Polyomavirus Les Polyomavirus - Famille des Polyomaviridae, 20 virus identifiés - Virus à ADN, non enveloppés, petite taille (45 nm) SV40 50 nm BKV 50 nm - Génome : • région précoce : Ag t et Ag T • région tardive : VP1, VP2 et VP3 (capside icosaèdrique) Polyomavirus classification (VP1) Crow GHPV BPV BFPyV Finch MptV African Green Monkey MCV Hamster Murine BKV SA12 JCV SV40 KIV WUPyV Production des Ag : particules virales (VLP) VP1 du SV40, du BKV et du JCV 1) VLP : Auto-assemblage de la protéine VP1 exprimée en cellules d’insectes (Sf21) par des baculovirus recombinants 2) Purification par ultra-centrifugation sur gradient de CsCl SV40 100 nm BKV 100 nm Fréquence (%) Détection de anticorps anti-BKV, anti-JCV et antiSV40 dans la population anglaise Anti-BKV Anti-BKV Anti-JCV Anti-JCV Anti-SV40 Anti-SV40 1-4 Knowles et al., 2003 5-9 10-14 15-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 Organisation génomique du SV40 Effet des oncoprotéines des papillomavirus et des polyomavirus sur le cycle cellulaire Papillomavirus Début du cycle (division cellulaire) Croissance de la cellule M Préparation de la division G 2 cellulaire Cycle cellulaire S G1 pRB E7 p53 E6 Arrêt de la progression dans le cycle (cyclines, Cdk) pRB Réplication de l ’ADN Arrêt G/S en réponse aux mutations p53 Ag T Polyomavirus Rôle des oncoprotéines Ag T et Ag t Ag T Ag t • Dégradation de la p53 • Interaction avec PP2A (stimulation de la prolifération cellulaire) • Inactivation des protéines liées à la pRB • Altération du cytosquelette et des jonctions serrées ( invasion tumorale) • Activation de Notch-1 (promotion de la progression du cycle et de la prolifération cellulaires) • Activation de la Phosphatidylinositol 3kinase (prolifération et transformation cellulaire) • Activation de la télomérase (PP2A?) • Bloque la mitose Polyomavirus et cancer ? Infection par les Polyomavirus et Cancer BKV JCV SV40 - Immortalisation (C. Humaines) + + + - Transformation (C. animales) + + + méduloblastomes Choroid plexus T. mammaires Culture cellulaire Cancers observés chez les souris Transgéniques Foie, Rein Cancers observés après injection : Choroïd plexus Osteosarcomes Cerveau (85%) - rat ? Cerebelum (75%) ? - singes ? Astrocytes (100%) - - hamster Mésothéliomes Lymphomes B Infection par les Polyomavirus et Cancer BKV JCV SV40 100% 80% 2-20% - Site primaire de réplication Poumon, vessie Poumon Poumon? - Infection aigue (sujet I.D.) Cystite hemmor. PLM ? Infection chez l’homme - Cancers associés Neuroblastome Méduloblastomes? Tumeures urinaires PLM = Progressive Multifocal Leukoencephalopathy Mésothéliomes Ostéosarcomes Lymphomes B SV40 et Cancer • SV 40 est responsable du développement de cancers chez les rongeurs • SV40 transforme les cellules humaines in vitro ces cellules sont capable d’induire des tumeurs chez l’homme (1964) • L’ADN du SV40 est détecté dans certaines tumeurs humaines • L’infection par le SV40 après vaccination polio (1955-1963) est responsable d’une augmentation de la fréquence des cancers SV40 et Mésothéliomes Infection par SV40 et Cancer Incidence observée chez les Sujets exposés au vaccin contaminé par SV40 N= 2 013 344 Sujets non exposés Cancers 30.4 34.1 Ependynoma & choroid plexus 0.10 0.08 sarcome 0.29 0.27 mésotheliomes 0.03 0.01 N= 2 111 190 Augmentation de 220% Mésotheliomes et amiante - 80% des cas sont liés à une exposition à l’amiante - Apparition des mésothèliomes à la même période que débute l’utilisation de l ’amiante. - Transforme en 7 jours les cellules immortalisées par HPV - Injection intra-pleurale au rat : 50% de mésothèliomes - Inhalation chez le rat : 0,5 à 2% de mésothèliomes Mésotheliomes et SV40 - Injection intra-pleurale au hamster : 100% de mésothèliomes - Injection intra-cardiaque au hamster : 60% de mésothèliomes - Les cellules mésothéliales sont les plus facilement infectables des cellules humaines - Le SV40 transforme les cellules mésothéliales 103 à 105 fois plus facilement que les autres cellules humaines. - Le traitement par un anti-sens de l ’AgT du SV40 de cellules mésothéliales transformées par le SV40 provoque la mort des cellules. - L ’ADN du SV40 est détecté dans 60% des mésothèliomes. Mésotheliomes et génétique - Etude des mésothèliomes dans des villages du centre de la Turquie. Maison construites en pierres contenant de l’ l’amiante et surtout de l’érionite ’érionite.. Maison construites en pierres contenant de l’ l’amiante et surtout de l’érionite ’érionite.. Karain (50%) Karlik (0%) Turkoy (50%) - Familles à mésothéliomes - Familles sans mésothéliomes Etiologie des Mésotheliomes (Théorie de Carbone) -1) Infection par le SV40 Les cellules infectées sont éliminées par les lymphocytes CD8+ -2) L’exposition à l’amiante induit une immuno-supréssion Les cellules infectées par le SV40 ne sont plus éliminées Ces cellules sont transformées mésothéliome -3) Certaines mutations génétiques, non encore identifiées, augmentent le risque de mésothéliome Mais l’ADN du SV40 n’est pas détecté dans les mésothéliomes en Turquie Vaccin polio, SV40 et cancer : études épidémiologiques Risque relatif 6 5 4 3 2 1 0 0 Cancers 1 m = 0.95 (NS) D’après Dang-Tang et al., 2004 Osteosarcomes Mésothéliomes 2 3 (NS) 4 Fréquence (%) Détection de l’ADN du SV40 dans les mésothéliomes Année de publication SV40 et mésothéliomes Fragment présent dans de Nb plasmides utilisés dans les laboratoires SV40 4100 TAg exon 1 4500 Primers à haut risque Étude de Lopez-Rios et al, Lancet 2004 4900 exon 2 Primers à faible risque SV40 et mésothéliomes N Détection de l’ADN du SV40 (%) Primers à haut risque Primers à faible risque 6% * Lopez-Rios et al., 2004 71 62% Griffiths et al., 1998 26 100% 15% Pass et al., 1998 42 71% 25% * RT-PCR négatif, AgT négatif Conclusions - Les résultats sérologiques ne confirment pas une association SV40/mésothéliomes - Pas d ’évidence épidémiologique de l’association - Les résultats discordants entre études peuvent s’expliquer par des contaminations possibles en PCR et par l’existence de réactions croisées entre polyomavirus. Polyomavirus SV40 , Papillomavirus génitaux et cancer Critères de BradfordHill SV40 et mésothéliomes Papillomavirus et cancer du col Force de l’association 50% des Cancers > 95% des Cancers Consistance +/- Toutes les études Spécificité +/- Types particuliers Temporalité - Oui (10-30 ans) Ag T, Ag t E6,E7 ? (expos. amiante) oui ++ +++ + + Preuves biologiques Cohérence biologique Evidence expérimentale Analogie Prévention par vaccination + SV40 et lymphomes Lymphomes B et SV40 - Augmentation importante du nombre de lymphomes non-Hodgkiniens avec l’apparition de la pendémie HIV suggérant le rôle d’un autre virus qui n’est pas un herpes-virus. - Injection du SV40 au au hamster : développement de mésothèliomes et lymphomes B Detection de l’ADN du SV40 dans les lymphomes Lymphomes B et SV40 -Détection de l’ADN du SV40 par PCR Etudes anciennes (Rizzo & al, 1999; Martini & al.,1998; lymphomes non Hodgkiniens……. 24/182 (13%) Lymphomes Hodgkiniens……………...8/ 55 (14%) Témoins………………………………………...18/115 (16%) David & al.2001): Etudes + récentes (Shivapurkar & al., 2002, Vilchez et al., lymphomes non Hodgkiniens……..93/222 (42%) Lymphomes Hodgkiniens…………....3/ 31 ( 9%) Témoins ………………………………………...0/212 ( 0%) 2002): Lymphomes B et SV40 Groupes étudiés Italie Ouganda Anti-SV40 lymphomes Hodgkiniens lymphomes non-Hodgkiniens Témoins 2/10 4/20 1/10 (20%) (20%) (10%) lymphomes Hodgkiniens lymphomes non-Hodgkiniens Témoins 13/25 20/46 25/69 (52%) (43%) (36%) Infection par SV40 et Lymphomes non-Hodgkinien Anticorps anti-SV40 Contrôles ( N= 622) Lymphomes (N = 724) Engels et al., 2004 Laboratoire A Laboratoire B 10.5% 9.6% 7.2% 9.8% SV40 et cancer / Conclusions 1- Il existe des preuves biologiques fortes du rôle oncogène du SV40 2- Il est douteux que l’utilisation du vaccin polio (1955-1963) soit responsable de la dissémination du SV40 chez l’homme. 3- Il est douteux qu’une infection par le SV40 soit responsable chez l’homme du développement d’un cancer. Merkel cell polyomavirus (MCPyV) et cancer ? Carcinome à cellules de Merkel Carcinome à cellules de Merkel Progression métastatique Merkel Carcinoma Virus (MCV) Génome viral intégré dans le génome des cellules tumorales Feng et al., Sciences 2008 Détection du virus MCPyV par PCR dans des carcinomes à cellules de Merkel ADN génomique amplifié par amorces LT1 (440pb) 440pb ADN génomique amplifié par amorces BetaGlobine PCO4 GH20 Détection du MCV dans les carcinomes à cellules de Merkel Détection par PCR du MCPyV MCC Tumeurs de la peau/peau Autres tumeurs/ autres tissus Feng et al., 2008 8/10 (80%) 4/25 (16%) 5/59 ( 8%) Kassem et al., 2008 30/39 (77%) - 0/45 ( 0%) Garneski et al., 2008 11/16 (69%) 7/51(14%) - Bekker et al., 2008 45/53 (85%) - - Ridd et al., 2008 7/13 (54%) 1/156 (0.6%) - Foulongne et al., 2008 8/9 (89%) 0/10 ( 0%) 0/15 ( 0%) 20/31 (65%) 1/6 (17%) - 129/171 (75%) 13/248 ( 5%) 5/119 ( 4%) Touzé et al., 2008 Total Insertion du MCPyV dans le génome humain A B Southerm Blotting avec sonde virale 2- Southerm Blotting avec sonde virale ou sonde du gène humain PTPRG 1- Digestion par Nhe I et Sac1 Intégration ADN viral Insertion dans le génome humain Feng et al., Sciences 2008 Insertion dans le gène PTPRG Mutations dans le gène AgT du MCPyV Témoins délétions délétions délétions délétions MCC délétions Codon stop Premier codon stop ou délétion OBD CR1 Shuda et al., PNAS 2008 Dna J Rb binding Hélicase Nécessaire à la réplication du virus Insertion du génome des Papillomavirus et du MCPyV HPV16 MCPyV VP2 E1 L1 E2 AgT VP1 insertion L2 Surexpression des oncogènes et absence de production des protéines structurales insertion Expression des oncogènes et absence de production des protéines structurales du fait de délétions ou mutations dans AgT