinases in HPV 16E7 keratinocytes, DNA Tumour Virus Meeting 2013 Birmingham, UK 22nd – 27th July 2013, 2013
Szalmas A, Gyongyosi E, Ferenczi A, Laszlo B, Karosi T, Csomor P, Gergely L, Veress G, Konya J.: Activation of Src, Fyn and Yes non-receptor tyrosine kinases in keratinocytes expressing human papillomavirus (HPV) type 16 E7 oncoprotein, Virology Journal 10, 79, 2013
Ferenczi A, Gyongyosi E, Szalmas A, Hernadi Z, Toth Z, Konya J, Veress G: Sequence Variation of Human Papillomavirus Type 31 Long Control Region: Phylogenetic and Functional Implications, J. Med. Virol, 85(5), 852-859, 2013
