3.1 Структура вирусного генома

Вирусы папиллом относятся к семейству паповавирусов (Papovaviridae) и представляют собой группу вирусов, поражающих крупный рогатый скот, птиц и человека, которые способны инфицировать базальные клетки кожи и плоского эпителия. Папилломавирусы - одна из наиболее гетерогенных групп вирусов, критерием дифференцировки которой является степень генетического родства вирусов по данным молекулярной гибридизации: она может колебаться от 10 до 85%. Диаметр вирусных частиц 55 нм. Вирус не имеет внешней оболочки. Капсид вируса состоит из 72 капсомеров. Детальный анализ молекулы ДНК ВПЧ стал возможен после разработки методики расщепления ДНК с использованием эндонуклеаз и анализа этих фрагментов с помощью гель-электрофореза. Данный метод позволил определить характерные картины расщепления ДНК и создать физическую карту расположения точек расщепления в геноме различных папилломавирусов [20].

Известные типы папилломавирусов человека сходны по своей генетической структуре. Генетический материал вируса представлен кольцевой двухцепочечной молекулой ДНК длиной около 8000 пар оснований, что соответствует массе около 5 млн Д. Одна из нитей ДНК содержит 9 открытых рамок считывания (open reading frames, ORF), которые потенциально кодируют до 10 протеинов, и регуляторный участок генома (upstream regulatory region, URR). Другая нить ДНК некодирующая.

Регуляторная область вирусного генома (upstream regulatory region, URR) располагается между концом области поздних генов и началом области ранних генов. Открытые рамки считывания ORF генома вируса разделены на ранний (early, Е) и поздний (late, L) участки. Ранний фрагмент включает гены Е1-Е7, кодирующие синтез белков, ответственных за различные функции в процессе репликации вируса и трансформации клеток. Гены Е1 и Е2 ответственны за репликацию вируса, а также участвуют в регуляции транскрипции вирусного генома. Продукт гена Е1 отвечает за поддержание персистенции вирусного генома в эписомальной форме. Ген Е2 кодирует продукты, которые могут как транс-активировать, так и подавлять экспрессию ранних генов и энхенсерных участков URR. Трансактивирующий фактор идентифицирован в предраковых изменениях шейки матки, репрессирующий фактор in vivo не идентифицирован [16]. Ген Е4 участвует в процессе созревания вирусных частиц, гены Е5-Е7 обладают трансформирующим потенциалом. Гены Е6 и Е7 всегда определяются и экспрессируются в опухолях шейки матки и полученных из опухолей шейки матки клеточных линиях. Биологический эффект трансформирующего потенциала генов Е6 и Е7 будет рассмотрен ниже. Поздний фрагмент генома состоит из генов L1 и L2, кодирующих структурные белки вириона [5,21].

3.2 Персистенция вирусной днк и ее интеграция в клеточный геном

Вирусная ДНК способна персистировать в клетке в эписомальной или интегрированной формах. В тканях эпителиальных дисплазий шейки матки обнаруживаются эписомальные формы ДНК ВПЧ. В большинстве случаев РШМ и в клеточных линиях, полученных из РШМ и содержащих ВПЧ, вирусные последовательности определяются в интегрированной форме [21].

Имеются сообщения об обнаружении вирусной ДНК в клетках РШМ как в интегрированной, так и в эписомальной формах. Выявляются существенные различия в характере интеграции ВПЧ типов 16 и 18. На основании данных о формах интеграции вирусной ДНК высказаны предположения о возможной значимости обеих форм персистенции ДНК ВПЧ типов 16 и 18, а интеграция не является определяющим звеном в механизме индукции туморогенеза [23].

Процесс интеграции сопровождается частичной потерей генетического материала вируса, при этом вирусный геном независимо от делеций теряет способность к полной репликации, и в клетках, содержащих интегрированный клеточный геном, отсутствует продукция вирусных частиц. Предполагают, что интеграция представляет собой активационный механизм прогрессии неоплазии от дисплазии тяжелой степени к раку; она первоначально носит поликлональный характер. Наиболее часто в канцерогенез шейки матки вовлечены определенные участи хромосом 5,6,10,11 и 17. Интеграция вирусной ДНК индуцирует нестабильность клеточного генома и как следствие индукцию нарушений в различных хромосомах, тестируемых по потере гетерозиготности. Сайт преимущественной интеграции вирусной ДНК не определен, нередко он располагается вблизи клеточных онкогенов [4].

Разрыв кольцевой молекулы вирусной ДНК может происходить в любом месте, однако наиболее часто - в области Е1/Е2; исключением является область URR-Е6-Е7, которая интактна как в морфологически неизмененном эпителии и при дисплазиях, так и в опухолевых клетках. Исчезновение супрессорной функции вирусного белка Е2 обусловливает суперэкспрессию вирусных онкогенов Е6-Е7, трансформирующее действие которых способствует прогрессии неоплазий. Предполагается, что ген Е1 участвует в подавлении вирусного промотора, следствием мутации гена Е1 являются активация транскрипции вирусного генома и увеличение трансформирующей активности вирусных онкогенов [16,23].