Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de lPinfection
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Dossier Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection Sophie Alain, Sébastien Hantz, François Denis Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. Service de bactériologie-virologie-hygiène, Hôpital Dupuytren, CHU de Limoges, 2 avenue Martin Luther-King, 87042 Limoges <[email protected]> Les papillomavirus constituent une vaste famille de plus de 200 petits virus à ADN non enveloppés, capables d’infecter l’Homme et de nombreux mammifères, avec une spécificité d’espèce étroite. Leur tropisme est strictement épithélial et on distingue, comme appartenant à des genres différents, papillomavirus muqueux et papillomavirus cutanés. Ils sont responsables de tumeurs bénignes et malignes chez l’homme et chez l’animal, et ont été à l’origine du premier modèle de tumeur liée à un virus à ADN, découvert en 1920 par Shope chez le lapin. Chez l’Homme, les HPV (Human papillomavirus) sont responsables de 100 % des cas de cancer du col utérin et sont impliqués dans de nombreux cancers cutanés et muqueux. Tous les types viraux ne sont pas oncogènes et on distingue les HPV oncogènes dits à haut risque (HPV HR) et les HPV non oncogènes dits à bas risque (HPV BR). Le pouvoir oncogène des HPV oncogènes repose essentiellement sur deux oncoprotéines virales possédant des propriétés transformantes, E6 et E7, capables d’interagir avec les produits des gènes suppresseurs de tumeur p53 et pRB. Le mode d’action de E6 et de E7 est en réalité plus complexe. Capables d’établir la persistance virale, indispensable au développement d’un cancer, elles interagissent avec de nombreuses protéines régulant le cycle cellulaire et la stabilité génétique de la cellule. Elles interfèrent également avec le système immunitaire en diminuant la réponse cytotoxique et la réponse interféron. Si le type viral est déterminant, le terrain génétique de l’hôte est également un facteur impliqué dans la persistance virale et la cancérogenèse, et les travaux les plus récents suggèrent l’existence de « barrières génétiques » contre l’infection par les HPV. Mots clés : papillomavirus, cancer du col utérin, cancer cutané, cycle viral, oncogenèse doi: 10.1684/mtp.2010.0275 L mtp Tirés à part : S. Alain es papillomavirus représentent une vaste famille de petits virus nus à ADN, à tropisme épithélial, dont une caractéristique essentielle est de favoriser la prolifération, bénigne ou maligne, des cellules qu’ils infectent. Ces virus ubiquitaires infectent l’Homme et de nombreuses espèces animales, et sont généralement spécifiques d’espèce. La responsabilité des papillomavirus humains dans le développement d’un cancer du col utérin a été suggérée pour la première fois par Harald zur Hausen mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 en 1976 et confirmée ultérieurement par les études épidémiologiques et fondamentales. Certains modèles animaux, comme le papillomavirus de Shope chez le lapin « cottontail », le papillomavirus du chien ou le papillomavirus bovin, ont largement contribué à la compréhension des fonctions des principales protéines virales en relation avec le terrain génétique, et posé les principes de la protection par les anticorps neutralisants. Les pathologies associées chez l’Homme varient selon le génotype 5 Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection impliqué. Les mécanismes régissant le tropisme cutané ou muqueux, l’évolution des lésions vers la régression spontanée, la prolifération maligne ou bénigne, sont complexes, impliquant une interaction étroite entre protéines virales et protéines cellulaires, et constituent un champ de recherche très actif du fait de leur implication thérapeutique potentielle. selon le génotype (figure 1) [1]. Ce génome est associé à des histones cellulaires pour former un minichromosome. Il est entouré d’une capside constituée de pentons comportant une protéine majeure, L1, associée à une protéine mineure plus interne, L2. Ces protéines portent des antigènes de groupe, cibles des anticorps neutralisants. L1 possède la capacité de s’assembler spontanément en pseudo-particules virales, propriété exploitée dans la fabrication des vaccins [2], mais aussi dans l’étude des mécanismes d’entrée et de diffusion cellulaire du virus. Les papillomavirus sont des virus dépourvus d’enveloppe et la structure de leur capside les rend extrêmement résistants, dans le milieu extérieur, à la congélation et à la dessication, facilitant leur transmission par contact cutané ou muqueux, mais aussi leur transmission indirecte, par Structure des papillomavirus Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. Appartenant à la famille des Papillomaviridae, les papillomavirus ont en commun une structure compacte (diamètre 55 nm), comportant un génome circulaire de petite taille (8 000 paires de bases), codant 8 à 9 protéines A B L2 L1 ADN génomique Penton de protéine L1 C1 E7 E6 LCR Protéine Fonction 7904/1 E1 E2 Réplication (hélicase) Régulation de la transcription et de la réplication Interaction avec le cytosquelette Immortalisation/prolifération Immortalisation/prolifération, instabilité génétique Protéines structurales L1 E1 E4 L2 E4 E5 E6/E7 L1, L2 E2 E5 C2 Intégration re l ai lul ce N AD L1 L2 LC R E6 E7 E1 E2,E4,E5 re lai llu ce N AD Figure 1. Structure des papillomavirus et fonction des protéines virales. A) Virions : les papillomavirus sont des virus de petite taille, 55 nm, reconnaissables en microscopie électronique ; B) modèle de structure des papillomavirus. La capside icosaédrique est constituée de pentons de protéine majeure L1. Cette protéine est capable de s’autoassembler dans la cellules ou en solution. Cible d’anticorps neutralisants protecteurs contre les réinfections, elle constitue la base des vaccins papillomavirus. La protéine mineure de capside L2 est associée à L1 et interagit avec la molécule d’ADN viral. Le génome est constitué d’une molécule d’ADN double brin circulaire de 8 000 pb associée à des histones cellulaires ; C) structure du génome des alpha-papillomavirus humains (papillomavirus à tropisme génital, type HPV16) et fonction des protéines virales. C1 : Au cours de l’infection productive, le génome est sous forme épisomale dans la cellule infectée (ADN circulaire double brin). Il comporte une région de régulation (LCR), six phases ouvertes de lecture codant des protéines de régulation précoces « early » (E1, E2, E4, E5, E6, E7) et deux protéines de capside L1 et L2. La phase ouverte de lecture E5 est absente chez les papillomavirus du groupe (à tropisme cutané, prototype HPV8). Une protéine E8 est codée par certains HPV génitaux. La région de régulation de la réplication virale LCR comporte de nombreux sites pour des facteurs de transcription cellulaires, et plusieurs sites de fixation pour le protéine E2. La composition de la région LCR diffère entre les papillomavirus génitaux et cutanés ; C2 : génome viral dans sa forme intégrée : l’intégration au génome cellulaire interrompt la phase ouverte de lecture E2, supprimant la régulation négative de l’expression de E6 et E7 et plaçant E6 et E7 sous contrôle direct de la région de régulation. 6 mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. les sécrétions génitales, les surfaces, le linge souillé ou les mains [3]. Le génome viral comporte une origine de réplication associée à une région régulatrice dite LCR portant des séquences cibles pour de nombreux facteurs de transcription cellulaire et pour la protéine E2, et code plusieurs protéines, dites précoces « early » ou E, et tardives « late » ou L. Les protéines précoces (E1, E2, E4, E5, E6 et E7) régulent la réplication virale et le maintien de l’infection. Parmi celles-ci, les protéines E1 (hélicase) et E2 sont impliquées dans la réplication du génome viral, et les protéines E5, E6 et E7 sont impliquées dans la prolifération et la transformation cellulaire (figure 1) [1, 4-6]. Une classification témoignant d’une adaptation étroite du virus à son hôte et à sa niche écologique Les caractéristiques génétiques et moléculaires particulières des papillomavirus ont amené à les regrouper dans une famille unique, les Papillomaviridae, dont la taxonomie a été récemment revue [7]. Parmi les papillomavirus, on distingue les papillomavirus à tropisme muqueux et les papillomavirus à tropisme cutané, et, au sein de ces groupes, des types associés à un risque élevé de cancer. À ce jour, plus de 200 types de papillomavirus humains (HPV) et de nombreux papillomavirus animaux ont été classés sur la base du séquençage de la région codant la protéine majeure de capside L1 et le génome de 112 HPV a été intégralement séquencé [7-9]. Malgré leur structure identique, le degré d’homologie génomique entre les différents papillomavirus n’est que de 40 %, témoignant de la grande dispersion de cette famille. Les papillomavirus sont regroupés en genres – définis par un degré d’homologie inférieur à 60 % de la séquence L1 –, parmi lesquels cinq correspondent aux HPV α, β, γ, μ et ν, et sept aux papillomavirus animaux. Au sein des genres, on distingue des espèces (60 à 70 % d’homologie) et des types (71 à 89 % d’homologie, soit au moins 10 % de divergence). Au sein des types existent des variants, qui peuvent ne différer des autres virus du même type que par une ou quelques paires de bases (moins de 2 % de divergence) [7]. Cette classification est corrélée au tropisme et au pouvoir pathogène des virus (figure 2 et tableau 1). L’analyse phylogénique indique que les papillomavirus ont coévolué depuis des centaines de milliers d’années avec les différentes espèces, l’adaptation progressive du virus à son hôte au fil de l’évolution aboutissant à une Genus Alpha-papillomavirus Bêtapapillomavirus HPV muqueux oncogènes (Haut Risque) HPV16 et HPV18 les + fréquents Deltapapillomavirus HPV muqueux non oncogènes (Bas Risque) HPV6 et HPV11 les + fréquents Verrues Epsilon-papillomavirus Gammapapillomavirus Épidermodysplasie Verruciforme (cancer de la peau) Zeta-papillomavirus Pi-papillomavirus Eta-papillomavirus Omikron-papillomavirus Mu-papillomavirus Xi-papillomavirus Lambda-papillomavirus Kappa-papillomavirus Nu-papillomavirus Iota-papillomavirus Theta-papillomavirus Figure 2. Classification des papillomavirus humains et animaux sur la base de la séquence du gène codant la protéine majeure de capside L1, d’après [7]. Cette classification illustre la très grande variété des papillomavirus humains et animaux et montre la distance phylogénétique entre les groupes HPV α et β ou γ, ainsi qu’entre les papillomavirus humains et animaux. Les virus impliqués dans les principales pathologies humaines sont repérés par les cercles. On remarque la proximité phylogénique entre HPV 16 et HPV31, HPV 18 et entre HPV 45 et HPV6 et HPV11. BPV : bovine papillomavirus ; CRPV : Cotton tail Rabbit papillomavirus ; ROPV : rodent papillomavirus, COPV : canine papillomavirus, EEPV : Equine papillomavirus; DPV : Deer (cervidés) papillomavirus. mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 7 Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. Tableau 1. Pathologies associées aux papillomavirus humains, lien avec le génotype, d’après [7, 9, 11, 15, 55] Lésions Génotypes HPV associés Verrues palmoplantaires 1 Verrues vulgaires 2 (26, 27, 65, 78) Verrues planes 3, 10 (27, 28, 49) Verrue des bouchers 7 Condylomes acuminés 6, 11 (70, 83) Papulomatose Bowenoïde 16 Néoplasies cervicales intraépithéliales, cancers du col, cancers anogénitaux 16 et 18 ; mais aussi 31, 33, 35, 39, 45, 51, 52, 58, 66, 69, (30, 34, 40, 42-44, 53-57, 59, 61, 62, 64, 67, 68, 71-74, 82) Papillomatose orale 6,11 Hyperplasie épithéliale focale orale 13, 32 Papillomatose laryngée récurrente 6, 11 Carcinome cutané à cellules squameuses 41, 48 (29) Carcinome laryngé 16, 18 Carcinome verruqueux 16, 6, 11 Épidermodysplasie verruciforme (EV) 3, 5, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 36, 46, 47, 50 (37, 38) Cancers associés à l’épidermodysplasie verruciforme 5, 8 Verrues vulgaires chez les patients immunodéprimés Kystes épidermiques Types de l’EV et 75, 76, 77 60 Verrue de Myrmecia 63 « spécialisation » de certaines espèces virales en termes de tropisme et de pathogénicité. Les papillomavirus humains et animaux se trouvent ainsi dans des genres distincts pour la plupart. Chez l’Homme, la très grande majorité des HPV infectant les muqueuses (HPV muqueux génitaux ou non) et quelques HPV cutanés (HPV 2, 3, 10) appartiennent au genre α. À l‘opposé, les HPV α 4 et ceux des genres β, γ, μ, et ν n’infectent pas la sphère génitale. Les HPV cutanés responsables d’épidermodysplasie verruciforme, laquelle correspond à une susceptibilité génétique aux HPV à tropisme non génital conduisant à des cancers cutanés, appartiennent tous au genre β [1, 3, 5]. Toutefois, certains HPV, qui se comportent comme des virus commensaux isolés des phanères ou de la peau en l’absence de lésion, appartiennent également au genre β. L’appartenance à un genre ou à une espèce ne permet pas de préjuger du caractère oncogène 8 des papillomavirus. Celui-ci dépend essentiellement du type. Dans la sphère muqueuse, parmi plus de 40 types décrits au sein du genre α, 18 types oncogènes sont retrouvés au sein de lésions de haut grade ou de cancers et sont dits à haut risque oncogène (12 types) ou potentiellement à haut risque (6 types) [10] ; d’autres types, non oncogènes dits à bas risque sont associés à des lésions de bas grade ou à des condylomes, et une infection à HPV peut associer des HPV à haut risque et des HPV à bas risque. Au sein des papillomavirus muqueux à haut risque, HPV 16 est le plus prévalent dans les cancers du canal anal, les dysplasies vulvaires de haut grade et les cancers de l’oropharynx liés aux HPV [11-13] (tableau 2). HPV 16 et HPV 18 sont, à eux seuls, responsables de 70 % des cancers du col utérin et de plus de 60 % des néoplasies intraépithéliales cervicales (CIN) de grade 3. Les types 16, 18, 31, 33 et 45 sont à l’origine de plus de 80 % des cancers du col (92 % en France), des cancers épidermoïdes, mais aussi des adénocarcinomes, et de plus de 80 % des cancers anogénitaux [14-17]. Ces HPV à haut risque se répartissent dans les espèces 5, 6, 7, 9 et 11. HPV 16 et HPV 18 appartiennent aux espèces 9 et 7 ; HPV 31 et HPV 45 sont respectivement proches de HPV 16 et de HPV 18. À l’opposé, parmi les HPV à bas risque, HPV 6 et HPV 11, qui représentent plus de 85 % des HPV impliqués dans les condylomes anogénitaux [18] et qui sont les agents de la papillomatose laryngée juvénile transmise lors de l’accouchement, sont proches et se trouvent tous deux dans l’espèce 10. Dans les lésions de dysplasie génitale de bas grade, parmi les HPV responsables, on retrouve soit les types à haut risque 16 et 51 (espèces 9 et 5) soit les types bas risque 66 et 53 (espèce 6) [7]. L’appartenance à une espèce n’est donc pas un critère strict de pathogénicité, mais reflète plutôt une proximité phylogénique et certaines caractéristiques moléculaires communes. Le caractère pathogène, et en particulier oncogène, est lié aux caractéristiques du type, voire à Tableau 2. Fréquence des cancers attribuables aux papillomavirus et à certains génotypes d’après [15] Cancers Sexe Association aux HPV (%) Place HPV 16+18 (%) Col de l’utérus F 100 70 Anal H, F 90 92 Vulvo-vaginal* F 40 80 Pénis H 40 63 Bouche H, F 3 95 Oropharynx H, F 12 89 Tous cancers H, F 5 72 *Vulvaire (VIN) 16-18 (6-11) ; vaginaux (VaIN) 16-18. mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 Pouvoir pathogène des papillomavirus, modèles d’étude L’évolution des différents groupes de papillomavirus au sein d’une niche écologique spécifique et la possibilité pour des HPV de groupes différents d’infecter un même site rendent complexe la construction d’un modèle unique. Cependant, malgré leur hétérogénéité, des caractères communs demeurent. Du fait de leur spécificité stricte d’espèce, l’utilité des modèles animaux reste limitée et la multiplication en culture cellulaire des papillomavirus nécessite la reconstitution d’un épithélium stratifié, qui n’est pas accessible aux laboratoires de routine. Bien que phylogénétiquement distincts, ce sont toutefois les papillomavirus animaux qui ont offert les premiers modèles d’étude [1, 20]. Le CRPV, identifié par Shope en 1930 dans une tumeur transmissible chez le lapin sauvage « cotton-tail », a été le premier virus tumorigène à ADN décrit et le premier modèle de cancer lié à un virus. La découverte dans la même décennie d’un autre papillomavirus, responsable de tumeurs bénignes de la muqueuse orale du lapin domestique (ROPV : rodent papillomavirus) a permis de démontrer la spécificité d’espèce stricte des papillomavirus, et l’absence de protection croisée entre deux papillomavirus. Dans les années 1970, la possibilité de transformation de lignées de cellules de rongeur par le papillomavirus bovin (BPV) a permis de comprendre le mécanisme de la réplication A 16 16+18 16+18+45 16+18+45+58 16+18+45+58+56 16+18+45+58+56+35 16+18+45+58+56+35+51 16+18+45+58+56+35+51+33 46.1 0 20 40 60 16 16+18 16+18+33 16+18+33+31 16+18+33+31+45 16+18+33+31+45+56 16+18+33+31+45+56+35 16+18+33+31+45+56+35+52 0 20 40 60 Afrique 63.9 Subsaharienne 77.7 80.9 83.4 85.7 88.0 89.9 80 100 % 65.4 Europe 71.5 77.7 Amérique du Nord 81.2 84.1 85.6 86.8 87.8 80 100 % Prévalence (%) B 60 Cavité orale Oropharynx Larynx 50 40 30 20 10 Prévalence globale des HPV Prévalence d'HPV 16 ér iq ue Eu du rop N e or d A Am Au sie tre ér iq ue Eu s du ro N pe or d A Au s ie Am t r ér es iq ue E u du rop N e or d As Au ie tre s 0 Am Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. des propriétés particulières de certains variants au sein d’un même type. La répartition géographique des HPV illustre l’adaptation des HPV au terrain génétique. Ainsi, l’écologie des HPV muqueux génitaux étudiée chez les femmes à frottis normaux montre une hétérogénéité intercontinents : HPV 16 reste le plus fréquent sur tous les continents, surtout en Europe (21 %) où la fréquence des autres HPV est faible, au contraire de l’Asie ou de l’Afrique subsaharienne où tous les autres types sont retrouvés avec une fréquence de 4 à 6 % [19]. Dans les cancers du col, HPV 16 reste le type le plus fréquemment retrouvé, suivi par HPV18 en Afrique subsaharienne et en Asie, et par HPV 31 et HPV18 en Europe et en Amérique du Sud. [11, 19]. Cette variabilité géographique est également constatée pour les localisations oropharyngées [11] (figure 3). Figure 3. Répartition géographique des HPV dans les différents types de cancers montrant la prédominance d’HPV 16. A : cancer du col utérin ; B : cancers ORL ; A) cancer du col d’après [15] ; B) cancers ORL d’après [11]. mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 9 Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. virale, et notamment le rôle des protéines E1 et E2, jusqu’à ce que des modèles d’HPV, en particulier 16, 18, 31 et 11, soient disponibles. C’est chez le lapin et chez le chien que la réponse immune a été étudiée. Enfin, le papillomavirus du singe rhésus, proche des HPV muqueux génitaux, a été utilisé comme modèle de transmission sexuelle des HPV. L’évolution des techniques de biologie moléculaire et de culture cellulaire, le clonage et le séquençage du génome de nombreux papillomavirus ont ouvert de nouvelles possibilités d’étude. Actuellement, la réplication virale et les interactions entre le virus et la cellule infectée sont analysées dans des cultures de kératinocytes en radeau ou dans des modèles organotypiques, biopsies en culture ou greffes de tissu épithélial sous la capsule rénale de souris immunotolérantes. L’utilisation de pseudo-particules virales de protéine L1 dans ces modèles permet d’étudier l’entrée et le trafic du virus dans les cellules ainsi que l’interaction virus-cellules. Modes d’acquisition de l’infection Les papillomavirus sont essentiellement transmis par contact direct de peau à peau ou de muqueuse à muqueuse [3]. La transmission par les mains, le linge ou les surfaces contaminées est également possible. La transmission sexuelle des HPV est favorisée par la forte charge virale présente au niveau des voies anogénitales à la phase productive de l’infection, ce qui fait de l’infection par les HPV muqueux génitaux la plus fréquente des infections sexuellement transmises. Les hommes sont également infectés au niveau pénien ou anal et sont donc des vecteurs majeurs des papillomavirus génitaux [21, 22]. Les HPV génitaux sont également retrouvés dans les poils pubiens et les sécrétions génitales. Les infections externes pouvant migrer secondairement au niveau du col, l’infection est possible même en l’absence d’acte sexuel et de pénétration, et une lésion au niveau du col doit faire rechercher une autre localisation au niveau de l’ensemble du périnée. Ceci explique également les données controversées concernant la protection conférée par l’usage de préservatifs, en particulier chez la femme [22, 23]. Du fait de leur mécanisme de transmission identique, plusieurs espèces d’HPV peuvent être simultanément ou successivement transmises, et les co-infections sont fréquentes (20 à 30 %) dans la population générale féminine [19]. Les hommes peuvent également être infectés par plusieurs types d’HPV (51 % de co-infections) et peuvent donc transmettre plusieurs types, simultanément ou successivement [22]. La transmission verticale, au moment de l’accouchement, d’un HPV 6 ou 11, à partir de lésions génitales ou de condylomes maternels à forte charge virale, peut être à 10 l’origine d’une papillomatose laryngée juvénile responsable de détresse respiratoire ou de papillomatose récurrente. D’autres HPV, dont certains HPV à haut potentiel oncogène comme HPV 16, peuvent également être transmis. L’infection est en général transitoire, mais peut persister jusqu’à deux ans chez l’enfant [24]. Elle est parfois associée à la survenue d’un cancer oropharyngé. En cas de lésion orale ou génitale chez des enfants plus âgés, la distinction entre transmission périnatale et inoculation secondaire par contamination indirecte manuportée ou oropharyngée, familiale ou au contact d’autres enfants, voire sexuelle, est difficile. Plusieurs études démontrent en effet un portage oropharyngé d’HPV à haut risque chez les enfants de moins de 11 ans, avec une prévalence pouvant aller jusqu’à 60 % selon les méthodes, ainsi que la présence de co-infections, qui suggère des modes de contamination multiples [25, 26]. Concernant l’infection des voies sexuelles par les HPV génitaux, le pic d’infection est observé au moment des premiers rapports, soulignant la transmission sexuelle de l’infection. À 20 ans, près de 40 % des jeunes femmes ont été infectées par un HPV. La prévalence de l’infection diminue ensuite du fait de la clairance spontanée pour atteindre 10 % à partir de 30 ans [27]. Un deuxième pic d’infection, moins important, est souvent observé chez les femmes ménopausées (figure 4). Chez l’homme, la prévalence de l’infection varie de 20 % à 80 % selon les études. Elle est globalement plus faible que chez la femme [22]. Cycle viral Les papillomavirus présentent une spécificité d’espèce stricte et ne se répliquent que dans les cellules des épithéliums stratifiés. La coévolution entre les papillomavirus et leurs hôtes a pour conséquence un lien étroit entre chaque génotype et la différenciation de ses cellulescibles (épiderme plantaire, peau extragénitale, anogénitale, ou muqueuse anogénitale et oropharyngée). Les virus pénètrent dans l’épithélium à la faveur d’une microlésion et infectent les cellules de la couche basale, qui sont les seules capables de proliférer. Les cellules cibles sont directement accessibles au virus au niveau de la zone de jonction entre épithélium mapighien de l’exocol et l’épithélium glandulaire de l’endocol ou du canal anal, expliquant la localisation préférentielle des lésions. Chez les jeunes adolescentes, l’extension de la zone de jonction endocol-exocol pourrait également expliquer la susceptibilité de cette tranche d’âge à l’infection lors des premiers rapports sexuels. L’existence d’une zone similaire au niveau des amygdales pourrait expliquer la forte prévalence des HPV dans les cancers du tissu amygdalien (51 % versus 25 % pour l’ensemble des cancers oropharyngés) [11]. Au contraire, les cancers vulvaires ou mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 Taux/100 000 femmes par an 35 Fréquence des infections à papillomavirus 30 Pourcentage 35 30 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. 0 10 20 30 40 50 Cancer du col de I'utérus en France : 60 70 80 Incidence Mortalité 90 (Sources INVS 2003) Figure 4. Épidémiologie de l’infection par les HPV génitaux chez la femme en fonction de l’âge. péniens sont plus rares. Les récepteurs du virus et le mécanisme d’entrée font l’objet de nombreuses recherches. Ils diffèrent selon les types. Les intégrines de type α6 et l’héparan sulfate sont impliqués dans la fixation du virus à la basale et dans l’accès au récepteurs. L’entrée se fait par endocytose, médiée par la voie des clathrines pour HPV16 ou 58 ou par la voie des cavéoles pour HPV31 [28]. Le cycle viral suit la différentiation de l’épithélium (figure 5). La réplication du génome viral a lieu dans les cellules basales. Après décapsidation et migration de l’ADN viral vers le noyau, la réplication du génome viral par les enzymes cellulaires, puis le maintien de 50 à 100 copies de génome dans les cellules basales et suprabasales, sont contrôlés par les protéines E1 et E2. Le maintien des cellules basales et suprabasales en phase de synthèse d’ADN (phase S), indispensable au cycle viral, est assuré par les protéines E6 et E7, exprimées à faible taux. Dans la basale et dans la zone suprabasale sont exprimées les protéines régulatrices précoces E1, E2, E5, E6 et E7. Les protéines de structure L1 et L2, permettant l’assemblage des particules virales et l’encapsidation de l’ADN viral, sont exprimées dans les zones différenciées plus ou moins kératinisées selon l’épithélium. La protéine E4, responsable des modifications du cytosquelette associées au trafic intracellulaire des constituants viraux, est exprimée tout au long de la différenciation cellulaire. Les cellules chargées de virions desquament et se lysent à la surface de l’épithélium, permettant la diffusion du virus. Elles sont reconnaissables à la présence d’inclusions virales. Ce sont les koïlocytes, visibles sur le frottis cervico-utérin, pathognomoniques de l’infection par un HPV. L’infection productive aboutit à la production d’un très grand nombre de particules virales, favorisant la dissémination de l’infection. Lorsque l’infection productive évolue vers la persistance virale, les protéines E6 et E7 permettant le maintien de la prolifération cellulaire, sont préférentiellement exprimées. Dans les lésions précancéreuses, les phases du cycle viral sont maintenues, mais la réplication virale est très faible et l’infection virale abortive stimule la prolifération cellulaire via E6 et E7. Le nombre de cellules produisant des virions est faible, les ARN messagers E6 et E7 sont abondants, et les cellules transformées par HPV sont majoritaires. Une forte charge virale ADN HPV, en particulier une augmentation de la charge virale E6 et une diminution de la charge virale E2 témoignant de l’intégration virale, et la présence d’ARN messagers E6 et E7, sont ainsi des facteurs pronostiques d’évolution vers une lésion de haut grade ou un cancer, que ce soit au niveau des muqueuses génitales ou des muqueuses oropharyngées [29, 30]. Persistance ou clairance de l’infection : facteurs viraux - facteurs de l’hôte Tous les HPV sont à l’origine de lésions ou proliférations de bas grade. Au contraire, les lésions de haut grade et les cancers invasifs sont majoritairement associés à la présence d’HPV à haut risque oncogène. Au niveau des muqueuses, la survenue d’une lésion de haut grade ou d’un cancer est en général précédée de l’apparition d’une lésion de bas grade, que ce soit au niveau des muqueuses génitales ou des muqueuses oropharyngées [26, 31]. Si la persistance de l’infection par un HPV est un facteur indispensable de l’évolution vers un cancer, l’infection par un HPV à haut risque et l’existence de cofacteurs liés au terrain est un phénomène fondamental dans la genèse des cancers liés à ces virus. Les déterminants de la persistance sont à la fois viraux – type ou variant, charge virale, intégration de l’ADN et caractéristiques des protéines E6 et E7 – et liés au terrain – réponse immune, génétique, cocarcinogènes. Au niveau du col utérin, la grande majorité des HPV est éliminée spontanément en un à deux ans. Les études de cohortes montent que 10 % seulement des infections par un HPV muqueux génital progressent vers une lésion de haut grade et un mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 11 Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection Cytotoxicité médiée par les lymphocytes T Présentation de l’antigène viral FAS FAS ligand Synthèse d’anticorps (exsudation ou transsudation) CMH Intégrine classe I/II α6 INF TCR CMH classe I TNFα Synthèse ADN Protéines structurales + +++ Stratum granulosum +++ + Stratum spinosum +/- - + - Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. s Koïlocytes Couche basale Membrane basale Organes lymphoïdes Vaisseaux sanguins sous-épithéliaux Cellule épithéliale infectée Virion HPV Cellule présentatrice d’antigène IgG Lymphocyte T s IgA-sécrétoire Toll-like receptor (TLR) Lymphocyte B/plasmocytes INF Interféron Figure 5. Physiopathologie de l’infection et réponse immune naturelle au cours de l’infection par un HPV. cancer, et ce en 10 à 20 ans [1, 32]. Dans certains cas cependant, la période d’évolution entre dysplasie légère et lésion de haut grade peut être courte, d’un à deux ans, et certaines lésions peuvent s’avérer d’emblée de haut grade, évoluant très rapidement vers un cancer [33] (figure 6). 12 Facteurs viraux Le type viral est un élément essentiel de l’évolution vers un cancer. L’infection par un HPV à haut risque oncogène est un élément fondateur de la carcinogénèse. Toutefois, le potentiel oncogène diffère entre ces virus. Dans les infections par des HPV muqueux, quelle que mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 A) Évolution vers un cancer du col utérin Âge, tabac, facteurs hormonaux, IST, terrain génétique, génétique du virus Persistance HPV oncogène Col utérin Col utérin Lésions normal infecté précancéreuses Clairance Cancer CIN II-III/HSIL CIN I / LSIL Régression 90 % cas à 3 ans 7 à 30 ans* Adolescence 90 % Adultes 40-60 % Suprabasale Basale E6, E7 L1, L2 ADN épisomal Koïlocytes E1, E2, E5, E6, E7 B) Cycle viral et production des protéines virales E4 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. Invasion Progression Infection ADN épisomal puis ADN intégré Modifications épigénétiques Cellule productrice de virions Cellule transformée Cellule non infectée Figure 6. Cycle viral normal et évolution vers une prolifération maligne au cours d’une infection par un HPV muqueux génital. (D’après [54] et [4]). Le cancer du col ne survient qu’en présence d’une infection persistante par un papillomavirus. Parmi les femmes infectées par un HPV à haut risque, l’infection régresse spontanément dans 90 % des cas. Une infection persistante se développe dans 3 à 10 % des cas qui évolue vers une lésion de haut grade sous l’influence du type viral (oncogène), mais aussi de l’âge, du terrain immunologique. Une infection sexuellement transmise associée, l’imprégnation œstrogénique ou un déficit immunitaire sont des facteurs favorisant la persistance de l’infection. Le tabac joue à la fois un rôle immunosuppresseur et cocarcinogène. L’évolution se fait en général lentement, en 7 à 30 ans. Dans certains cas, l’infection peut évoluer très rapidement en deux à trois ans vers une lésion précancéreuse (CIN II ou III), puis poursuivre son évolution vers un cancer. A) Évolution des lésions au niveau de l’épithélium ; B) modifications du cycle viral au cours de la progression vers un cancer : à gauche le cycle viral est productif, les lésions sont bénignes et spontanément régressives ; à droite , au cours de la persistance virale le cycle viral est abortif, avec maintien du virus dans les cellules basales et risque d’intégration. * Certaines lésions peuvent évoluer en deux à trois ans vers une lésion de haut grade précurseur de cancer. CIN I ou LSIL (Low Grade Squamous Intra Epithelial Lesion ; lésion de bas grade) : à ce stade on observe une prolifération virale, avec koïlocytose, dysplasie modérée, et une extension des lésions ne dépassant pas le tiers de l’épithélium, l’ADN viral est sous forme épisomale, les protéines E6 et E7 favorisent la prolifération. CIN II-III ou HSIL (High grade Squamous Intra Epithelial Llesion ; lésion de haut grade): dysplasie sévère à modérée, avec extension à la totalité de l’épithélium, et instabilité génomique sous l’influence de E6 et E7. L’ADN viral est présent sous forme intégrée. La réplication virale est réduite. La régression des lésions est moins fréquente. Le nombre de copies de génome HPV est corrélé avec le potentiel évolutif des lésions. Cancer : les cellules transformées, du fait de la prolifération et de l’instabilité génétique constamment entretenue par la synthèse déréprimée des protéines E6 et E7, ont acquis les propriétés nécessaires au développement de la tumeur, telles que la perte d’inhibition de contact et la capacité d’envahissement de la basale permettant le passage dans le tissu conjonctif puis l’atteinte ganglionnaire et la dissémination de métastases. mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 13 Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. soit la région du globe, HPV 16, 18, 31, 33, 35, 45, 52, et 58 sont les plus présents dans les lésions précancéreuses et les cancers du col [17, 19]. L’infection par un HPV 16, 18, 31 ou 33 est un facteur de risque d’évolution d’une lésion de bas grade vers une lésion de haut grade, la présence d’HPV 16 étant un facteur majeur d’évolution défavorable dans les études prospectives [34]. La fréquence de détection d’HPV 16, et, à un moindre degré, celle d’HPV 18 et d’HPV 45 augmentent avec le degré de dysplasie pour être maximales dans les cancers, alors que la fréquence relative des autres types diminue, témoignant de la capacité oncogène d’HPV 16 [19]. En cas d’immunodépression, chez les personnes infectées par le VIH ou chez les transplantés, et on observe une diminution apparente de la prévalence du type 16 au profit d’autres types, dont le pouvoir oncogène est favorisé par l’immunodépression [35]. Les types à haut risque oncogène diffèrent des types non oncogènes par leur capacité de persistance, du fait de différences génétiques, conférant des propriétés transformantes accrues aux protéines E6 et E7. En outre, certains variants oncogènes possèdent des mutations d’échappement aux défenses immunitaires et aux barrières naturelles contre l’infection. Par ailleurs, l’étude comparée des HPV génitaux et des HPV cutanés montre que les mécanismes de progression vers un cancer diffèrent entre les HPV α et les HPV β – ces caractéristiques seront développées plus bas. Au cours du cycle viral normal, la protéine E5, pour les HPV muqueux génitaux, et la protéine E1 favorisent la persistance virale. E5 stimule la production de E6 et E7, et E1 permet la persistance de l’ADN épisomal dans les cellules basales [36]. Le maintien d’une infection latente par certains types viraux après clairance de l’infection productive pourrait expliquer la réapparition de l’infection avec le même virus, observée dans les cohortes de femmes suivies plus de 10 ans. La sénescence de l’immunité cellulaire et l’immunodépression pourraient participer à ces réactivations, expliquant le pic d’infection observé chez les femmes ménopausées (figure 4) ou la réapparition de l’infection chez les sujets infectés par le VIH. Chez les HPV génitaux oncogènes, une protéine virale issue d’un ARN transcrit codant une protéine de fusion ente E8 et E2 pourrait inhiber la réplication du génome viral et favoriser le maintien de la latence. Réponse immune L’échappement viral à la réponse immune favorise la persistance virale. L’étude des modèles animaux et l’analyse des réponses immunes dans la genèse des cancers du col ont montré le rôle majeur de l’immunité cellulaire dans la régression de l’infection et la prévention des réinfections avec un même type viral. La réponse humorale par la présence d’anticorps neutralisants, prévient l’infection de nouveaux sites et les réinfections. La réponse 14 immune est essentiellement spécifique de type, reflétant la nature spécifique de type des épitopes B et T. L’existence d’une protection croisée, observée cliniquement lors des essais vaccinaux, pourrait correspondre à la présence d’épitopes communs à des types d’HPV phylogénétiquement proches (HPV 16 et HPV 31). D’une façon générale, la réponse immune contre les HPV au niveau des épithéliums est peu efficace. Les kératinocytes sont de mauvaises cellules présentatrices d’antigènes et les cellules dendritiques sont peu nombreuses. Le déroulement intraépithélial du cycle viral, peu lytique avec une faible production des protéines virales et un relargage des virions uniquement en surface de l’épithélium, ainsi que l’absence de virémie, exposent peu le virus au système immunitaire, en particulier aux cellules de Langerhans et aux cellules dendritiques. La production de cytokines pro-inflammatoires est donc peu ou pas stimulée, ce qui favorise un état de tolérance immunitaire. Enfin, les protéines E6 et E7, notamment pour HPV 16, diminuent l’expression des récepteurs de surface de type TLR 9 (Toll Like Receptor 9), reconnaissant les ADN viraux ou bactériens. S’y associent l’inhibition du système interféron par les protéines E6 et E7, la diminution par la protéine E5 de la présentation des antigènes par les molécules HLA de classe II, qui favorisent l’échappement immunologique [1, 37-40]. La réponse immune est donc modérée et retardée, ce qui favorise l’installation et la persistance de l’infection. Plusieurs observations illustrent l’importance des réponses cellulaires : ainsi l’élimination d’une verrue conduit à l’élimination des autres verrues, probablement par stimulation de l’immunité par les virions relargués. Les traitements stimulant la réponse immunitaire T locale tels que l’imiquimod ont montré une efficacité dans le traitement des lésions cutanées et muqueuses [41]. L’altération des défenses immunitaires cellulaires, physiologique (grossesse, ménopause) ou acquise (infection par le VIH, tranplantation) augmente la persistance et la fréquence, non seulement des infections HPV à haut risque oncogène, mais aussi des infections bénignes, condylomes ou lésions cutanées [3, 42, 43]. Dans les modèles animaux comme chez l’Homme, les réponses cytotoxiques sont faibles ou indétectables dans les lésions cancéreuses. Au contraire, la régression des lésions est associée à une réponse cytotoxique et T helper intense, dirigée contre les protéines E1, E2, E6, E7 et L2 [1, 40]. La dérégulation de la réponse cellulaire spécifique par les HPV associe l’inhibition des réponses Th1 et Th2, l’inhibition par E7 de l’expression du transporteur TAP1 qui permet le chargement des peptides antigéniques sur les molécules HLA de classe I avant leur transfert vers la surface cellulaire, diminuant la présentation des antigènes et la réponse cytotoxique, l’induction de cellules T CD4 régulatrices (Treg), favorisant la tolérance de l’infection et sa persistance [40]. mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. La réponse humorale naturelle, dirigée contre plusieurs protéines virales (E6, E7, E2, L1 L2), est peu intense, avec des taux d’anticorps circulant beaucoup plus faibles que ceux obtenus par la vaccination, y compris vis-à-vis de L1 protéine constitutive majeure du virion, et donc exposée au système immunitaire. Lors de l’immunisation naturelle ou après administration de vaccins prophylactiques, les anticorps neutralisants, essentiellement dirigés contre L1, bloquent les sites de fixation du virus. Ils peuvent, dans le cas d’une porte d’entrée muqueuse, agir soit par transsudation soit par exsudation, au niveau de microlésions de l’épithélium (figure 5). La protection postvaccinale contre les condylomes externes liés à HPV 11 et HPV 6, situés en zone non muqueuse suggère une protection suffisante obtenue par exsudation au niveau des microlésions. L’importance clinique des anticorps neutralisants est également suggérée par la corrélation entre les génotypes HPV et les sérotypes neutralisés par différents anticorps. Cependant, l’absence de tests standardisés de mesure de la réponse humorale, en particulier des anticorps neutralisants, ainsi que la possibilité d’infections antérieures inaperçues, rendent difficile l’appréciation de la réponse humorale efficace en situation clinique [2]. Le développement de vaccins prophylactiques repose sur l’instauration d’une mémoire immunitaire à la suite de la vaccination. Les données actuelles sur le sujet sont peu nombreuses, et si les anticorps induits et la protection conférée par la vaccination persistent plus de trois ans d’après les données de cohorte [44], la protection à plus long terme par la vaccination reste à démontrer. Des incertitudes demeurent sur les mécanismes de la protection « mémoire » au cours de l’infection naturelle. L’absence de virémie et le caractère localisé de l’infection ne sont pas en faveur d’une réponse anamnestique, même si un rappel vaccinal survenant des années après la vaccination entraîne une remontée très rapide et à un niveau très élevé d’anticorps. La présence d’anticorps neutralisants sur le site au moment de l’exposition pourrait constituer un mécanisme important dans la protection, mais le mécanisme de protection n’est pas complètement élucidé. Spécificité génétique de l’hôte et persistance virale Le polymorphisme génétique du système immunitaire de l’hôte, en particulier le polymorphisme HLA de classe II, influence la réponse immune, la persistance virale et la survenue de tumeurs, vraisemblablement en rapport avec le type viral ou certains variants viraux. Ainsi le CRPV, responsable de tumeurs bénignes chez le lapin « cottontail » (sauvage), provoque des cancers chez le lapin domestique et la survenue de cancers chez le lapin sauvage est étroitement liée au polymorphisme de classe II. De même, les patients ayant développé un cancer lié aux HPV ont un risque plus élevé de développer un cancer lors d’une réinfection. Le phénomène de restriction allélique HLA II pourrait jouer un rôle important dans l’adéquation de la réponse immune à certains variants HPV expliquant pourquoi parmi deux variants HPV 16 différant par le polymorphisme des protéines E6 et E7, l’un persiste et l’autre non. Des variants d’échappement HPV16 portant des mutations dans un épitope T HLA B7 restreint ont été retrouvés dans les lésions cancéreuses de femmes porteuses de l’allèle HLA B7 [45, 46]. D’autres gènes peuvent être impliqués en plus du polymorphisme HLA de classe I et II : les allèles Tap1, Tap2 et KIR notamment [46-48] influencent la protection ou la survenue de dysplasies cervicales ou de cancers du col. Les maladies génétiques favorisant les infections HPV illustrent bien la spécificité génétique de l’hôte. L’épidermodysplasie verruciforme en particulier confère une sensibilité particulière à certains types d’HPV, sans être associée à un déficit immunitaire qui favoriserait d’autres infections virales. Elle constitue un modèle d’étude spécifique des HPV cutanés, qui a permis de mettre récemment en évidence l’existence d’une défense naturelle contre les HPV cutanés via le contrôle du métabolisme du zinc, impliqué dans la transcription et la réponse immune, par les protéines EVER [5]. Cette barrière serait défectueuse du fait de mutations des gènes EVER au cours de l’épidermodysplasie verruciforme. Chez les HPV muqueux génitaux, la protéine E5 dégrade les protéines EVER et permet de contourner cette barrière naturelle. D’autres facteurs peuvent favoriser la persistance virale L’influence de cofacteurs exogènes peut favoriser l’évolution vers un cancer. L’administration d’un cocarcinogène alimentaire au bétail infecté par un BPV-1 normalement non carcinogène provoque l’apparition de cancers de l’œsophage. Chez l’Homme, le tabac, par son rôle cocarcinogène ou immunosuppresseur [49] et l’immunodépression acquise, notamment au décours de certains traitements immunosuppresseurs en transplantation ou au cours de l’infection par le VIH, favorisent le développement de lésions malignes. L’imprégnation œstrogénique du col, acquise ou intervenant lors de la grossesse, favorise la métaplasie malpighienne et pourrait faciliter l’évolution vers un cancer [50-52]. Mécanismes de la carcinogénèse Les papillomavirus sont des virus lytiques. La transformation cellulaire résulte d’une prolifération cellulaire exagérée, stimulée par les protéines E6 et E7, en réponse à l’infection abortive associée à la persistance virale. De tels cycles abortifs sont observés en particulier au mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 15 Papillomavirus : les virus et la physiopathologie de l’infection Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. niveau des zones de jonction entre épithélium malpighien et épithélium glandulaire. L’évolution d’une infection par un HPV oncogène vers un cancer nécessite la coopération de plusieurs protéines virales interférant avec le cycle cellulaire normal. Deux oncoprotéines, E6 et E7, dont les propriétés transformantes ont été démontrées in vitro et in vivo, sont essentiellement impliquées. E5 possède également des propriétés transformantes, mais son mécanisme d’action est moins connu. Selon le type viral, cutané ou muqueux, les mécanismes moléculaires impliqués sont différents [4, 5, 53]. HPV génitaux muqueux L’infection par un HPV est une condition nécessaire au développement d’un cancer du col utérin, comme en témoigne la présence du génome viral, retrouvée dans 99,9 % des cancers du col et dans plus de 80 % des lésions de haut grade. L’évolution d’une lésion de bas grade vers une lésion de haut grade puis un cancer nécessite la persistance de l’infection virale et nécessite en général sur plusieurs années. Au niveau cellulaire, l’évolution d’une dysplasie de bas grade vers une lésion de haut grade est associée à phase initiale de prolifération cellulaire, avec production persistante des oncoprotéines E6 et E7 et diminution de la réplication virale et de l’expression des autres protéines virales. Puis surviennent des anomalies de ségrégation des chromosomes, avec duplication des centrosomes, et divers phénomènes épigénétiques entraînant une instabilité génétique et une aneuploïdie, sous l’influence des protéines E6 et E7, dérégulant l’expression des protéines oncogènes virales. Cet événement est associé à une augmentation de la dysplasie, et précède l’intégration. L’intégration du génome viral dans le génome cellulaire constitue un événement majeur, qui intervient dans les premières phases d’évolution vers un cancer. C’est un événement terminal qui interrompt la réplication virale. Au cours de l’intégration, le génome viral est clivé au sein de séquences codant E1 ou E2, préservant les séquences codant E6 et E7. Cela affranchit la synthèse de E6 et E7 du contrôle exercé par E2 au cours du cycle viral normal et contribue à augmenter la dérégulation du cycle cellulaire. L’intégration du génome viral est constamment observée dans les cancers liés à HPV 18 alors qu’elle n’est pas systématique dans les cancers liés à HPV 16 (figure 6). Les HPV muqueux oncogènes se caractérisent essentiellement par les propriétés particulières de leurs oncoprotéines E6 et E7 qui coopèrent pour assurer le maintien de la réplication virale dans les cellules différenciées (figure 7). E6 favorise la dégradation de la protéine p53, qui active notamment l’apoptose en cas de lésions de l’ADN cellulaire, mais aussi celle d’autres protéines régulant le cycle cellulaire. E6 se lie à p53 en favorisant son Augmentation de la duplication des centrosomes Dégradation de pRB/E2F Aneuploïdie Anomalies génétiques Immortalisation cellulaire Inhibition de la restriction G1/S Prolifération aberrante Immortalisation E7 Dégradation des Inhibition de la PDZ protéines restriction G1/S E5 Activation de la transcription E6 Dégradation de P53 E6AP E6 Suppression des réponses sentinelles Facilitation de la prolifération Dégradation de NFX1 E6 C-myc hTERT Activée Suppression de l’érosion des télomères Formation de ponts anaphasiques Anomalies génétiques Immortalisation cellulaire Figure 7. Coopération des protéines E6, E7 et E5 des HPV muqueux génitaux dans la persistance virale et l’oncogénèse virale. Les protéines E5, E6 et E7 coopèrent non seulement pour favoriser l’échappement du virus à la réponse immune mais aussi pour transformer les cellules basales et suprabasales. L’activation de la prolifération cellulaire par inactivation des répresseurs de l’entrée en phase S, la dérégulation de la ségrégation des chromosomes et l’augmentation de l’activité télomérase contribuent à augmenter la fréquence des mutations dans les cellules en phase de croissance. L’inhibition des facteurs cellulaires suppresseur de tumeur p53 et pRB empêche la destruction des cellules transformées. 16 mt pédiatrie, vol. 13, n° 1, janvier-février 2010 Copyright © 2017 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de 88.99.165.207 le 24/05/2017. ubiquitination et sa destruction empêchant ainsi p53 de bloquer le cycle cellulaire en phase G1 et d’induire l’apoptose cellulaire en réponse à l’infection. Un second mécanisme, impliquant la télomérase, inhibe la sénescence cellulaire liée à l’érosion des chromosomes. E6 active l’expression de la sous-unité catalytique de la télomérase humaine (hTERT) qui porte la fonction transcriptase inverse de cette protéine en dégradant son inhibiteur NFX1(53). Cette sous-unité hTERT est naturellement activée dans les cellules souches, et dans certains cancers. Les protéines E6 des HPV à haut risque oncogène possèdent également un motif capable de se lier au domaine « PDZ » de nombreuses protéines régulatrices du cycle cellulaire [53]. La protéine E7 interagit avec la protéine suppresseur de tumeur pRb en favorisant sa liaison à la calpaine, qui dégrade partiellement pRb et provoque sa dégradation par le proteasome. Ceci empêche sa liaison avec le facteur de transcription E2F dont l’activité est régulée par pRb. Le relargage de E2F favorise la transcription de nombreux gènes cellulaires impliqués dans la réplication de l’ADN et la progression de la cellule vers la phase S. E7 interagit également avec p16, p21, p107 et p130 [53], qui inhibent la réplication cellulaire. E7 interagit également avec p600, facteur associé à pRb qui régule la dépendance d’ancrage cellulaire et l’expression des intégrines. Elle favorise également l’aneuploïdie, en dérégulant le contrôle des centrosomes, essentiel pour la ségrégation des chromosomes au cours de la mitose. E6 serait également capable d’induire une polyploidie indépendamment de p53. Les protéines E6 des HPV à bas risque oncogène diffèrent des protéines des HPV à haut risque, notamment par l’absence de liaison à p53 et l’absence de motif de liaison au domaine PDZ [5]. De même, le moindre pouvoir transformant des protéines E7 des HPV à bas risque oncogène est associé à une substitution d’un acide aminé dans le site de liaison à pRb. Enfin, les protéines E7 des HPV à bas risque n’entraînent pas de surduplication des centrosomes. Essentiellement étudiée chez HPV 16, E5 joue un rôle certain dans la prolifération et la persistance virale. Elle intervient précocément dans l’évolution des lésions et se trouve fréquemment délétée en cas d’intégration. Elle augmente les récepteurs EGF à la surface de la cellule, facilite le trafic des vésicules intracellulaires, stimule plusieurs facteurs de transcription et augmente la synthèse de E6 et E7. Son rôle promoteur de la réplication virale, en facilitant l’activité des facteurs de transcription AP1 dépendants du Zn2+ par liaison aux protéines EVER dans la cellule, ouvre la voie vers de nouvelles recherches. HPV cutanés Les mécanismes d’oncogénèse des HPV β ont été moins étudiés et semblent faire appel à des mécanismes différents [5]. En particulier, l’ADN viral ne s’intègre pas et la séquence codant E5 est absente du génome des HPV β et γ. Les protéines E6 et E7 sont toujours impliquées dans la transformation cellulaire, sans interagir avec p53 ou pRb, mais en utilisant les voies stimulées par les UV. Ainsi, E6 favorise la dégradation de Bak, protéine proapoptotique stimulée par les UV. Les protéines E6 des HPV 5 et 8 interfèrent avec la voie du TGF β qui inhibe la régulation du cycle cellulaire par différentes cyclines, alors que cette voie n’est pas utilisée par les HPV muqueux. Conclusion Premiers virus à ADN décrits comme responsables de tumeurs, les papillomavirus sont responsables de nombreux cancers de l’homme et de la femme, et représentent, après l’hépatite B, le deuxième virus responsable d’un cancer à pouvoir être prévenu par la vaccination. Les mécanismes par lesquels ces virus persistent et induisent des cancers sont complexes et étroitement adaptés au tropisme cellulaire, mais aussi au contexte génétique du patient. La compréhension intime des mécanismes de cancérogénèse, encore très incomplète, ouvre la possibilité de nouvelles thérapeutiques anticancéreuses. Remerciements et autres mentions. Remerciements : Nous remercions le Dr Christine Clavel pour ses suggestions lors de la relecture du manuscrit. Financement : aucun ; conflit d’intérêts : aucun. Références 1. Howley PM, Lowy D. Papillomaviruses. Fields Virology. Harvard : Lippincott, 2007. 2. Hantz S, Alain S, Denis F. Human papillomavirus prophylactic vaccines: stakes and perspectives. Gynecol Obstet Fertil 2006 ; 34 : 647-55. 3. Mansour C. Human papillomaviruses. In : Tyring S, ed. Mucocutaneous manifestations of viral diseases. 2005. 4. Doorbar J. The papillomavirus life cycle. J Clin Virol 2005 ; 32 (Suppl 1) : S7-15. 5. Lazarczyk M, Cassonnet P, Pons C, Jacob Y, Favre M. The EVER proteins as a natural barrier against papillomaviruses: a new insight into the pathogenesis of human papillomavirus infections. 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