Utjecaj onkoproteina E6 papilomavirusa čovjeka tipa 16 (HPV16) na regulatore stanične polarnosti u tumorima glave i vrata

Abstract

Human papillomaviruses (HPVs) are significant contributors to the global cancer burden by causing cancers at various anatomical sites, particularly in anogenital and head and neck (HN) area. A unique E6 feature of all oncogenic HPVs is the ability to target DLG1 and SCRIB proteins which play roles in the regulation of cell growth and polarity. Their contribution to the onset of HPVinduced HN malignancy is still unknown. Therefore, the potential impact of 16E6 on DLG1 and SCRIB protein localization and expression were investigated in keratinocytes derived from HN and genital areas, organotypic 3D raft cultures and oropharyngeal squamous cell carcinomas (OPSCCs). Obtained results suggest that 16E6 contributes to DLG1 delocalization but not exclusively, thus implying that any deregulation of DLG1 can contribute to malignancy. Additionally, 16E6 caused SCRIB upregulation in the cell lines and 3D raft cultures, suggesting its requirement for E6 protein stability. Interestingly, significant SCRIB downregulation was observed with the progression of OPSCCs, and was more evident in HPV16 OPSCCs, indicating that its loss could serve as a potential late-stage marker in oropharyngeal carcinogenesis.Virusne infekcije prepoznate su kao jedan od čimbenika rizika za razvoj karcinoma te se povezuju s 12-20% tumora diljem svijeta. Jedni od njih su i papilomavirusi čovjeka (eng. human papillomavirus, HPV) koji uzrokuju više od 600 000 karcinoma godišnje. HPV infekcije povezane su s gotovo 100% slučajeva raka vrata maternice koji je još uvijek na visokom četvrtom mjestu po učestalosti i smrtnosti. Osim toga, infekcije visokorizičnim mukoznim HPV tipovima povezane su i s oko 70% anogenitalnih karcinoma, a sve je više studija koje ih povezuju i s karcinomima pločastog epitela glave i vrata (engl. head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC), šestom najčešćom zloćudnom bolesti diljem svijeta. HNSCC čine rak usana i usne šupljine, nazofarinksa, orofarinksa, grkljana i hipofarinksa, ali HPV se povezuje s 40-60% karcinoma pločastih stanica orofarinksa (eng. oropharyngeal squamous cell carcinoma, OPSCC) te samo s oko 5% karcinoma glave i vrata izvan područja orofarinksa. Iako su HPV infekcije najčešće spolno prenosive infekcije, u većini slučajeva imunosni sustav prepoznaje zaražene stanice te neutralizira infekciju unutar nekoliko mjeseci do dvije godine od početne infekcije. U suprotnom, kada infekcija HPVom opstane kroz dulje vrijeme i postane kronična, zaražene osobe su pod povećanim rizikom za razvojem malignih promjena. Ovaj je proces od primarne infekcije do razvoja raka dobro definiran u vratu maternice. Dva glavna virusna onkoproteina, E6 i E7, izravno su odgovorna za razvoj zloćudnih bolesti uzrokovanih HPV-om. Oni kooperativno ciljaju različite stanične puteve uključene u regulaciju staničnog ciklusa i apoptoze. Poznato je da vežu i usmjeravaju za razgradnju tumorske supresore, p53 i pRb. Osim što potiče razgradnju p53, brojne studije su pokazale da E6 ima mnoge druge stanične mete uključujući i proteine koji sadrže PDZ (PSD95-Dlg1-zo-1) domene, module proteinskih interakcija uključene u održavanje stanične homeostaze. Neki od najbolje okarakteriziranih E6 interaktora su proteini koji sadrže PDZ domene iz kompleksa Scribble: Scribble (SCRIB) i Discs Large 1 (DLG1). Posljedično, E6 potiče njihovu razgradnju proteasomom. Obzirom da DLG1 i SCRIB imaju ključnu ulogu u uspostavljanju i održavanju polariteta stanica, stanice koje eksprimiraju E6 formiraju slabije stanične kontakte i rastu na neorganiziraniji način. Samim time, posljedice ovih interakcija doprinose razvoju kasnijih stadija E6-uzrokovanih bolesti. Proteini DLG1 i SCRIB također su okarakterizirani i kao tumorski supresori, a do sada je njihovo ponašanje istraženo u karcinomima debelog crijeva. Osim toga, promjene proteina DLG1 primijećene su i u razvoju raka vrata maternice. Neke studije upućuju na to da ekspresija i lokalizacija DLG1 variraju u lezijama povezanim s HPV-om, što sugerira na njegovu ulogu u progresiji cervikalnih intraepitelnih lezija niskog stupnja. Zanimljivo je da je isti proces od početne infekcije do razvoja raka u području glave i vrata još uvijek neistražen, ali čini se da je znatno kraći nego u vratu maternice. Isto tako, gotovo 70% slučajeva raka vrata maternice i prekanceroznih lezija uzrokovano je dvama tipovima, HPV16 i HPV18, dok se ostatak pripisuje drugim visokorizičnim tipovima HPV-a. Interesantno, 90-95% tumora orofarinksa uzrokovano je isključivo HPV-om tipa 16. Ove varijacije u tipovima HPV-a i njihovog uzrokovanja zloćudnih promjena potencijalno mogu biti posljedica različitog intenziteta interakcija E6 s proteinima DLG1 i SCRIB, ovisno o anatomskom području. Prema tome bi razjašnjavanje funkcije onkoproteina E6 kao i potencijalnih odstupanja njegova učinka na navedene proteine dodatno pridonijelo boljem razumijevanju uloga ova dva tumorska supresora u procesu HPV-posredovane i neposredovane tumorigeneze u području glave i vrata. Također bi moglo dodatno razjasniti njihov potencijalni značaj kao biljega za predviđanje razvoja bolesti u ranim fazam