EBV et HHV8
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EBV et HHV8 en transplantation d’organe adulte et pédiatrique Martine Raphaël DIU de Transplantation Lyon Mai 2009 EBV et HHV8 : virus oncogènes EBV Facteur déterminant dans le développement d ’un syndrome lymphoprolifératif après transplantation Dépend du statut sérologique du couple donneur/receveur Receveur négatif d ’un donneur séro positif pour EBV Population pédiatrique : risque atteint 30% Heo JS, Transplant Proc, 2004 HHV8 Virus associé au sarcome de Kaposi identifié dans les lymphomes primitifs des cavités la maladie de Castleman liée au VIH et souvent associée au sarcome de Kaposi et aux lymphomes plasmoblastiques EBV • 1964 : LNH Burkitt : découverte : Epstein, Achong et Barr • 1968 : Agent de la mononucléose infectieuse : Henle • 1970 : Carcinome du Naso pharynx : Zur Hausen • 1980s : lymphomes des déficits immunitaires Hodgkin Lymphomes T EBV et lymphomes • < 5% des LNH de l’immunocompétent • 10 - 85% des lymphomes de Burkitt • 20 - 80% du lymphome de Hodgkin • 60 - 100% des lymphomes des déficits immunitaires • 5 - 100% des LNH T EBV : structure et génome • Human Herpes virus 4 Herpesviridae, Lymphocryptovirus Group C 120 à 200 nm Double strand DNA 186k bp From LS Young, A. Rickinson Nature Review 2004 TR orip U1 IR1 IR2 U2 orilyt IR4 IR3 orilyt U3 U4 U5 TR EBV et latence EBV proteines de Latence CD21 HLA II Lymphocyte B EBNA2 EBNALP EBNA2 EBNA1 EBNALP EBNA2 EBNA3A EBNA3B EBNA3C LMP1 LMP2A LMP2B EBER1, 2 Lignée lymphoblastoide : latence III Programme de prolifération EBV protéines de latence, fonctions principales les différents types de latence Protéines EBERS EBNA1 EBNA2 EBNA 3A EBNA3B EBNA3C EBNA LP LMP1 LMP2A LMP2B 0 +/ARN ARN - Latences I II + + + + + + + fonctions III + + + + + + + + + + réponse IFN, anti apoptotique persistance génome transcription, lien RBP-Jk transcription, lien RBP-Jk transcription activation cycle cellulaire coopération EBNA2, cycle activation, NFkB, STAT1, .. bloquage: BCR, réactivation ? Cellules B mémoire, BL, Hodgkin, LCL, MNI, LP des immunodéprimés Lymphoprolifération induite par l ’EBV et déficit immunitaire Latence : I, II, III B mémoire Latence II Expansion clonale B centre germinatif Différenciation plasmocytaire et cycle productif réactivation Latence III B naïve EBV Latence de l’EBV et cycle Lytique EBNA1 LMP1 I LMP1, EBNA2 II III LMP1 cycle lytique ZEBRA EBER ZEBRA Early protein : EA Replication du DNA viral VCA EA BCRF1 VCA EBNA2 EBV et propriétés oncogéniques • Latence Type de latence et rôle de l ’EBV Interactions entre les protéines de latence de l ’EBV et la machinerie cellulaire : signalisation, transcription • Rôle de la réplication? Cycle productif et production de virions? • Rôle de ZEBRA : rupture de la latence Cycle abortif ? EBV, lymphoproliférations B et déficit immunitaire Déficit immunitaire LPPT EBV Lymphoproliférations B Dérégulation du cycle cellulaire inhibition de l ’apoptose Inhibiteurs/ Activateurs du cycle cellulaire Signalisation Transcription CD18 LMP1 LMP2A LMP2B HLAII BCL2 CD11a CD54 EBNA2 EBNA3C EBNA1 Anomalies géniques CD23 CD44 CD40 CD39 CD21 x10 à200 EBV, transformation cellulaire et oncogénèse EBNA2 et voie de signalisation NOTCH Structure d ’EBNA-2 A NLS Pro diversité Dim RBP-J Arg-Gly TAD S1 S2 S3 Structure de Notch RBP-J liaison RAM Peptide signal EGF-like répétition N-extra cellulaire • • • LN répetition NLS TM Ankyrine répétition NLS PEST N-intra cellulaire Activation par les ligands delta like 1 et 3, delta 4, jagged 1 et 2. Clivage S2 et S3 Translocation dans le noyau de N-IC et liaison avec RBP-J (Su (H) de la drosophile) EBNA-2 : homologue viral fonctionnel de Notch activé (N-IC) mais indépendant des ligands EBNA2 aboli la répression médiée par RBP-Jκ par compétition avec le complexe corepresseur SIN3A Répression HDAC1/2 SMRT SAP30 SKIP CIR RBP-jκ EBNA2 x Off SIN3A SMRT GTGGGAA HDAC1/2 SAP30 CIR Activation EBNA3A EBNA3B EBNA3C From EPSTEIN–BARR VIRUS: 40 YEARS ON LS Young, A B. Rickinson, NATURE REVIEWS | CANCER, 2004 SKIP EBNA2 RBP-jκ GTGGGAA EBNA-LP BTM ON EBV, transformation cellulaire et oncogénèse EBV et lymphomes, LMP1 • La structure de la molécule confère une fonction de récepteur constitutivement activé : extremité NH2 et partie transmembranaire , agrégation et oligomérisation, identification d ’une partie de LMP1 dans les rafts membranaires. • Extremité C terminale et transduction du signal : CTAR1/TES1 et recrutement des facteurs associés au TNF-R, (TRAF1,2,3,5) CTAR2/TES2 et association avec TRADD et RIP (signalisation TNF-RI), mais pas de death domaine sur LMP1 EBV, transformation cellulaire et oncogenèse EBV et lymphomes, rôle de LMP1dans la transformation cellulaire • Wang D (Cell 1985), expression de LMP1 et transformation de fibroblastes de rat • LMP1 : initiation et maintien de la prolifération fonctions de LMP1 impliquées dans la transformation cellulaire - Inhibition de l ’apoptose : surexpression de BCL-2, MCL-1, BFL-1, A20 et c-IAPs - Dérégulation de l ’expression cytokinique : IL-8, IL-6, IL-10, métalloprotéïnase - Interactions avec les voies de signalisation cellulaire NF κB JAK-STAT1 MAPK - ERK JNK Deux voies d’activation de NF-κB par LMP-1 LMP1 mime la signalisation CD40-CD40 ligand Rafts Membrane N N N CTAR1 20 - 30% TRAF1 TRAF2 TRAF3 Non canonique NIK IKKα CTAR3 IκB CTAR2 TRADDTRAF2 70 - 80% C CC Canonique P10O IKKβ NEMO From N. Faumont, 2005 P100 RelB IKKα P65/RelA P50 IκB noyau NIK P65 P50 P52 RelB NF-κB EBV, transformation cellulaire et oncogenese LMP1 and NF κB PCNSL Infection EBV et diminution de l’expression de Bim Bim : membre de la famille BCL2 pro-apototique, 1 seul domaine BH3 joue un rôle central dans l ’homéostasie lymphocytaire • Activation constitutive de ERK1/2 par EBV Phosphorylation de l ’isoforme BimEL par ERK1/2 Dégradation de l ’isoforme phosphorylé par par le protéasome Résistance à l ’apoptose et Contribution au potentiel oncogénique de l ’EBV D ’après C Clybouw, A Vasquez et al J Immunol 175 : 2968, 2005 • Répression de l ’expression de Bim au niveau transcriptionnel : Rôle de la coopération des protéines nucléaires de l ’EBV EBNA3A et EBNA3C MJ Allday, BL meeting, Kampala Février 2008 EBV mime et interagit avec les voies de signalisation et d’activation cellulaires et « re-programme » les lymphocytes B SURVIE DU VIRUS ET SURVIE CELLULAIRE EBV and cell programmation CD40L LMP1 CD40 TRAFF LMP2a : antigen B-cell receptor BCR LMP1 : TNFrecepteur, CD40-CD40L EBNA2 : facteur transcriptionnel Notch Ag BCR syk lyn NF-kB STAT1 notchIC RBP-Jk B lymphocyte LMP2A syk lyn TRAFF NF-kB EBNA2 STAT1 RBP-Jk B lymphocyte infected by EBV Interactions moléculaires entre les protéines de l’EBV et la machinerie cellulaire : survie et prolifération IL-6 IL-10R LMP1 IL-6R IL-10 IL-10R IL-6R STAT PI3K STAT PI3K P38SAPK Phosphorylation Rb STAT PKB Cycline D1 NFkB Cdk4/6 Bfl-1 bcl-2 A20 …. EBNA-2 EBNA-LP p27kip1 G1 S EBNA-3C SURVIE PROLIFERATION D ’après P. BRENNAN, 2001 Profil d ’expression génique des PTLD EBV+ et EBV• 8 cas de PTLD monomorphe (4 EBV-, 4 EBV +) Affymetrix HU133A GeneChips Clustering hiérarchique • Comparaison entre les PTLD EBV + et EBV54 transcripts surexprimés : PTLD EBV+, dont : IRF7, EBI2 (Epstein Barr induced gene), MX1, IFITM1, IFITM3 (gènes induits par l ’IFN) 232 transcrits sous exprimés • Profil comparable à ceux des lignées précédemment décrites (F Baran-Marszak, • Modification du profil d ’expression génique en lien avec l ’EBV Craig et al, Pittsburgh Diagn Mol Pathol, 2007 Réplication de l ’EBV et prolifération cellulaire • Détection de la phase lytique de l ’EBV dans les lymphomes des déficits immunitaires liés à l ’EBV : BZLF, BLRF1 • Rôle des protéines virales du cycle lytique : vIL10 : homologie avec l’IL10 hu • EBV mutant, délété pour BZLF1 et absence de développement d ’une lymphoprolifération chez la souris SCID • Induction de facteurs cellulaires jouant un rôle dans la prolifération et phénomène de paracrinie IL10, IL6, facteur angiogénique (vascular endothelium growth factor) LCL Z-KO : diminution de ces facteurs • Interactions entre TGFβ et ZEBRA EBV, lymphomes, transformation cellulaire et oncogénèse • Interaction persistante entre le virus et l ’hôte • Paradoxe apparent EBV transforme les lymphocytes quiescents in vitro Infection persistante et asymptomatique in vivo • Deux explications importance du contrôle du système immunitaire de l ’hôte Interaction entre l ’EBV et la machinerie cellulaire co-régulation de l ’expression des gènes cellulaires et viraux • Prolifération et silence immunologique PROLIFERATIONS LYMPHOIDES APRES TRANSPLANTATION (PTLD) • Conséquence de l ’immunosuppression • Incidence globale : 2% des patients transplantés • Variation (<1% - 5%) selon le traitement immunosuppresseur et l ’organe greffé, risque estimé : x20 : rein, x120 : coeur • Diversité des proliférations Proliférations précoces très souvent liées à l ’EBV Proliférations tardives associées ou non à l ’EBV Intervalle différent selon la présence de l ’EBV EBV délai moyen + 6 - 10 mois 4 - 5 ans Large prédominance des proliférations B Origine : receveur (>90%), donneur (<10%) (foie, poumon) infiltration préférentielle du greffon High levels of Epstein-Barr virus DNA in blood of solid-organ transplant recipients and their value in predicting post transplant lymphoproliferative disorders. Copy of EBV genome per 0,5μg of PBMC DNA 1000000 100000 10000 1000 100 10 26 59 1 Immunocompetent asymptomatic Transplanted patients Transplanted patients with EBV associated pathology J Clin Microbiol 38 : 613-9, 2000 PTLD : catégories histopathologiques • Lésions précoces Hyperplasie plasmocytaire Lésions de type mononucléose infectieuse • PTLD polymorphe ou type Hodgkin like • PTLD monomorphe - Proliférations B Lymphome B diffus à grandes cellules Burkitt/Burkitt atypique (like) Myélome prolifération de type plasmocytome - Proliférations T lymphome T périphérique • Lymphome Hodgkinien classique NL Harris, S H Swerdlow, G Frizzera, DM Knowles, OMS 2008. PTLD : Lésions précoces • Plus fréquemment observées dans la population pédiatrique • Fréquence des PTLD après greffe hépatique chez l ’enfant : 2 -5 % • Hyperplasie plasmocytaire Hyperplasie réactionnelle plutôt que PTLD Localisation préférentielle : sphère ORL Polyclonale, EBV +/- • Lésion de type mononucléose infectieuse EBV toujours présent, primo-infection EBV Latence III de l ’EBV, programme de prolifération Réarrangement des gènes des Ig : clones minoritaires Avantage prolifératif de clones cellulaires PTLD Polymorphe • Destruction de l ’architecture et nécrose • Prolifération lymphoïde polymorphe diffuse composée de cellules lymphoïdes de tailles et de formes variées allant des lymphocytes aux immunoblastes et cellules plasmocytaires Présence de cellules cellules atypiques • Peut régresser après diminution du traitement IS • EBV+, latence II : LMP1+, EBNA2- ou III : LMP1+, EBNA2+ • Quelques zones sont monomorphes • Polyclonal, oligoclonal, monoclonal : Immunoglobulines ou EBV • Quelques anomalies génétiques PTLD Polymorphe Localisation pulmonaire Aspect très polymorphe et spectre morphologique EBV présent dans pratiquement toutes les cellules PTLD Monomorphe : B et T Lymphome B diffus à grandes cellules Centroblastique, immunoblastique avec differenciation plasmocytaire EBV+ ou EBVAnomalies génétiques Lymphome de Burkitt classique ou variants morphologiques (Burkitt atypique) EBV+ or EBVc-MYC and anomalies génétiques additionnelles Myelome ou plasmacytome EBV + ou EBVLymphome T périphérique α/β ou γ/δ EBV + ou EBV- PTLD Monomorphe, pléomorphique Enrichissement en grandes cellules Monomorphe immunoblastique PTLD Hodgkin et Hodgkin like Hodgkin like PTLD EBV+, EBER Marqueurs et histogénèse des lymphomes Cellules B Pré- centre germinatif BCL6-/CD138- Cellule centre germinatif BCL6+/CD138- Burkitt Différenciation B terminale MUM1/IRF4 BCL 6-/CD138+ centroblastique Immunoblastique avec diff. plasmacytaire Histogenèse Moléculaire des PTLD Expression de BCL6, IRF4/MUM1, CD138 : 25 PTLD Morphologie, EBV M Bemba, V Leblond, M Raphaël BCL-6 and CD138 are selectivement exprimés BCL-6 + : monomorphe, EBVCD138+ : polymorphe, Immunoblastique, EBV+, LMP1+ SHM, BCL6, IRF4/MUM1, CD138 : 52 PTLD D. Capello, A Carbone, G. Gaidano ongoing SHM, BCL6+, IRF4/MUM1+/-, CD138-, LMP1SHM, BCL6-, IRF4/MUM1+, CD138-, LMP1+/SHM, BCL6-, IRF4/MUM1+, CD138+, LMP1+ Crippling mutations SHM avec mutations ‘ ongoing ’ PTLD Mutations anormales EBV SHM sans mutations ‘ ongoing ’ CG Survie Post CG Découverte de HHV8 • Particules virales de type Herpes ayant une antigénicité croisée avec EBV et CMV dans les lignées cellulaires établies à partir de KS africains (1970) • Recherche d ’un agent infectieux préférentiellement transmis par voie sexuelle dans les KS des patients VIH+ • Technique de biologie moléculaire RDA entre tissu sain et tissu lésé (representational difference analysis) --> identification d ’une séquence type Herpes de 1800 pb (homologie avec l ’EBV et le virus saimiri), 1994 Organisation schématique du génome de HHV8 v-MIP-II v-IL6 v-MIP-I v-Bcl2 v-IRF v-cyc D Région unique Régions conservées entre les gamma Herpes virus 81 Open Reading Frames Nombreux gènes piratés de l ’ADN cellulaire des cellules eucaryotes Mêmes cascades de signalisation utilisées par HHV8 et EBV pour leur survie. Caractérisation de HHV8 • Gamma 2 Herpes virus • Génome de 170 kb comprenant 81 gènes • Homologies avec des gènes cellulaires (gènes piratés) – – – – – – Cycline D v-Cycline : non inhibée par p16 et p21 IL-6 v-IL-6 (cytokine, prolifération B) Bcl2 v-Bcl2, v-FLIP (anti apoptotiques) Interféron γ v-IRF (potentiel oncogénique) GPCR v-GPCR (potentiel oncogénique) Récepteurs au chemokines v-MIP-1, v-MIPII, liaison avec les récepteurs CXC et signalisation – Récepteur à l ’IL-8 (récepteur couplé à la protéine G) • Mécanismes d ’autocrinie – IL6/IL6R IL10/IL10R – VEGF/VPF/Récepteur Flt-1 – NGF/NGFR HHV8 et pathologie • HHV8 et cancer Toutes les formes épidémiologiques de sarcome de Kaposi Le lymphomes primitif des séreuses • HHV8 Maladie de Castleman Lymphome plasmoblastique HHV8 : localisation et latence • Localisation dans les cellules – – – – – endothéliales monocytaires/macrophagiques cellules dendritiques lymphocytes B lymphocytes T • Phase de latence dans les proliférations lymphoïdes - Expression de LANA (Latency Associated Nuclear Antigen) - Détection de LANA : sérologie anti-LANA et PCR Etudes épidémiologiques - LANA inhibe p53 - Interaction entre LANA et c-IL-6 • Réplication dans une minorité de cellules infectées HHV8 et pathologies post transplantation • Pathologies - Maladie de Castleman et proliferations plasmoblastiques - Lymphome primitif des séreuses - Sarcome de Kaposi • Séroprevalence de HHV8 : dépend des zones géographiques • Incidence du sarcome de Kaposi chez les patients transplantés varie selon les zones géographiques, le type de greffe, les traitements IS et la sérologie HHV8+ pré-greffe • Co-infection des cellules cellules B par EBV et HHV8 • Rôle dans les mécanismes de lymphomagenèse des proteïnes codées par les gènes de HHV8 et interactions avec des gènes cellulaires BCL-2, IL-6, Cycline D, protéïne G (G protein coupled receptor) IRF (Interferon regulatory factor) Lymphome primitif des séreuses • Localisations primitives au niveau des séreuses plèvre, péricarde, péritoine • Tumeur solide • Association constante avec HHV8 • Association avec EBV : 80- 90%, LMP1• Taux élévés de cytokines IL6 et IL10 dans les épanchements • Grandes cellules intermédiaires entre des immunoblastes et des cellules anaplasiques • Cellules B : CD45+, CD19-, 20-, 79a-, sIg-, cIg-, CD138+ gènes des IG : mutés et réarrangés • Cellules activées : CD30+, CD38+ • c-MYC : non réarrangé Post-transplant lymphoproliferative disorders (PTLD): EBV not always to blame Timothy Fenske, MD Heme/Onc/BMT grand rounds March 7, 2003 Dérégulation immunitaire – Déficit de l’immunité à médiation cellulaire ⇒ diminution des capacités d’immunosurveillance et de défense antitumorale. – Activation polyclonale des lymphocytes B par des stimulations antigéniques chroniques : polyadénopathies, expansion des centres germinatifs, hypergammaglobulinémie polyclonale. – Dérégulation de la production de cytokines (IL6, IL9, IL10…) EBV et HHV8 ne sont pas seuls Anomalies Génétiques Instabilité chromosomique Instabilité des microsatellites Hypermutations somatiques aberrantes Dans centres germinatifs des ganglions de patients sains : hypermutations des gènes d’Ig. Dans la lymphomagénèse : hypermutations aberrantes des oncogènes : PAX5, RHO/TTF, PIM1, c-MYC Genomic imbalances detected by CGH in 35 PTLD 18/35 (51.4%) of cases with CGH imbalances gains / losses : 1.6/1 H A Poirel, Transplantation 2005 Interphase FISH with a YAC including bcl2 locus on nuclei (case n° 27) YAC BCL2 H A Poirel Transplantation 2005 PTLD EBV+ (90%) Latency III Proliferative advantage polyclonal dim(17q) * Mean number of CGH imbalances 0.3 Regression +/- EBV- Latency I bcl6, H-ras c-myc enh(8q) p53 dim(17p) dim(Xp) * enh(18q) bcl2 enh(2p) enh(5p) enh(9q) enh(12q) enh(17q) dim(17q) * enh(8q) c-myc dim(17p) p53 ? enh(3q) * dim(4q) enh(18q) ampl(bcl2) enh(2p) enh(5p) enh(9q) enh(11) * enh(12q) enh(14q) * enh(17q) 1.2 2.8 Autonomous proliferation A 5’ 3’ G T A A A A T T T T C A C A C A C A C A G T G T G T G T G T 3’ 5’ GT hMSH2 hMSH2 hMSH6 hMLH1 hMLH1 hMLH3 hPMS2 5’ 3’ hMSH2 hMSH3 A T A A A A T T T T hMSH3 hMLH1 hPMS2 C A C A C A C A C A G T G T G T G T G T The Mismatch Repair System in human (from Jiricny et al., Current Opinion in Genetics and Development, 2000 ) 3’ 5’ PTLD et instabilités des microsatellites MSI-H • Anomalies génétiques spécifiques des lymphomes des déficits immunitaires : 10% des PTLD • PTLD tardives, survenant plus de 5 ans après la greffe, préférentiellement de nature T, associée ou non à l ’EBV mais plus fréquemment EBV-. • Les gènes cibles altérés semblent spécifiques et différents de ceux des autres cancers MSI-H (RAD50, Bax, Caspase-5…) • Les altérations des mécanismes de réparations de l ’ADN impliqués ne sont pas homogènes et ne répondent pas aux mêmes altérations que celles des autres cancers MSI-H A Duval, PNAS, 2004 Allogreffe Traitement IS STIMULATION ANTIGENIQUE CHRONIQUE DEFICIT IMMUNITAIRE EBV HHV8 MSI LOH LYMPHOMAGENESE INSTABILITE GENETIQUE
