Κεφάλαιο 2 Ιική καρκινογένεση

Transcript

1 Κεφάλαιο 2 Ιική καρκινογένεση Σ. Δ. Κοτταρίδης ΕΙΣΑΓΩΓΗ H επιστήμη της ιολογίας συμπεριλαμβάνει μελέτες που στοχεύουν το μηχανισμό με τον οποίο οι ιοί προκαλούν νόσους καθώς επίσης τη χρήση των ιών ως απλά μοντέλα για την αποκάλυψη σύνθετων κυτταρικών γεγονότων. Eπί πλέον, οι ιοί χρησιμοποιούνται ως ιχνηλάτες για τη διερεύνηση βιοχημικών οδών με την απορυθμιστική ή διακεκομένη δράση ειδικών ιικών λειτουργιών που οδηγούν σε ογκογόνο κυτταρικό μετασχηματισμό (transformation). Oι ιοί έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στη μετατροπή της έρευνας κατά του καρκίνου σε επιστήμη της γενετικής. Πολλά απο αυτά που γνωρίζουμε σήμερα γύρω από τους μηχανισμούς της ο γκογενετικής πηγάζουν από τις μελέτες πάνω στους ιούς. Aυτές οι μελέτες έχουν οδηγήσει σε μια γενική παραδοχή, από όλους τους ερευνητές που ασχολούνται με τον καρκίνο, σχετικά με τον ογκογόνο φαινότυπο ότι είναι αποτέλεσμα διακριτικών αλλαγών σε γονίδια κλειδιά κυτταρικού ελέγχου. Οι μηχανισμοί με τους οποίους οι ο γκογόνοι ιοί προκαλούν ογκογόνο μετασχηματισμό ποικίλουν αλλά όλοι έ χουν σπουδαία κοινά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα ένα σωματίδιο ιού είναι ικανό για να επιφέρει μετασχηματισμό. Όλο το γονιδίωμα του ιού ή μέρος αυτού παραμένει στα μετασχηματισμένα κύτταρα και το γονιδίωμα αυτό εκφράζεται στα κύτταρα αυτά. O μετασχηματισμός είναι αποτέλεσμα του εκφυλισμού φυσιολογικών κυτταρικών σημάτων ανάπτυξης. Η φυσιολογική αναπαραγωγή ενός ιού φαίνεται στην εικόνα 1. Οι παρούσες γνώσεις πάνω στον κυτταρικό κύκλο και την κυτταρική ανάπτυξη προέρχονται από μελέτες σε ιούς. Παρ όλο που η μελέτη του κυτταρικού κύκλου έχει μεγάλα κενά γενετικής α νάλυσης, μελέτες της ογκογόνου δράσης των πρωτεϊνών που κωδικεύονται από ογκογόνους ιούς, ειδικά τους DNA ιούς, έχουν συνεισφέρει πάρα πολύ στην κατανόηση των μηχανισμών που ελέγχουν την κυτταρική ανάπτυξη. Aυτές οι μελέτες βοήθησαν στη διασαφήνιση του ρόλου των πρωτεϊνών του ρετινοβλαστώματος (Rb) και του κατασταλτικού γονιδίου p53 ως ρυθμιστών στην κυτταρική ανάπτυξη. Kάθε μία από αυτές τις πρωτεΐνες συμμετέχει στη μετάβαση του κυττάρου μέσα από τη φάση G1. Eπί πλέον, ως γνωστόν, το γονίδιο p53 παίζει σημαντικό ρόλο στον προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο (απόπτωση) σε ανταπόκριση διαφόρων σημάτων. Σε αυτή την περίπτωση οι ογκο πρωτεΐνες των DNA ογκογόνων ιών δρουν στο να αναχαιτίσουν τη δράση αυτών και των δύο πρωτεϊνών κλειδιά οθώντας έτσι ένα αδρανές κύτταρο να εισέλθει στη φάση S. 19

2 Εικόνα 1. Aναπαραγωγή του ιού στο κύτταρο. Ένας ιός προσκολλάται στην κυτταρική μεμβράνη, το γενετικό υλικό απελευθερώνεται και έτσι δίδεται η εντολή στο κύτταρο να αρχίσει να φτιάχνει υλικά για την αναπαραγωγή του. Αφού συναρμολογηθούν τα υλικά και δημιουργηθεί νέος ιός τότε απελευθερώνεται στο κύτταρο και κατευθύνεται για μόλυνση άλλου μη μολυσμένου κυττάρου. Η αναπαραγωγή των ογκογόνων ιών είναι παρόμοια με τη διαφορά ότι άλλοι μπορούν να ενσωματωθούν στο γενετικό υλικό του κυττάρου (δηλαδή να δημιουργήσουν μια λανθάνουσα μόλυνση) και να πολλαπλασιάζονται μαζί με το κύτταρο χωρίς να αποσπώνται απʹ αυτό. H αδρανοποίηση της λειτουργίας του p53 με τη δράση ενός ογκογόνου ιού ισοδυναμεί με την απομόνωση ενός μεταλλαγμένου κυττάρου. Στην πραγματικότητα η ιική πρωτεΐνη είναι ένα μεταλλαξιγόνο. Επί πλέον, η ικανότητα κατανόησης της μετάλλαξης (mutation) σε σχέση με ιική μόλυνση προσφέρει μία επί πλέον φυσιολογική διάσταση αυτή της εξέλιξης της αναπαραγωγής των ιών και της στρατηγικής την οποία ακολουθούν με την οποίαν μπορεί κανείς να εξετάσει τη μετάλλαξη. Oμοίως δε, η αναπαραγωγή και μελέτη των ογκογονιδίων στους RNA ογκογόνους ιούς ήταν σπουδαίας σημασίας για τη διερεύνηση της πορείας των μεταγωγικών σημάτων τα οποία συνδέουν την κυτταρική μεμβράνη με τη ρύθμιση της γενετικής συσκευής στον πυρήνα του κυττάρου. Ίσως το σπουδαιότερο να είναι το γεγονός ότι τα ογκογονίδια τα οποία ανατάχθηκαν απο τους RNA ογκογόνους ιούς κωδικεύουν πρωτεΐνες οι οποίες εμπλέκονται σχεδόν σε όλα τα στάδια της πορείας της μεταγωγής σήματος (signal transduction). Σε αντίθεση με τα ογκογονίδια των DNA ογκογόνων ιών, 20 αυτά των RNA ογκογόνων ιών δεν είναι απαραίτητα ιικά γονίδια, είναι μάλλον κυτταρικά γονίδια τα οποία απέκτησαν οι ιοί κατά την αναπαραγωγή τους στα κύτταρα, πράγμα που τους καθιστά ανίκανους για αντιγραφή (replication). Η ικανότητα με την οποία κυτταρικές πρωτεΐνες παγιδεύονται στο ιικό γονιδίωμα, μεταβάλλουν την πορεία και μεταφέρονται σε μια μορφή που μπορεί να αλλάξει τις αναπτυξιακές ιδιότητες του κυττάρου. Είναι ένα από τα σημαντικότερα γεγονότα στην πορεία του κυτταρικού μετασχηματισμού. Η δύναμη αυτής της προσέγγισης είναι φανταστική κρίνοντας από τον αριθμό των γονιδίων που έχουν αναγνωριστεί μέχρι σήμερα. Η συνεισφορά των DNA και RNA ο γκογόνων ιών είναι διακριτή. Κάθε ομάδα έχει προσφέρει τα μέγιστα στην κατανόηση των μηχανισμών της καρκινογένεσης. ʹOπως αναφέρθηκε ανωτέρω οι ογκογόνοι ιοί έχουν παίξει δύο κύριους ρόλους στην έρευνα των καρκίνου τα τελευταία χρόνια: πρώτον ως εργαλεία για την ανακάλυψη και μελέτη των κυτταρικών σημάτων και του ελέγχου ανάπτυξης των κυττάρων και δεύ

3 τερον ως πιθανοί παράγοντες δημιουργίας καρκίνου στον άνθρωπο. Oι RNA ιοί φαντάζουν ως προεξέχοντες στο πρώτο στάδιο της προσπάθειας ενώ οι DNA έχουν συμμετοχή και στα δύο. Σʹ αυτό το κεφάλαιο θα προσπαθήσουμε να εκτιμήσουμε τις κύριες ανακαλύψεις και τις αλλαγές οι οποίες έ χουν επιτευχθεί από την ιική καρκινογένεση τα τελευταία 25 χρόνια. Λόγω περιορισμένου χώρου είναι αδύνατο να παρουσιάσει κανείς τις λεπτομέρειες ειδικών συστημάτων ιών καρκίνου, χαρακτηριστικά μεμονομένων ιών, ιδιότητες διαφόρων συστημάτων ογκογόνων ιών και μηχανισμών δράσης των ιικών γονιδίων. Όλες οι πληροφορίες γύρω από τις βιοχημικές και μοριακές λεπτομέρειες των κυτταρικών διεργασιών που μπορεί να επηρεάζονται απο τους ογκογόνους ιούς είναι δύσκολο να παρουσιαστούν σε αυτό το κείμενο. 21 RNA ΟΓΚΟΓΟΝΟΙ ΙΟΙ Oγκογονίδια Οι RNA ογκογόνοι ιοί έπαιξαν και παίζουν σημαντικό ρόλο στην εδραίωση παραδειγμάτων τα οποία εκτείνονται πέραν της ιολογίας για να σχηματίσουν το θεμέλιο της σύγχρονης βιολογίας του καρκίνου. Στις αρχές του περασμένου αιώνα με την ανακάλυψη του ιού Rous sarcoma, από το Payton Rous, ότι ο ιός προκαλεί καρκίνο και συγκεκριμένα σαρκώματα στα πουλερικά, οι RNA ογκογόνοι ιοί τοποθετήθηκαν σε μια ομάδα μικροοργανισμών με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Τα χαρακτηριστικά αυτά ήταν η μεταγραφή του RNA σε DNA, η ενσωμάτωση του DNA στο κυτταρικό γένωμα (στο χρωμόσωμα του κυττάρου) και η έκφραση του ενσωματωμένου αυτού DNA (προ ιού) κάτω από τον ιικό μεταγραφικό έλεγχο. Η αντίστροφη μεταγραφή (reverse transcription) έδωσε στην ομάδα των ιών την ονομασία ρετροϊοί (retroviruses). Η ενσωμάτωση στο κυτταρικό γένωμα μαζί με την απουσία κυτταροκτόνου δράσης είναι η βάση της περαιτέρω μόλυνσης με αυτούς τους ιούς. Το γένωμα του ιού εδραιώνεται στη γαμετική σειρά (germ line) και μετατίδεται ως μια σειρά δεικτών Μέντελ. Ειδικής σπουδαιότητας για ογκογένεση είναι δύο χαρακτιριστικά του αναπτυξιακού κύκλου των ιών που έχουν απ ʹευθείας συνέπεια στην ενσωμάτωση στο γένωμα του ξενιστή. Πρώτον είναι η ικανότητα απόκτησης και μεταγωγής κυτταρικού γενετικού υλικού και δεύτερον η ενεργοποίηση ένθεσης (insertion activation) των κυτταρικών γονιδίων από τον ενσωματωμένο προ ιό 1,2. Υπάρχουν άλλες πιθανές θέσεις για ενσωμάτωση του προ ιού στο κυτταρικό γένωμα. Το ενσωματωμένο αντίγραφο είναι παρόμοιο με ένα κυτταρικό γονίδιο ε κτός από το ότι η μεταγραφή είναι συνήθως ελεγχόμενη από αλληλουχίες (sequences) που βρίσκονται στην ιική μακρά τελική επανάληψη (Long Terminal Repeat, LTR). Η μόλυνση με ρετροϊό είναι μόνιμη καθώς ο προ ιός δεν εξαφανίζεται ποτέ από το χρωμόσωμα. Οι ρετροϊοί προκαλούν όγκο και μετασχηματίζουν κύτταρα με τρεις διαφορετικούς μηχανισμούς, ενώ οι περισσότεροι από αυτούς επιτυγχάνουν ογκογένεση μέσω δράσεων των ογκογονιδίων. Οι ρετροϊοί αποτελούν δύο διαφορετικές ομάδες: αυτούς οι οποίοι μεταφέρουν ογκογονίδιο στο γένωμά τους και ονομάζονται μεταγωγικοί (transducers) και αυτοί που στερούνται ογκογονιδίου αλλά έχουν δυνατότητα μετασχηματισμού στην πέριξ περιοχή ενός κυττάρικού ο

4 γκογονιδίου (αυτοί οι ιοί αναφέρονται ως cis ενεργοποιητές). Εικόνα 2. Τα ογκογονίδια πηγάζουν από τη μετάλλαξη των πρωτο ογκογονιδίων και ο μοιάζουν με αυτά στο ότι κωδικεύουν την παραγωγή πρωτεϊνών που εμπλέκονται στον αναπτυξιακό έλεγχο. Τα ογκογονίδια τα οποία εντοπίστηκαν στους ρετροϊούς και τα οποία ήταν η πρώτη ομάδα γονιδίων που εμπλέκονται στην ανάπτυξη καρκίνου είναι κυτταρικά γονίδια τα οποία έχουν υποστεί μία βλάβη και ονομάζονται ογκογονίδια (voncogenes), σε αντίθεση με τα φυσιολογικά γονίδια τα οποία ονομάζονται πρωτο ογκογονίδια ή κυτταρικά γονίδια (concogenes) (εικόνες 2 και 3). Για παράδειγμα τα ογκογονίδια ras και jun ευρίσκονται στα ευκαρυωτικά κύτταρα από ζυμομήκυτες έως τον άνθρωπο. Όλα τα ογκογονίδια ενεργούν μέσω πρωτεϊνικών προϊόντων που ονομάζονται ογκο πρωτεΐνες. Δηλαδή τα ογκογονίδια δίνουν εντολή στα κύτταρα να φτιάξουν πρωτεΐνη η οποία διεγείρει σε μεγάλο βαθμό την κυτταρική ανάπτυξη και διαίρεση (εικόνες 4 και 5). Ο αυξημένος ρυθμός ανάπτυξης και πολλαπλασιασμού έχει και σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία μεταλλάξεων που συνεπάγονται γονίδια επισκευής του DNA, ογκογονίδια και διάφορα άλλα ογκοκατασταλτικά γονίδια (tumor suppressor genes) (εικόνα 6). 22 Εικόνα 3. Mετάλλαξη των γονιδίων που ε μπλέκονται στην επιδιόρθωση της βλάβης του DNA των κυττάρων μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο. Εικόνα 4. Η κυτταρική ανάπτυξη και η διαίρεση ελέγχονται απο πρωτεΐνες που ονομάζονται παράγοντες ανάπτυξης που δεσμεύονται στους υποδοχείς στην επιφάνεια του κυττάρου. Η δέσμευση αυτή ενεργοποιεί μια σειρά ενζύμων μέσα στο κύτταρο τα οποία στη συνέχεια ενεργοποιούν πρωτεΐνες που ονομάζεται μεταγραφικοί παράγοντες στο πύρηνα του κυττάρου. Η ενεργοποιημένη μεταγραφή θέτει σε κίνηση γονίδια που α παιτούνται για κυτταρική ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό. Η συσσώρευση μεταλλάξεων (βλαβών) επιφέρει τη δημιουργία όγκων (εικόνα 7). Εκτός από τα κυτταρικά πρωτο ογκογονίδια και τα ιικά ογκογονίδια τα οποία εμπλέκονται στη δημιουργία του καρκίνου υπάρχουν και τα κατασταλτικά γο

5 νίδια τα οποία είναι φυσιολογικά γονίδια τα οποία δίνουν οδηγίες στο κύτταρο να παράγει πρωτεΐνες οι οποίες αναχαιτίζουν την κυτταρική και διαίρεση (εικόνα 8). Τα γονίδια αυτά είναι τα «φρένα» τα οποία σταματούν ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό σε μη ελεγχόμενο ρυθμό. ενός πρωτο ογκογονιδίου, πιθανόν να παράγει χιμαιρικά μεταγραφήματα (transcripts) ιού κυττάρου και ανασυνδιασμός κατά τη διάρκεια του δευτέρου γύρου αναπαραγωγής να οδηγεί σε ενσωμάτωση του κυτταρικού γονιδίου στο ιικό γένωμα. Εικόνα 5. Όταν τα ογκογονίδια εγερθούν σε φυσιολογικά κύτταρα μπορεί να δημιουργήσουν καρκίνο. Αυτό γίνεται λόγω του ότι τα ογκογονίδια τα ʺδιατάσσουνʺ το κύτταρο να φτιάξει πρωτεΐνες που διεγείρουν ανάπτυξη και διαίρεση. Η απώλεια ενός ογκοκατασταλτικού γονιδίου έχει επιβλαβείς συνέπειες για την ανάπτυξη του κυττάρου αφου επιτρέπει στο κύτταρο να πολλαπλασιάζεται ανεξέλεγκτα και συνεχώς. Είναι τώρα γνωστό ότι η απώλεια της λειτουργίας του γονιδίου p53, ως αποτέλεσμα μιας μετάλλαξης ή απάλειψης (deletion), συμπίπτει με την ανάπτυξη του καρκίνου 3. Πράγματι μελέτες δείχνουν ότι η απώλεια της λειτουργίας του γονιδίου p53 ίσως είναι ένα γεγονός που εμπλέκεται στη μεγάλη πλειονότητα του ανθρώπινου καρκίνου. Περισσότερα από 30 μεταγόμενα (transducted) ογκογονίδια έχουν αναγνωριστεί σε ρετροϊούς 4. Η πιθανή επαγωγή ενός προ ιού ανοδικώς (upstream) 23 Εικόνα 6. Οι πρωτεΐνες των κατασταλτικών γονιδίων αναχαιτίζουν κεντρική ανάπτυξη και διαίρεση, όπου η απουσία τους επιφέρει ανεξέλεγκτη ανάπτυξη και διαίρεση στο κύταρο. Τα γονίδια αυτά που ονομάζονται κατασταλτικά (suppressor genes) ενεργούν στο κύταρο όπως τα φρένα στο αυτοκίνητο. Τα ιικά γονίδια συνήθως χάνονται ως αποτέλεσμα αυτής της υφαρπαγής παράγοντας ιούς που είναι ελαττωματικοί και εξαρτώμενοι για την αναπαραγωγή τους, στο κύτταρο, από ένα βοηθητικό ιό (helper virus) μέσα στο ίδιο κύτταρο ο οποίος θα εφοδιάσει ιικές λειτουργίες απαραίτητες για αναπαραγωγή. Pετροϊοί με μεγάλη ικανότητα μετασχηματισμού και οι οποίοι μεταφέρουν ογκογονίδια δεν επάγουν σημαντικό α ριθμό όγκων και είναι αμφίβολο αν οι ιοί αυτοί μπορούν να επιζήσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στη φύση λόγω του

6 οι απλοί ρετροϊοί φαίνεται να επάγουν κυτταρικά γονίδια ενώ σύνθετοι ιοί ό πως ο HIV, HTLV δεν έχουν αυτή την ικανότητα. ελαττωματικού τους φαινοτύπου. Εικόνα 8. Το γονίδιο p53 πυροδοτεί την αυτο κτονία του κυττάρου. Η πρωτεΐνη ʺp53ʺ που κωδικεύεται από το γονίδιο δρα ως φρένο και φρενάρει κυτταρική ανάπτυξη και διαίρεση. Αν η βλάβη στο κύτταρο δεν μπορεί να επι διορθωθεί η p53 θα ενεργοποιήσει την πο ρεία του κυτταρικού θανάτου εμποδίζοντας έτσι την ανάπτυξη αυτών των κυττάρων που έχουν υποστεί γενετική βλάβη και φυσικά την ανάπτυξη καρκίνου. Εικόνα 7. Ο καρκίνος είναι μια πολυσταδιακή πορεία. Πηγάζει δε λόγω συσσωρεύσης μετα λλάξεων στα ογκογονίδια, στα κατασταλτι κά γονίδια και στα γονίδια επισκευής του DNA. Η συσσωρευμένη βλάβη οδηγεί σε υ ψηλό βαθμό κακοήθειας και σε μεταστατικό καρκίνο. Ίσως όσο πιο πολύπλοκα γενετικά ορ γανωμένος είναι ένας ιός τόσο πιο δύ σκολα να είναι για αυτόν να ανεχθεί ξέ να ενθέματα (DNA) και να μπορεί να διατηρήσει το σχήμα του και να αναπα ραχθεί. Όπως ήδη αναφέρθηκε από τη Οι ρετροϊοί μπορούν να καταταγούν έτσι στην κατηγορία των απλών ιών είτε στην κατηγορία των συνθέτων με βάση την οργάνωση του γονιδιώματος. Mόνο 24

7 στιγμή που ένα ογκογονίδιο ενσωματωθεί στο ιικό γένωμα απελευθερώνεται από την επιρροή των κυτταρικών περιορισμών και εκφράζεται στα μεταγωγικά κύτταρα κάτω από τον έλεγχο του ιικού LTR. Υπάρχει επίσης η πιθανότητα ο μεταγωγικός ρετροϊός να μολύνει ένα τύπο κυττάρων τα οποία δεν εκφράζουν το πρωτο ογκογονίδιο και έτσι στερούνται των ελέγχων να το ρυθμίσουν. Αυτός ο συνδιασμός γεγονότων, δηλαδή υπερέκφρασης ή μη κατάλληλα έκφρασης ενός τροποποιημένου γονιδίου το οποίο σχετίζεται με την ανάπτυξη οδηγεί σε κυτταρική εξαλλαγή του κυττάρου στόχος. Οι ρετροϊοί οι οποίοι μεραφέρουν μεταγωγικά ογκογονίδια μετασχηματίζουν κύτταρα in vitro και ε πάγουν όγκους μετά από μια μικρή λανθάνουσα περίοδο σε ζώα. Μερικοί ιοί (avian leukosis virus, mouς mammary tumor virus, κ.λ.π.) δε φέρουν ογκογονίδιο και όμως μπορούν να δημιουργήσουν όγκους σε ζώα και αυτό το επιτυγχάνουν με το να εισχωρήσουν έ ναν προ ιό κοντά σε ενα κυτταρικό πρωτο ογκογονίδιο μια πορεία που ονομάζεται ενθετική μετάλλαξη προ ιού (proviral insertional mutagenesis). Η ένθεση ενός προ ιού εισάγει δυνατό προαγωγό (promoter) και ενισχυτικές αλληλουχίες σε γειτονική θέση του γονιδίου και αυτές οι αλλαγές τροποποιούν την έκφραση του γονιδίου 5. Οι ρετροϊοί οι οποίοι στερούνται ογκογονιδίων είναι ικανοί να αναπαράγονται, δε μετασχηματίζουν κύτταρα in vitro και επάγουν όγκους μετά από μακρά λανθάνουσα κατάσταση in vivo. Υπάρχει αναπαραγωγή αυτών των ιών κατά τη διάρκεια της λανθάνουσας κατάστασης πριν ακόμη αναπτυχθεί ο ό γκος και πιθανώς ένα τυχαίο γεγονός 25 να τοποθετεί τον προ ιό κοντά στο κυτταρικό ογκογονίδιο (εικόνα 9). Το γεγονός αυτό προφανώς να προσδίδει στο κύτταρο ένα πλεονέκτημα στην ανάπτυξη του και να εξασφαλίζει την επιβίωσή του ενώ με την πάροδο του χρόνου, συσσωρεύονται περισσότερες γενετικές αλλαγές. Οι όγκοι που πηγάζουν μέσα από μακρά λανθάνουσα περίοδο είναι κλωνοποιημένοι, πράγμα που φανερώνει την ύπαρξη γεγονότων τα οποία συνεταιρίζονται για να δημιουργήσουν ένα μετασχηματισμένο κύτταρο ικανό να πολλαπλασιάζεται ανεξέλεγκτα και να δημιουργεί όγκο. Είναι πλέον καθαρό ότι η ικανότητα ενός ιού να αναπαράγεται και να μολύνει μεγάλο αριθμό κυττάρων σε ένα όργανο στόχο, αυξάνει την πιθανότητα υποταγής ενός γονιδίου του κυττάρου που σχετίζεται με την ανάπτυξή του. Πάντως οι μελέτες με τους ογκογόνους ιούς έχουν καταδείξει ότι το ίδιο ογκογονίδιο δεν ενεργοποιείται απο την εισδοχή του προ ιού σε όλα τα δείγματα ε νός δεδομένου τύπου όγκου, πράγμα που φανερώνει ότι διαφορετικές βιοχημικές αλλαγές σε κυτταρικό επίπεδο μπορεί να οδηγήσουν στην ίδια παθογονοανατομική αλλοίωση) 5. Υπάρχουν όμως μερικά παραδείγματα όπου ένα δεδομένο ογκογονίδιο είναι συχνά τροποποιημένο όπως για παράδειγμα το c myc στη λευχαιμία των πουλερικών και το N myc στην ηπατίτιδα του τυφλοπόντικα (woodchuck) 6. O ιός που προκαλεί όγκους στους μαστούς των ποντικών (Mouse Mammary Tumor Virus, MMTV) είναι ένας ρετροϊός που επάγει συμπαγείς όγκους και προκαλεί καρκίνο του μαστού στα ποντίκια. Η ε παγωγή όγκου σε ορισμένα στελέχη ποντικών σχετίζεται με την εισδοχή του

8 προ ιού και την ενεργοποίηση ενός γονιδίου που σχετίζεται με έναν αναπτυξιακό παράγοντα όπως είναι το γονίδιο για τον αναπτυξιακό παράγοντα ινοβλαστών (int 2 ή int 1). Για πολλούς όμως από αυτούς τους όγκους τα γονίδια του ενεργοποιούνται από την εισδοχή του MMTV είναι άγνωστα 7. Εικόνα 9. Μετασχηματισμός από ρετροϊό και μεταγωγή. Μόλυνση του κυττάρου με ένα ρετροϊό ο οποίος φέρει μόνο ιικά γονίδια μπορεί να επάγει το σχηματισμό όγκου εκθέτοντας ένα ρετροϊό κοντά σε ένα πρωτο ογκογονίδιο. Ανασυνδιασμός κατά τη διάρκεια της μόλυνσης μπορεί να οδηγήσει σε ενσωμάτωση στο γονιδίωμα του ιού αυτού του κεντρικού ογκογονιδίου. Κέντρα μολυσμένα με ιό που το γονιδίωμά του περιέχει μόνο ογκογονίδιο μετασχηματίζοντας τα σε μη παραγωγικά από τα οποία μπορεί ο ιός να διασωθεί μόνο με υπερμόλυνση με βοηθητικό ιό (helper virus) DNA ΟΓΚΟΓΟΝΟΙ ΙΟΙ Οι DNA ογκογόνοι ιοί είναι μια οικογένεια ιών με πολύ διαφορετική δομή, γενωμική οργάνωση και στρατηγική αναπαραγωγής. Οι DNA ογκογόνοι ιοί, σε αντίθεση με τους RNA ογκογόνους ιούς, στερούνται ανάστροφης τρανσκριπτάσης (reverse transciptase) διότι πιθανώς δεν τη χρειάζονται αφού με το DNA 26 τους μπορούν να εμπλέκονται απʹ αυθείας στο κυτταρικό DNA. Έχει παρατηρηθεί ότι μερικοί DNA ιοί ευθύνονται για την επαγωγή όγκου στο φυσικό τους ξενιστή συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, ενώ σε άλλες περιπτώσεις επάγουν μετασχηματισμό σε κύτταρα in vitro και δημιουργούν όγκους σε πειραματόζωα. Δε φαίνεται οι ιοί αυτοί να κα

9 27 τέχουν κυτταρικά ογκογονίδια και μάλλον τα ογκογονίδιά τους έχουν ιική προ έλευση, όχι κυτταρική, και τα οποία είναι απαραίτητα τόσο για την αναπαραγωγή του ιδίου ιού όσο και το μετασχηματισμό των κυττάρων 8,9. Αυτές οι ιδιότητες είναι αντίθετες αυτών των ρετροϊών όπου κυτταρικά ο γκογονίδια μεταφέρονται απʹ αυτούς και έτσι οι DNA ογκογόνοι ιοί είναι ικανοί να πραγματοποιήσουν μια παραγωγική μόλυνση δηλαδή μόλυνση ενός κυττάρου που θα οδηγήσει στην παραγωγή νεών σωματιδίων ιών απʹ ευθείας και χωρίς την παρεμβολή άλλου βοηθητικού ιού (helper virus). Ο μετασχηματισμός ενός κυττάρου θα συμβεί κάτω από μη επιτρεπόμενες καταστάσεις κατά τις οποίες η πορεία αναπαραγωγής του ιού είναι ατελέσφορος. Τα γεγονότα που σχετίζονται με ο γκογένεση και τα οποία γίνονται με τη μεσολάβηση των ογκοπρωτεϊνών των DNA ογκογόνων ιών, αντανακλούν την ικανότητα αυτών των ιών να ενεργοποιούν ένα κύτταρο εν ηρεμία (μη πολλαπλασιαζόμενο) ώστε να εισέλθει στο κυτταρικό κύκλο. Για παράδειγμα ένα φυσιολογικό κύτταρο που είναι στόχος ενός αδενοϊού είναι ένα καλώς διαφοροποιημένο επιθηλιακό κύτταρο το οποίο καλύπτει την άνω αναπνευστική οδό. Λόγω του ότι αυτό το κύτταρο δεν έχει μπει στον κυτταρικό κύκλο τόσο του ιικού όσο και του κυτταρικού DNA είναι σε περιορισμένο εφοδιασμό. Ειδικά τα επίπεδα των δεοξυριβονουκλεοτιδίων ρυθμίζονται στενά κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου και αυξάνουν κατά τη διάρκεια της φάσης S 10. Η ικανότητα του ιού να ενεργοποιεί το κύτταρο για να εισέλθει στη φάση S, δημιουργώντας ένα περιβάλλον για αναδιπλασιασμό του DNA, είναι κρίσιμη για αποτελεσματική αναπαραγωγή του ιού. Η επαγωγή της φάσης S απο τον ιό ε ξαρτάται απο τα ιικά γονίδια τα οποία σε άλλες περιστάσεις οδηγούν σε μετασχηματισμό. ʹEτσι, αν η μόλυνση δεν προχωρήσει ως το τέλος, είτε λόγω μη αποδοχής απο το κύτταρο, είτε ως αποτέλεσμα ιικής εξαλλαγής η οποία αναχαιτίζει την ανάπτυξη του ιού, η διάσπαση του ελέγχου της κυτταρικής α νάπτυξης που στόχευε στο να ετοιμάσει το κύτταρο για την ιική μόλυνση ίσως να οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός μετασχηματισμένου κυττάρου. Μια ιική μόλυνση διαιρείται στην πρώϊμη και ώριμη φάση όπως αυτή ορίζεται από το χρόνο της έκφρασης των ιικών γονιδίων μέχρι του αναδιπλασιασμού του DNA. Γενικά τα πρώιμα γονίδια κωδικεύουν πρωτεΐνες οι οποίες προετοιμάζουν το μολυσμένο κύτταρο να αναπαράγει ιικό DNA, ενώ τα προϊόντα των ώριμων γονιδίων περιέχουν τα δομικά συστατικά του ιο σωματίου. Είναι τα πρώϊμα γονιδιακά προϊόντα, για τους DNA ογκογόνους ιούς, τα οποία ευθύνονται για ογκογόνο μετασχηματισμένο. Λόγω του περιορισμένου γενετικού περιεχομένου, οι μικροί DNA ογκογόνοι ιοί εξαρτώνται από το μηχανισμό του κυττάρου ξενιστή για την αναπαραγωγή του ιικού DNA. Οι κωδικευμένες από τον ιό, μη δομικές πρωτεΐνες διεγείρουν κύτταρα σε κατάσταση ηρεμίας να εισέλθουν στη φάση S για να εφοδιάσουν με ένζυμα και ευνοϊκό περιβάλλον για την αναπαραγωγή του DNA. Η δέσμευση των ογκοπρωτεϊνών με τις κατασταλτικές πρωτεΐνες όπως αναφέρθηκε ήδη, δηλαδή τις p53 και prb εί

10 ναι σημαντικός παράγοντας όσον αφορά την επίδραση των μικρών DNA ο γκογόνων ιών στα κύτταρα του ξενιστή 11,12. Το γεγονός ότι διάφοροι DNA ογκογόνοι ιοί κωδικεύουν συγκεκριμένες ογκοπρωτεΐνες οι οποίες στοχεύουν τις prb και p53 φανερώνει την κεντρική δύναμη, αυτών των δύο πρωτεϊνών, που ασκείται στην κυτταρική ανάπτυξη και την ιική αναγκαιότητα να καταστρατηγήσουν αυτόν τον έλεγχο. Η πρωτεΐνη p53 ανακαλύφθηκε ως μία κυτταρική πρωτεΐνη δεσμευμένη με το αντιγόνο T του ιού SV40 σε κύτταρα μετασχηματισμένα με αυτό τον ιό. Μερικά χρόνια αργότερα ανακαλύφθηκε ότι η φυσιολογική p53 δεν ήταν ογκογόνος άλλα στην πραγματικότητα ήταν μία κατασταλτική πρωτεΐνη η οποία αναχαιτίζει την κυτταρική ανάπτυξη 13,14. Μια δεύτερη κατασταλτική πρωτεΐνη, προϊόν του γονιδίου του ρετινοβλαστώματος, prb, αναγνωρίστηκε ως μια από τις πολλές κυτταρικές πρωτεΐνες συνδεδεμένη με την ογκοπρωτεΐνη EIA σε κύτταρα μετασχηματισμένα με έναν α δενοϊό 14. Oι ογκογόνοι ιοί που έχουν μελετηθεί τα τελευταία χρόνια, οι ογκοπρωτεΐνες των ογκογόνων ιών και οι αλληλεπιδράσεις τους με τις κυτταρικές πρωτεΐνες, φαίνονται στον Πίνακα 1. Το σενάριο απλοποιημένο σχετικά με την αλληλεπίδραση αυτή είναι το ακόλουθο: Πίνακας 1. Αλληλεπιδράσεις ογκοπρωτεϊνών DNA ογκογονιδίων και κυτταρικών πρωτεϊνών Iός Ιικές ογκοπρωτεΐνες Κυτταρικοί στόχοι SV40 Τ αντιγόνα p53, prb HPV E6 E7 p53 prb EBV LMP1 TRAF5 HBV HBx p53, DDB1 Polyoma Τ αντιγόνα p53, c Src, p13 k, PP2A Αδενοϊός 9 E40RF1 DLG, MAG1, MUPP1 Η prb φυσιολογικά δεσμεύει το μεταγραφικό παράγοντα E2F στη φάση G1 του κυτταρικού κύκλου. Όταν η prb φωσφορυλιώνεται από τις κυκλινο εξαρτώμενες κινάσες ο E2F απελευθερώνεται και λειτουργεί ώστε να ενεργοποιήσει την έκφραση των γονιδίων τα οποία διεγείρουν την ανάπτυξη που απαιτείται για το κύτταρο να αρχίσει τη σύνθεση του DNA. Τα T αντιγόνα δημιουργούν απρογραμμάτιστη αποσύνθεση του συμπλέγματος prb E2F απελευθερώνοντας έτσι ενεργό E2F. H p53 φρουρεί την ακεραιότητα του κυτταρικού γονιδιώματος με το να αναχαιτίζει την πρόοδο του κυτταρικού κύκλου ή να επιφέρει απόπτωση σε ανταπόκριση των λανθασμένων σημάτων πολλαπλασιασμού, της βλάβης του DNA ή του κυτταρικού στρες. Δρα ως ρυθμιστής κλειδί ενός πολύπλοκου κύκλου όπου εμπλέκονται και άλλες κυτταρικές πρωτεΐνες 15. Τα T αντιγόνα αδρανοποιούν την p53 επιτρέποντας στα κύτταρα, τα οποία έ χουν διεγερθεί ακαταλλήλως από την απελευθέρωση της E2F να διαφύγουν 28

11 29 τον έλεγχο της p53 να εισέλθουν στη φάση S και να επιζήσουν και έτσι να αναπαράγουν το ιικο DNA. Οι DNA ογκογόνοι ιοί παρουσιάζουν διαφορετικούς τρόπους να πετύχουν το ίδιο αποτέλεσμα δηλαδή αιφνίδια βιολογική αλλαγή της p53. Οι ιικές ογκοπρωτεΐνες δεσμεύουν τη p53 μέσω διαφορετικών αλληλουχιών. Όταν τα T αντιγόνα του ογκογόνου ιού SV40 για παράδειγμα δεσμευτούν με την p53 α ναχαιτίζουν τη δεσμευτική της ικανότητα, ενώ η E6 του HPV την αποδομεί και η E1B 55K των αδενοϊών παρεμβαίνει με τη λειτουργία της trans, δηλαδή δια μέσου άλλων γονιδίων σε άλλα σημεία του κυττάρου. Οι ίδιοι αυτοί ογκογόνοι ιοί αδρανοποιούν τη prb δημιουργώντας ένα σύμπλεγμα με ιικές ογκοπρωτεΐνες. Το αντιγόνο T του SV40, η E7 του HPV και E1A του αδενοϊού, για παράδειγμα, περιέχουν μια σειρά αμινοξέων που είναι σημαντική για τις δεσμεύσεις με τη prb. Οι ιικές πρωτεΐνες εκθέτουν εξαιρετική επιλεκτικότητα στην υποφωσφορυλιωμένη μορφή της prb, δηλαδή τη μορφή που δεσμεύει την E2F και διαχωρίζεται απο την υπερφωσφορυλιωμένη μορφή. Το T αντιγόνο του ιού SV40 είναι η μόνη ιική ογκοπρωτεΐνη ικανή να αλληλεπιδρά τόσο με τη p53 όσο και με τη prb. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι οι DNA ογκογόνοι ιοί και οι πρωτεΐνες τους μπορεί να στοχεύσουν και άλλες διαφορετικές κυτταρικές πρωτεΐνες ό πως αυτό αποδείχθηκε τελευταίως με την πρωτεΐνη E6 του HPV ιών που ανήκουν στους ιούς υψηλού κινδύνου (highrisk HPV types). Τα τελευταία είκοσι χρόνια με τις μελέτες που έγιναν με τους ογκογόνους ιούς όλα άλλαξαν σχετικά με τη γένεση του καρκίνου. Οι επιστήμονες που εργάζονται πάνω στη χημική καρκινογένεση, τους ογκογόνους ιούς ή άλλες καρκινογόνες ουσίες ακολουθούσαν παράλληλο δρόμο η κάθε ομάδα πιστεύοντας ότι το δικό της σύστημα ήταν το μοναδικότερο και σωστότερο. Όλα όμως άλλαξαν όταν ανακαλύφθηκε ότι τα γονίδια από καρκίνο του πνεύμονα και της ουροδόχου κύστεως ήταν ομόλογα με τα γονίδια ras τα οποία είχαν εντοπισθεί ήδη και αναγνωρισθεί ως ογκογονίδια στους ιούς που προκαλούσαν σάρκωμα στους ποντικούς. Παράλληλα έρευνες με καρκινογόνα που δημιουργούσαν όγκους στους επιμείς παρατηρήθηκε ότι τα καρκινογόνα αυτά ενεργοποιούσαν το γονίδιο H ras 16. Ήταν πλέον φανερό ότι τα ίδια κυτταρικά πρωτο ογκογονίδια μεταβάλλοντο από ιούς, χημικά καρκινογόνα ή από σωματικές μεταλλάξεις. Μέσα σε λίγο χρονικό διάστημα διάφορα ογκογονίδια τα οποία είχαν πριν αναγνωριστεί και εντοπισθεί στους RNA ογκογόνους ιούς βρέθηκαν να είναι μεταλλαγμένα στους ανθρώπινους όγκους και για παράδειγμα το γονίδιο myc στις λευχαιμίες 17. Η ανακάλυψη στη συνέχεια και των κατασταλτικών γονιδίων συμπλήρωσε την ένωση της ιικής ογκολογίας και της ανθρώπινης ογκολογίας. Τα ογκογονίδια και τα κατασταλτικά γονίδια είναι κύρια εστία μελετών του καρκίνου στον άνθρωπο σήμερα και συμπληρώματα στις δύο αυτές ομάδες των γονιδίων, που σχετίζονται με τον καρκίνο και που δεν έχουν αναγνωριστικό σύμπλοκο (no cognate) μεταξύ των ο γκογόνων ιών, έχουν αναγνωρισθεί. Η παραδοχή δε αλλαγμένων κυτταρικών ρυθμιστικών γονιδίων ως μοριακή βάση του καρκίνου εδραιώθηκε με τη χρήση ιών.

12 Υπάρχουν προς το παρόν 6 ιοί που ε νοχοποιούνται για καρκίνο στον άνθρωπο και αυτοί είναι ο ιός της ηπατίτιδας B (HBV), ο ιός ηπατίτιδας C (HCV), μερικά στελέχη του ανθρώπινου ιού θηλωμάτων (HPV), ο ιός Epstein Barr (HBV), ο ιός του AIDS (HIV) και ο λεμφοτρόπος ιός τύπου 1 (HTLV 1). Έτσι πλέον ο ιός που σχετίζεται με το σάρκωμα Kaposi (HHV8) ταξινομείται ως πιθανόν ανθρώπινο καρκινογόνο. Θα προσπαθήσουμε να παρουσιάσουμε κάθε έναν από τους ανωτέρω ιούς και τη σχέση τους με τον καρκίνο στον άνθρωπο. Ένας μεγάλος αριθμός ιών που έχουν απομονωθεί από πιθήκους και άλλα ζώα δημιουργούν καρκίνο και τα ζώα αυτά έχουν χρησιμοποιηθεί ως μοντέλα για τη μελέτη των μηχανισμών της ιικής καρκινογένεσης που αποτελεί τη βάση αυτών που σήμερα γνωρίζουμε. Πιστεύεται ότι 15% των καρκίνων στον άνθρωπο έχει ιική αιτιολογία 18. Αυτός ο αριθμός αντανακλά κυρίως δύο κακοήθειες που συνεισφέρουν σημαντικά στο ʺφορτίοʺ του καρκίνου σε ολόκληρο τον κόσμο, τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας (ο ιός HPV) και του καρκίνου του ήπατος (οι ιοί HBV και HCV). Το ποσοστό του καρκίνου που σχετίζεται με ιούς είναι κατά τρεις φορές υψηλότερο στις αναπτυσσόμενες χώρες και αυτό αντανακλά τον υψηλό επιπολασμό της μόλυνσης από τους ιούς. Μερικοί ιοί όπως για παράδειγμα ο HBV σχετίζονται με ένα τύπο καρκίνου, ενώ άλλος όπως ο EBV με πολλούς τύπους. Αυτές οι διαφορές πιθανόν να αντανακλούν το τροπισμό ενός συγκεκριμένου ιού για συγκεκριμένο ιστό (κύτταρο). Ο ΙΟΣ ΗΠΑΤΙΤΙΔΑΣ Β Η κίρρωση του ήπατος από οιαδήποτε 30 αιτία προδιαθέτει σε ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα (hepatocellular carcinoma, HCC) και έτσι μπορεί να θεωρηθεί ως μία προκαρκινική κατάσταση, αφού η πλειονότης των ασθενών με HCC παγκοσμίως έχουν υπολανθάνουσα κίρρωση. Με εξαίρεση μερικών περιοχών του κόσμου όπου μόλυνση με HBV ενδημεί και ο ρόλος άλλων ογκογόνων παραγόντων (όπως για παράδειγμα η αφλατοξίνη) ίσως είναι σημαντικός, είναι πολύ ασυνήθης να παρατηρήσει κανείς HCC στην απουσία κίρρωσης 19. Μελέτες παγκοσμίως, δείχνουν ότι η κίρρωση σχετιζόμενη είτε με τον ιό HBV είτε με τον HCV είναι ο κύριως παράγοντας κινδύνου για HCC. Στην Eυρώπη για παράδειγμα μεταξύ των ατόμων που πεθαναν από ηπατική αιτία το HCC ήταν υπεύθυνο για το 54 70% των ασθενών με κίρρωση διαφόρων αιτιολογιών και σε 50% των ασθενών με κίρρωση που σχετιζόνταν με το HCV. Ο HBV προκαλεί μεταβατική ή χρόνια μόλυνση του ήπατος. Μεταβατικές μολύνσεις διαρκούν για μερικούς μήνες ενώ οι χρόνιες για ολόκληρη τη ζωή και μπορεί να οδηγήσουν σε κίρρωση ή ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα. Υπολογισμοί δείχνουν ότι ο καρκίνος του ήπατος παραμένει ως η πέμπτη πλέον κοινή κακοήθεια στους άνδρες και η όγδοη στις γυναίκες και ότι οι θάνατοι υπερβαίνουν το ένα εκατομμύριο παγκοσμίως ετήσια. Σε χώρες υψηλού κινδύνου ο καρκίνος του ήπατος μπορεί να εμφανιστεί πριν την ηλικία των 20 ετών ενώ σε χώρες χαμηλού κινδύνου ο καρκίνος του ήπατος είναι σπάνιος πριν από την ηλικία των 50 ετών. Η συχνότητα πρωτοπαθούς καρκίνου του ήπατος αυξάνει τα τελευταία χρόνια στις αναπτυγμένες χώρες και αυτό ίσως

13 να συνεχίσει για τις επόμενες δεκαετίες. Αυτό φυσικά σχετίζεται ή μάλλον είναι αποτέλεσμα της μόλυνσης με τους ιούς HBV και HCV. Σε περιοχές ορισμένων αναπτυγμένων χωρών, η συχνότητα πρωτοπαθούς καρκίνου του ήπατος φαίνεται να μειώνεται πιθανόν λόγω χρήσεως του εμβολίου. Το υψηλό κόστος του εμβολιασμού όμως εμποδίζει μαζικό εμβολιασμό σε πολλές υπό ανάπτυξη χώρες όπου μόλυνση με τον HBV είναι εκτεταμένη. ΤΟ ΗΠΑΡ ΣΤΟΧΟΣ ΤΟΥ ΙΟΥ Το ήπαρ παίζει σημαντικό ρόλο στην αποθήκευση και μετατροπή ενέργειας, την ομοιόσταση του αίματος, τη χημική αποτοξίνωση και την ανοσία έναντι μικροβιακών μολύνσεων. Αν και το ήπαρ αποτελείται από πολλούς διαφορετικούς τύπους κυττάρων, μεγάλο μέρος της λειτουργικής δραστηριότητάς του οφείλεται στα ηπατοκύτταρα (70% περίπου του ήπατος), στο επιθήλιο των χοληφόρων πόρων και τα κύτταρα Kupffer. Επειδή τα ηπατοκύτταρα είναι ο κύριος τύπος κυττάρων στο ήπαρ είναι α ναμενόμενο να αποτελούν και το κύριο στόχο μόλυνσης των ηπατοτρόπων ιών όπως ο HBV. Και όντως έτσι συμβαίνει αφού η μοναδική θέση αναπαραγωγής των ιών της οικογένειας των hepadnaviruses είναι τα ηπατοκύτταρα. Ωστόσο υπάρχουν ενδείξεις ότι τα ε πιθηλιακά κύτταρα των χοληφόρων πόρων και υποομάδες κυττάρων του παγκρέατος, των νεφρών και του λεμφοειδούς συστήματος μπορεί να είναι στόχοι των ιών παρόλο που οι στόχοι αυτοί δε θεωρούνται ως σημεία αναπαραγωγής και παθογένεσης και οι επιπτώσεις εξωηπατικής μόλυνσης πρέπει να μελετηθεί περαιτέρω (εικόνα 10). Αν και τα ηπατοκύτταρα είναι τελείως 31 διαφοροποιημένα εντούτοις διατηρούν την ικανότητα για περαιτέρω πολλαπλασιασμό σε ανταπόκριση βλάβης του ήπατος 20. Υπό φυσιολογικές καταστάσεις η ζωή των ηπατοκυττάρων είναι 6 12 μήνες και όταν υπάρχει ανάγκη ολόκληρος ο πληθυσμός μπορεί να μπει στον κυτταρικό κύκλο και να διαιρεθεί. Έτσι ενώ τα η πατοκύτταρα μπορεί να αντιπροσωπεύουν έναν ομοιογενή πληθυσμό κυττάρων εν ηρεμία, όταν υπάρξει μόλυνση, η κατάσταση μπορεί να αλλάξει καθώς το ανοσολογικό σύστημα επιτίθεται στα μολυσμένα κύτταρα. Αυτό σημαίνει ότι πλήρως κατανόηση της μεταβατικής και της χρόνιας μόλυνσης απαιτεί πρώτον την κατανόηση του πως το ήπαρ αναγεννάται όπως επίσης το πώς ο μηχανισμός αναπαραγωγής του ιού συμπεριφέρεται όταν τα μολυσμένα κύτταρα αρχίζουν να διαιρούνται. Αν ολόκληρος ο πληθυσμός μολυνθεί η κάθαρση από τον ιό απαιτεί είτε ένα μηχανισμό που θα αφαιρέσει τον ιό από τα ηπατυκύτταρα ή παντελή αντικατάσταση των μολυσμένων ηπατοκυττάρων με μη μολυσμένο πληθυσμό. Παρόλο που οι δύο αυτές εναλλαγές είναι ξεκάθαρες πρακτικά δεν είναι εύκολο να διαχωρισθούν. Αφού λοιπόν τα ηπατοκύτταρα είναι αυτά που επιτρέπουν την αναπαραγωγή του ιικού DNA μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η εξειδίκευση προς τον ιστό ελέγχεται κυρίως από έναν ειδικό υποδοχέα του ηπατοκυττάρου. Μελέτες έ χουν δείξει ότι υπάρχει επιλογή ιικής παραγωγικής μόλυνσης ειδικών κυττάρων. Tο ιικό DNA αντιγράφεται έξω από το ήπαρ σε ένα υποπληθυσμό εξωκρινών κυττάρων και μέσα στα ενδοκρινή νησίδια (endocrine islets) του παγκρέα

14 τος και του εγγύς σωληνοειδούς επιθηλίου των νεφρών. Και ενώ έχουν εντοπισθεί εξωηπατικοί ιστοί ως πιθανά σημεία αναπαραγωγής του ιού δεν μπορεί να αποκλειστούν άλλα τέτοια σημεία. Εικόνα 10. Μοντέλο για το ρόλο του HBV στην ανάπτυξη του HCC. Η χρόνια μόλυνση είναι το κεντρικό σημείο ενώ η φλεγμονώδης ανταπόκριση και η ηπατική αναγέννηση βοηθάει στην εμφάνιση λαθών κατά τη διάρκεια αναπαραγωγής του DNA. Οι πρωτεΐνες του ιού αλληλεπιδρούν με τις πρωτεΐνες επισκευής της βλάβης του κυττάρου επιτρέποντας έτσι τη συσσώρευση βλαβών. Περιβαντολλογικά καρκινογόνα είναι σημαντικοί παράγοντες στη δημιουργία καρκίνου σε ορισμένες περιοχές του κόσμου και ειδικά όπου ο ιός έχει καταστρέψει το μηχανισμό επισκευής βλάβης του DNA του κυττάρου. Όταν συσσωρεύονται οι γενετικές αλλαγές στη διάρκεια χρόνων τότε θα εμφανιστεί HCC. Το πρώτο συμβάν στην αναπαραγωγή του DNA είναι η μετατροπή του σε ο μοιοπολικά κλειστό κυκλικό DNA (cccdna), που αποτελεί και ένδειξη επιτυχούς μόλυνσης. Η μετατροπή του DNA σε cccdna στο ήπαρ εντοπίζεται στις πρώτες 24 ώρες μετά τη μόλυνση 32 και ο μηχανισμός που ακολουθείται είναι λεπτομέρεια σʹ αυτή την εργασία. Οποιοσδήποτε και όσο πολύπλοκος και αν είναι ο μηχανισμός μεταφοράς του ιικού DNA, ο σχηματισμός του cccdna, που συσσωρεύεται μόνο στο πυρήνα του κυττάρου, τελειώνει την εκκίνηση της

15 μόλυνσης. Το cccdna έντονα δρα ως εκμαγείο (template) για τη μεταγραφή όλων των ιικών mrnas. Τα ιικά RNA περιλαμβάνουν προγενωμικό RNA (pgrna), το οποίο χρησιμεύει ως και εκμαγείο για ανάστροφη μεταγραφή ως και τριών υπογενωμικών mrnas απαραίτητα για μετάφραση των ενθυλακωμένων πρωτεϊνών (envelope proteins) και mrna για την πρωτεΐνη X η οποία κωδικεύεται από όλους τους hepadnaviruses. Ο έλεγχος έκφρασης των γονιδίων έ χει μελετηθεί λεπτομερώς για τον HBV και είναι πλέον γνωστόν ότι κάθε γονίδιο HBV έχει έναν ή περισσότερους προαγωγούς που ρυθμίζουν τη δραστηριότητά του και αυτοί οι προαγωγοί ρυθμίζονται, σε αντίθεση, από ένα ή και τα δύο ενισχυτικά στοιχεία, E1 και E2 που βρίσκονται ανοδικά του κεντρικού προαγωγού 21. Με ένα γονιδίωμα το οποίο είναι μόνο 3Kbp σε μήκος, οι hepadnaviruses εκφράζουν ένα πολύ περιορισμένο φάσμα πρωτεϊνών. Τα γονίδια του πυρήνα και της πολυμεράσης είναι απαραίτητα για αναπαραγωγή του DNA και οι πρωτεΐνες του περιβλήματος (envelope) είναι απαραίτητες για τον εγκλωβισμό των νουκλεοκαψιδίων. Δύο ακόμη γονίδια, το X και HbeAg που εκφράζονται όταν υπάρχει φυσική λοίμωξη είναι άγνωστης λειτουργικότητας. Το πλέον βασικό στοιχείο στον κύκλο αναπαραγωγής των hepadnaviruses είναι η ρύθμιση της σύνθεσης του cccdna. Είναι η βάση για τη δημιουργία ή την καθιέρωση αυτών των ιών στα μολυσμένα ηπατοκύτταρα και στη συνέχεια φαίνεται να παίζουν ρόλο στην α νάρρωση από μια μόλυνση. 33 Όπως ήδη αναφέρθηκε η μόλυνση με τον ιό ηπατίτιδας σε ενήλικες είναι παροδική ενώ η περιγεννητική μόλυνση είναι χρόνια. Μια άποψη όσον αφορά την ανοσορύθμιση της ιικής μόλυνσης είναι ότι η ανταπόκριση των CTL αναγνωρίζει επίτοπα πρώιμων ιικών πρωτεΐνών που εκθέτουν το σύμπλοκο ιστοσυμβατότητας τύπου I στην επιφάνεια των μολυσμένων κυττάρων. Πολλά κύτταρα στη συνέχεια θανατώνονται πριν αρχίσει η παραγωγή του ιού εμποδίζοντας έτσι τη διασπορά του σε άλλα κύτταρα. Περαιτέρω έλεγχος της διασποράς του ιού γινεται με τη δημιουργία αντισωμάτων, ενώ τυπική προστασία στα αναίσθητα κύτταρα προσφέρεται από τις ι ντερφερόνες και τις κυτοκίνες που μπορεί να προσδώσουν ανθεκτικότητα σε παρακείμενα κύτταρα. Υπάρχουν ερωτήματα τα οποία ακόμη πρέπει να απαντηθούν όπως για παράδειγμα γιατί δεν υπάρχει ένας πιο αποτελεσματικός έλεγχος της εξάπλωσης του ιού σε αρχικό στάδιο μόλυνσης και πως το ανοσολογικό σύστημα είναι ικανό αργότερα να καθαρίσει τη μόλυνση αφού έχει εξαπλωθεί σε όλο το πληθυσμό των ηπατοκυττάρων. Έχουν δε δοθεί διάφορες ερμηνείες πλήν όμως όχι εντελώς ικανοποιητικές 22. Πάντως ο βαθμός καθαρσης του ιού είναι άγνωστος και οι μέθοδοι για το βαθμό αντικατάστασης των κυττάρων δεν είναι γνωστοί. Αν και ο θάνατος των ηπατοκυττάρων φαίνεται να χαρακτηρίζεται από στοιχεία παροδικής μόλυνσης υ πάρχει τουλάχιστον μια πιθανότητα ο ιός να εξαλείφεται χωρίς αυτό το θάνατο. Η χρόνια μόλυνση ορίζεται ως η επίμονος παρουσία του HBςAg στον ορό του ατόμου για 6 μήνες ή περισσότερο. Η

16 πιθανή αιτία για τη συνεχή παρουσία του HBsAg στην απουσία ανιχνεύσιμου ιού είναι ότι το ιικό DNA ίσως ενσωματώνεται στα χρωμοσώματα του ξενιστή κατά τη διάρκεια της μόλυνσης εφοδιάζοντας έτσι ένα εκμαγείο για μεταγραφή του mrna του HBsAg. Ο ΚΑΡΚΙΝΟΣ ΤΟΥ ΉΠΑΤΟΣ Επιδημιολογικές μελέτες έχουν φανερώσει τον κρίκο μεταξύ HB και καρκίνου του ήπατος. Ο κίνδυνος για ένα άτομο με χρόνια μόλυνση είναι 10 25%. Στα woodchucks (marmota monax) ο κίνδυνος είναι 100%. Ένα πιθανό ερώτημα σε όλες αυτές τις παρατηρήσεις είναι τι ρόλο παίζει ο ιός στον καρκίνο του ανθρώπου. Οι πληροφορίες σχετικά με τον καρκίνο στον άνθρωπο είναι ακόμη ελλειπείς ενώ έρευνες με woodchucks έχουν δώσει πολύτιμες πληροφορίες και εμπλέκουν την οικογένεια του γονιδίου myc στον καρκίνο του ήπατος 23. Στη μελέτη EUROHEP ο κίνδυνος για καρκίνο του ήπατος δε διέφερε μεταξύ HBeAg θετικών, HBeAg αρνητικών/ HBV DNA θετικών ή HBeAg αρνητικών/ HBV DNA αρνητικών κατά τη διάγνωση 24. Eπίμονη ή κατεσταλμένη αναπαραγωγή του ιού έχει προγνωστικό ρόλο στον κίνδυνο για HCC. Πράγματι ασθενείς με κίρρωση που ήταν αρνητικοί για HbeAg, που κατέστειλαν το HBV DNA και που εξάλειψαν το HBsAg έχουν λιγότερο κίνδυνο για HCC. Άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι μπορεί να εμφανισθεί ακόμη HCC σε ασθενείς που έχουν α ναπτύξει κίρρωση κατά το χρόνο εξάλειψης του HBsAg και που δεν έχουν άλλη μαρτυρία παράγοντα κινδύνου για HCC. Επειδή το ιικό DNA έχει παρατηρηθεί σε μεγάλη ποσότητα σε κύτταρα ήπατος 34 με καρκίνο και το DNA του ιού είναι διάσπαρτα ενσωματωμένο στο DNA του κυττάρου οι ερευνητές υπέθεσαν ότι η ενσωμάτωση πραγματοποιείται πριν ή τουλάχιστον στην αρχή της εμφάνισης του όγκου. Σε αναλογία δε με το μοντέλο ενεργοποίησης των ογκογονιδίων (όπως αναφέρθηκε ανωτέρω) ετέθη το ε ρώτημα αν ο HBV θα μπορούσε να δρα ως ενθετικό μεταλλαξιογόνο (insertional mutagen) δημιουργώντας ενεργοποίηση του πρωτο ογκογονιδίου. Όλες οι έρευνες, με το μοντέλο του woodchuck, συνηγορούν προς αυτήν την κατεύθυνση αφού οι αλληλουχίες του ιού βρίσκονται κοντά στο N myc σε ό λους τους ηπατικούς όγκους των ζώων αυτών 6. Σε αντίθεση με τις παρατηρήσεις στο woodchuck παρόμοιες προσπάθειες σε όγκους ηπατοκυτταρικού καρκίνου στον άνθρωπο δεν παρουσιάζουν κοινό κυτταρικό στόχο για ενσωμάτωση του HBV. Υπάρχουν και άλλες διαφορές μεταξύ του WHV και HBV όπως για παράδειγμα ότι ο καρκίνος στον άνθρωπο σχετίζεται σχεδόν πάντοτε με κίρρωση ενώ στο woodchuck η ίνωση του ήπατος δεν είναι συχνή και ότι ο χρόνος ανάπτυξης του καρκίνου στον άνθρωπο είναι περίπου χρόνια ενώ στο woodchuck 1 3. Καθώς η έρευνα για κοινούς κυτταρικούς στόχους ενσωμάτωσης του DNA του HBV δεν έχουν δώσει σημαντικές πληροφορίες δύο εναλλακτικά μοντέλα έχουν προκύψει από έρευνες πάνω σε ρετροϊούς και τον καρκίνο του παχέος εντέρου και υιοθετήθηκαν για να ερμηνευθεί η επαγόμενη ογκογένεση με HBV. Το πρώτο μοντέλο εκλαμβάνει την ι δέα ότι ο HBV, όπως και άλλοι ογκογόνοι ιοί, περιέχει ένα ογκογονίδιο και το

17 δεύτερο μοντέλο ότι κάποιο κατασταλτικό ογκογονίδιο έπαιξε ρόλο και πιθανόν αυτό να ήταν το p53. Μελέτες που έγιναν in vitro έδειξαν ότι κύτταρα μολυσμένα με τον ιό εξέφραζαν ένα μεταγράφημα (transcript) που αντιστοιχούσε στο ιικό γονίδιο X σε υψηλότερα επίπεδα απʹ ότι παρατηρείτο σε ιστούς in vivo και ότι το ιικό γονίδιο X ήταν απαραίτητο για την κυτταρική ε ξαλλαγή. Έκτοτε άλλες έρευνες έχουν δείξει ότι υπερέκφραση του γονιδίου X μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνο χωρίς αυτό να αποκλείει και άλλους παράγοντες που μπορεί να εμπλέκονται στην προαγωγή του όγκου. Το άλλο μοντέλο το οποίο προβλέπει ότι η ανάπτυξη HCC είναι μια πολυσταδιακή πορεία βασίζεται στην αναγνώριση ειδικών αλλοιώσεων που παρατηρούνται στο ήπαρ ασθενών με καρκίνο. Αυτές οι αλλοιώσεις περιλαμβάνουν αλλοιωμένες ηπατικές εστίες, δυσπλαστικά οζίδια και διάφορα επίπεδα κυτταρικής διαφοροποίησης. Πιστεύεται ότι ο καρκίνος αναπτύσσεται μέσω αυτών των σταδίων όπως έχει περιγραφεί και για τον καρκίνο του παχέως εντέρου με μόνη διαφορά ότι ο χαρακτηρισμός του καρκίνου του ήπατος είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο. Μελέτες πάνω σε ιστούς από HCC έ δειξαν ότι οι μεταλλάξεις του p53 είναι σε πολύ χαμηλό βαθμό σε σχέση με άλλους καρκίνους κάτι που φανερώνει ότι οι μεταλλάξεις αυτές δεν εξαρτώνται από την αιτιολογία της νόσου 25. Παρά τη μεγάλη συλλογή πληροφοριών και τις εκτεταμένες έρευνες πάνω στο HBV και το HCC πολλά ερωτήματα μένουν αναπάντητα. Στο επίπεδο της αναπαραγωγής του ιού ειδικά κατά το πρώιμο στάδιο δεν 35 έχει ακόμη εξιχνιαστεί η λειτουργία του γονιδίου X και αν η πρωτεΐνη αυτού του γονιδίου παίζει ρόλο στην αναπαραγωγή του ιού. Στο επίπεδο αλληλοεπίδρασης ξενιστή ιού το κυρίως άλυτο πρόβλημα σχετίζεται με το μηχανισμό με τον οποίο γίνεται απαλειφή του ιού από το ήπαρ. Μαρτυρία για την ύπαρξη κυτταρικών παραγόντων που καταστέλλουν την αναπαραγωγή του ιού προέρχεται από μελέτες στον άνθρωπο και το χιμπατζή κατά την επιμόλυνση με άλλους ιούς συμπεριλαμβάνομένων των HAV, HCV και HDV 26. Αυτές οι μελέτες οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι η μερικές κυτοκίνες θα μπορούσαν να επιφέρουν ενεργοποίηση αντι ιικών καταστάσεων, αφού ο TNF α ελαττώνει το χρόνο ημιζωής του ιικού RNA και η ιντερφερόνη γ κα ο TNF α επάγουν αποδόμηση αναπαραγωγής του ιικού DNA. Δυστυχώς οι πληροφορίες που αφορούν στα βιοχημικά στάδια που είναι υπεύθυνα για αποδόμηση του ιού είναι περιορισμένες. Συμπερασματικά μπορεί να λεχθεί ότι η δημιουργία HCC μετά από μόλυνση με HBV πιθανόν να συνεπάγεται συνδυασμό έμμεσων μηχανισμών. Χρόνια ηπατική βλάβη δευτερογενής της επίμονης μόλυνσης με τον ιό οδηγεί σε νέκρωση, φλεγμονή και ηπατική αναγέννηση η οποία μετά από χρόνια οδηγεί σε κίρρωση. Ο καρκίνος πηγάζει κυρίως από αυτή τη σκηνή των γεγονότων που δημιουργούνται από μια επίμονο ιική μόλυνση μπορεί να θεωρηθούν ως μια ʺρόδαʺ που γυρίζει ενδυναμούμενη από τη χρόνια μόλυνση και την ανταπόκριση του ξενιστή (εικόνα 10). Η ταχύτητα της στροφής θα καθορίζεται από ένα συνδυασμό παραγόντων

18 36 συμπεριλαμβανομένων του βαθμού α ναπαραγωγής του ιού, τη μολυσματική του δύναμη που χαρακτηρίζεται από την ανοσολογική ανταπόκριση του ξενιστή και την πιθανή παρουσία περιβαλλοντολογικών συμπαραγόντων (αφλατοξίνες, οινόπνευμα, επιμόλυνση με άλλον ιό, κάπνισμα, κ.α.) 27. Ο ΙΟΣ ΗΠΑΤΙΤΙΔΑΣ C Σε πολλές χώρες του αναπτυγμένου κόσμου η μόλυνση με HCV ευθύνεται για περισσότερες από τις μισές περιπτώσεις HCC. Η μόλυνση με HCV εκτός από το ότι είναι η κύρια αιτία χρόνια ηπατικής νόσου θεωρείται και το κύριο αίτιο καρκίνου του ήπατος. Η φυσική ιστορία της μόλυνσης με αυτό τον ιό ακολουθεί μακρά λανθάνουσα επίμονη μόλυνση στην οποία η πλειονότης των μολυσμένων ατόμων παραμένει ασυμπτωματική και ίσως έχουν ήπια νόσο χωρίς πρόοδο 28. Σε έναν αριθμό ασθενών, όμως, η νόσος εξελίσσεται με διάφορο βαθμό, από ενεργό φλεγμονή σε ίνωση και τελικά σε κίρρωση. Η εμφάνιση της κίρρωσης συνήθως προηγείται της εμφάνισης των ηπατικών επιπλοκών συμπεριλαμβανομένου και του HCC. Όπως ήδη αναφέρθηκε η μακρά διάρκεια προόδου από τη μόλυνση έως τη κίρρωση είναι συνήθως 20 ή και πλέον χρόνια και η εμφάνιση του HCC ίσως απαιτεί άλλα 10 χρόνια. Έτσι η ογκογόνος πορεία της μόλυνσης είναι τυπικά βραδεία και πιθανόν να απαιτεί γενετικές αλλαγές πολλαπλών σταδίων με πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ιού, ξενιστή και περιβάλλοντος. Με τη χρήση ορολογικών και μοριακών προσδιορισμών που αναπτύχθηκαν αμέσως μετά την ανακάλυψη του HCV παρατηρήθηκε διασύνδεση μεταξύ HCV και του κινδύνου για HCC. Η μαρτυρία βασίζεται κυρίως σε επιδημιολογικές μελέτες αφού δεν υπάρχει μέχρι σήμερα σύστημα in vitro για ασφαλείς παρατηρήσεις. Ο HCV είναι ένας μικρός RNA ιός, με περίβλημα (έλυτρο), που αποτελείται από ένα ιικό γονιδίωμα (μονόκλωνο RNA) εγκλωβισμένο σε καψίδιο και περιβεβλημένο από έλυτρο. Ο ιός ταξινομείται στην οικογένεια των Flaviviridae, πολλά από τα στάδια αναπαραγωγής του στο κύτταρο έχουν μελετηθεί ενώ υπάρχει έλλειψη πληροφορίας στο πως ο ιός αλληλεπιδρά με κυτταρικά συστατικά σε κάθε σημείο στον κύκλο αναπαραγωγής και ποίοι κυτταρικοί παράγοντες ρυθμίζουν τις δραστηριότητες σε κάθε ένα απʹ αυτά τα σημεία. Με την έλλειψη μοντέλου μελέτης in vitro η χρήση πιθήκων και ειδικά του χιμπατζή παραμένει ως το μόνο μοντέλο αλλά πάρα πολύ ακριβό. Η πρόσφατη δημιουργία διαγονιδιακών ποντικών (transgenic mice) από ανθρώπινο καρκίνο ήπατος δίνει ελπίδες για γρήγορες και αξιόπιστες μελέτες. Στα μέσα του 1990 απομονώθηκαν σωματίδια του ιού σε ορούς και τα σωματίδια αυτά μελετήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και το μέγεθος τους υπολογίστηκε στα nm, μεγαλύτερα από τον ιό ηπατίτιδος A (17 19 nm) και B (42 nm). Ένα βασικό σημείο για το διαχωρισμό των ιών είναι το πώς κωδικοποιούν τη γενετική τους πληροφορία. Οι ζώντες οργανισμοί συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου χρησιμοποιούν το DNA για να αποθηκεύσουν το γενετικό τους κώδικα, μερικοί ιοί κωδικεύουν επίσης το γενετικό τους υλικό ως DNA ενώ άλλοι χρησιμοποιούν RNA. Το RNA του HCV έχει δύο λειτουργίες: πρώτον το μονόκλωνο γενωμικό HCV

19 χρησιμεύει ως γονιδίωμα του ιού και ό ταν ο ιός αναπαράγεται όλα τα νέα σωματίδια πρέπει να περιέχουν ένα αντίγραφο του γονιδιώματος και δεύτερον το mrna χρησιμεύει για τη σύνθεση όλων των πρωτεϊνών. Το γεγονός ότι ο HCV μολύνει κατά κύριο λόγο ηπατικά κύτταρα θεωρείται ως ηπατοτρόπος ιός, αλλά ο ιός έχει βρεθεί και σε άλλα κύτταρα εκτός ήπατος. Όλες οι μέχρι τώρα μελέτες πείθουν για τη σχέση του HCV και HCC και δείχνουν ότι ο ιός είναι το αιτιολογικό αίτιο του HCC. Δύο πράγματα δείχνουν οι μελέτες μέχρι σήμερα: ένα ανεξάρτητο επηρεασμό του HCV και μία σχέση με την ανάπτυξη της κίρρωσης στην παθογένεση του HCC. Ο μηχανισμός ηπατοκυτταρικής βλάβης σε χρόνια ηπατίτιδα C είναι ένα α ποτέλεσμα ιο ειδικών και μη ιο ειδικών ανοσολογικών ανταποκρίσεων αν και απ ευθείας κυτταροπαθογόνος δράση του HCV που συμβάλλει στην ηπατική βλάβη δεν αποκλείεται. Χρόνια βλάβη οδηγεί σε αναγέννηση και πολλαπλασιασμό των ηπατοκυττάρων. Φυσιολογικά, υγιή πλήρως διαφοροποιημένα ηπατοκύτταρα είναι σε στάδιο ηρεμίας και έχουν χρόνο ημιζωής πάνω από 100 ημέρες. Σε χρόνια ηπατίτιδα ο βαθμός αναπαραγωγής των κυττάρων αυξάνει με χρόνο ημιζωής μόνο μερικές ημέρες όπου κατʹ αρχάς προκαρκινικές καταστάσεις μπορεί να συμβούν και να ε δραιώσουν κατάσταση για περαιτέρω κακοήθη εξαλλαγή των ηπατοκυττάρων. Το προκαρκινικό περιβάλλον σε μια κατάσταση χρόνιας βλάβης και αναγέννησης οδηγεί σε συχνές γενετικές μεταλλάξεις και αστάθεια. Επειδή λοιπόν 37 τα ηπατοκύτταρα συσσωρεύουν πολλαπλές αλλαγές μερικά κύτταρα τελικά κατέχουν φυσιολογικές λειτουργίες και προσπαθούν να ωθήσουν τα άλλα πέραν των σημείων ελέγχου των φυσιολογικών διεργασιών και τα μετατρέπουν σε καρκινικά. Η συσσώρευση αυτών των γενετικών μεταβολών που οδηγεί σε κακοήθη εξαλλαγή είναι μια πολυδιάστατη πορεία και απαιτεί πολλαπλά «χτυπήματα» στους βασικούς ρυθμιστικούς μηχανισμούς της ζωής των ηπατοκυττάρων. Προς το παρόν δεν είναι γνωστό σε ποιο στάδιο αυτές οι συσσωρευμένες γενετικές αλλαγές γίνονται μη αναστρέψιμες. Πολλά από τα γονιδιακά προϊόντα του HCV φαίνεται να σχετίζονται ή μάλλον να είναι απαραίτητα στους μηχανισμούς κακοήθους εξαλλαγής. Το προϊόν του γονιδίου του πυρήνα (core gene product) φαίνεται να αλληλεπιδρά με πορείες που σχετίζονται με απόπτωση, μεταγωγή σήματος (signal transduction), μεταγραφική ενεργοποίηση και εξαλλαγή 29. Η δομική πρωτεΐνη E2 παρεμβάλεται στις δράσεις της ιντερφερόνης με το να αναχαιτίζει την πρωτεϊνική κινάση, ενώ οι μη δομικές πρωτεΐνες παίζουν ρόλο στη διατήρηση της ιικής επιμονής και στην προαγωγή της καρκινογένεσης. Η επαγωγή από τον ιό δραστικών οξυγονούχων ειδών προκαλεί οξειδωτικό στρες που θεωρείται ως μηχανισμός βλάβης στην ηπατίτιδα C. Tα κύτταρα τα οποία εκφράζουν πρωτεΐνη του πυρήνα του ιού δεν υπόκειται σε αυτόματη απόπτωση πιθανόν λόγω της επαγωγής αντι οξειδωτικών και α ντι αποπτωτικών γονιδίων. Η υπόθεση ότι ο HCV προκαλεί υψηλό βαθμό μεταλλαξικών μολυσμένων ηπατοκυττάρων έχει προταθεί ως εξήγηση του προ

20 καρκινικού αποτελέσματος της μόλυνσης με HCV 30. Μετάλλαξη στην p53, τη β κατενίνη και μερικά άλλα πρωτο ογκογονίδια και κατασταλτικά γονίδια παρατηρούνται σε HCC τα οποία σχετίζονται με τον HCV. Όλες οι μέχρι τώρα μελέτες επιβεβαιώνουν την ιδέα ότι τα υπερ μεταλλαξικά γεγονότα είναι ένας από τους μηχανισμούς καρκινογένεσης κατά τη διάρκεια της μόλυνσης με HCV. Η ανοσοεπιτήρηση πιστεύεται ότι παίζει βασικότατο ρόλο στον έλεγχο της εμφάνισης του καρκίνου. Η μόλυνση με HCV φαίνεται να αλληλεπιδρά με το ανοσολογικό σύστημα και πιθανόν να επηρεάζει την πορεία ανοσοεπιτήρησης. Πιστεύεται ότι ο ιός μολύνει λεμφοειδή κύτταρα και χρόνια μόλυνση σχετίζεται με την ανάπτυξη λεμφώματος B κυττάρων. Η πρωτεΐνη E2 του ιού αναχαιτίζει λειτουργίες των φονικών κυττάρων (killer cells) και ενεργοποιεί T κύτταρα μέσω αλληλεπίδρασης με CD81. H πρωτεΐνη του πυρήνα εμπλέκεται στην καταστολή των λειτουργιών των T κυττάρων μέσω αλληλεπίδρασης με τον υποδοχέα C1qR, ενώ άλλες μαρτυρίες δείχνουν ότι τα δενδριτικά κύτταρα επηρεάζονται από τον HCV. Τελικά το ήπαρ φαίνεται να είναι ένα όργανο με ανοσολογική ανοχή και με σχετικά αδύναμο ανοσογόνο σύστημα. Η γενική αυτή ιδέα στηρίζεται περαιτέρω από πρόσφατες δημοσιεύσεις στις οποίες τα ηπατικά δενδριτικά κύτταρα φαίνεται να είναι λιγότερο ενεργά στη διεργασία παρουσίασης αντιγόνων απ ότι τα περιφερικά δενδριτικά κύτταρα 31. Συμπερασματικά μπορεί να λεχθεί ότι όλες οι μελέτες δείχνουν πως η ανοσοεπιτήρηση εξασθενεί στα άτομα μολυσμένα με HCV πράγμα που προδιαθέτει 38 στην ανάπτυξη του HCV. Χρόνια μόλυνση με HCV είναι βασικός παράγοντας για την ανάπτυξη καρκίνου του ήπατος. Οι παθογόνοι μηχανισμοί που οδηγούν στον καρκίνο κατά τη διάρκεια χρόνιας μόλυνσης τώρα γίνονται αντιληπτοί. Η απουσία ενός συστήματος που θα επηρέαζε τη μελέτη του ιού in vitro ή ενός ζωϊκού μοντέλου περιορίζουν την πλήρη κατανόηση των σταδίων κακοήθους εξαλλαγής. Η κατανόηση των μηχανισμών καρκινογένεσης από τον HCV είναι βασικός παράγοντας για το σχεδιασμό μέσων διάγνωσης, θεραπείας ή ακόμη και πρόληψης. AΝΘΡΩΠΙΝΟΙ ΙΟΙ ΘΗΛΩΜΑΤΩΝ Οι ιοί θηλωμάτων (human papillomaviruses, HPV) είναι ογκογόνοι ιοί που σχετίζονται με διάφορους ανθρώπινους ό γκους, μεταδίδονται σεξουαλικώς και μολύνουν κυρίως τον τράχηλο της μήτρας ως και τα γεννητικά όργανα του ανδρός. Η ομάδα αυτή των ιών απαριθμεί άνω των 100 στελεχών, μερικοί απʹ αυτούς προκαλούν υπερπλαστική επιδερμική βλάβη (μυρμηγκιά) και τα στελέχη αυτά διαφέρουν από αυτά που α ναπτύσσονται στη γεννητική περιοχή. Από τα 100 στελέχη περίπου 30 μπορεί να μεταδοθούν από το ένα άτομο στο άλλο κατά τη σεξουαλική επαφή αλλά δεν είναι εντελώς κατανοητό πότε γίνεται η μόλυνση. Οι περισσότερες λοιμώξεις με HPV έρχονται και εξαφανίζονται σε διάστημα χρόνων αλλά μερικές φορές η μόλυνση μπορεί να επιμείνει για πολλά χρόνια με ή χωρίς κυτταρικές ανωμαλίες. Οι HPVs αναγνωρίζονται σήμερα ως κύρια αιτία καρκίνου του τραχήλου 32,33. Μερικά στελέχη αναφέρονται ως ʺχαμηλού κινδύνουʺ (low risk) επειδή σπα