Lidský polyomavirus MCPyV
Lidský polyomavirus MCPyV neboli lidský polyomavirus Merkelových buněk (MCV) je virus patřící do čeledi Polyomaviridae.[1] Jedná se o jeden ze sedmi v současné době známých lidských onkovirů, který byl objeven v roce 2008 vědci z univerzity Pittsburgh.[2] Tento virus se běžně vyskytuje na lidské kůži, u jedinců s oslabenou imunitou však může vyvolat jednu z nejzávažnějších rakovin kůže, karcinom Merkelových buněk (MCC). MCC je jeden z nejagresivnějších typů rakoviny kůže, pro jejíž léčbu neexistuje lék.[2] Lze jej také najít v respiračních sekretech a v tkáních trávicího traktu, a tak jeho přesný způsob přenosu zůstává neznámý.[3]
 Lidský polyomavirus MCPyV | |
|---|---|
 | |
| Baltimorova klasifikace virů | |
| Skupina | I (dsDNA viry) |
| Vědecká klasifikace | |
| Realm | Monodnaviria |
| Říše | Shotokuvirae |
| Kmen | Cossaviricota |
| Třída | Papovaviricetes |
| Řád | Sepolyvirales |
| Čeleď | Polyomaviridae |
| Rod | Alphapolyomavirus |
| Druh | Human polyomavirus 5 |
| Některá data mohou pocházet z datové položky. | |
Většina virů MCV nalezených v nádorech MCC však má alespoň dvě mutace, díky nimž je virus nepřenosný. První mutace zahrnuje integraci viru do hostitelského genomu a druhá mutace zasahuje T antigen, který je tak neschopný zahájit replikaci integrovaného viru nezávisle na hostitelské rakovinné buňce.[4]
Struktura
editovatPolyomaviry jsou malé neobalené dvouvláknové DNA viry. Délka jejich genetická informace se pohybuje okolo 5400 párů bazí. Vir zaujímá ikosahedrální strukturu, jejíž velikost je v rozmezí 40-55 nm.[2] Genom MCPyV je podobný ostatním lidským polyomavirům. Obsahuje obousměrné časné a pozdní kódující oblasti, oddělené nekódující regulační oblastí, která obsahuje počátek virové replikace. Oddělené časné a pozdní transkripční jednotky jsou důležité pro časově regulovatelnou kaskádu genové exprese, která je typická pro další DNA viry. Časné geny, konkrétně produkty lokusu T antigenu, jsou exprimovány bezprostředně po infekci a obecně se účastní replikace genomu virové DNA. Po replikaci DNA je pozdní oblast transkripčně aktivována. Začne produkovat strukturální složky virové kapsidy a zároveň podporuje vznik virionů během pozdní fáze.[5]
Genom MCPyV
editovatPočátek replikace
editovatNekódující regulační oblast (NCRR) MCPyV obsahuje minimální počátek replikace 71 párů bází, který má stejně jako jiné polyomaviry oblast bohatou na AT, doménu vázající LT (large T antigen - velký T antigen) a oblast časného zesilovače. Počátek replikace MCPyV má však několik jedinečných charakteristik. Počátky replikace polyomaviru tradičně obsahují pentanukleotidové konsensuální sekvence G (A / G) GGC, které pomáhají přímému sestavení proteinů LT, což je skutečnost, která umožňuje T antigenu fungovat jako helikáza a řídit zahájení replikace virové DNA. V počátku replikace MCPyV se však nachází více pentanukleotidových sekvencí než jakýkoli jiný polyomavirus a tyto pentamerní prvky existují v těsnější vzájemné blízkosti než v jiných polyomavirových původech.[5]
Časná kódující oblast
editovatČasná oblast MCPyV zabírá téměř 3 kilobáze genomu a její geny jsou první, které se exprimují po infekci. Genové produkty časné oblasti polyomaviru se historicky zaměřují na buněčné proteiny, které fungují při regulaci buněčného cyklu a potlačení nádoru. Protože tyto genové produkty jsou označovány jako nádorové antigeny nebo T antigeny, je časná oblast často označována jako „lokus T antigenu“. Polyomavirové T antigeny také plní klíčové funkce při zahájení syntézy virové DNA. Časná oblast MCPyV exprimuje tři T antigeny: velký T antigen (LT - large T antigen), malý T antigen (sT - small T antigen) a 57kT antigen.[5]
Všechny tři MCPyV T antigeny sdílejí krátký, běžný amino - konec, ale alternativní sestřih za prvním exonem nakonec vede ke vzniku tří jedinečných proteinů. MCPyV LT protein je největší ze tří T antigenů a je složen ze dvou exonů, které společně kódují protein s 816 aminokyselinami.[5]
Kromě LT kóduje lokus T antigenu MCPyV malý T (sT) protein. Jedná se o malý protein (186 aminokyselin) s jedinečným karboxylovým koncem, který obsahuje vazebné místo proteinové fosfatázy 2A (PPA2). Schopnost vázat PP2A je konzervativní funkcí polyomavirových sT proteinů a bylo prokázáno, že tato asociace hraje důležitou roli při buněčné transformaci vyvolané virem jinými polyomaviry.[5]
Protein 57 kT je produktem transkriptu, který prochází alternativním sestřihem, aby spojil tři exony kódující 432 aminokyselin, a tento protein sdílí mnoho stejných motivů přítomných v LT a sT. Protein 57 kT má stejný amino - konec jako LT i sT. Úkol proteinu 57 kT není zcela přesně objasněn. Antigen 57 kT je často popisován jako analog antigenu SV40 17 kT, který podle všeho funguje jak nezávisle, tak ve spolupráci s ostatními T antigeny v procesu buněčné proliferace in vivo.[5]
Pozdní kódující oblast
editovatPozdní oblast genomu MCPyV obsahuje otevřené čtecí rámce pro virový protein hlavního kapsidového proteinu 1 (VP1) a vedlejší kapsidové proteiny 2 a 3 (VP2 a VP3). Je zajímavé, že MCPyV postrádá konzervovanou genetickou strukturu, která normálně vede k proteinu VP3. Tato změna sekvence spojená s neúspěšnými pokusy o vytvoření životaschopných expresních vektorů VP3 a abnormální lokalizace VP1 připomínají polyomaviry postrádající protein VP3. Tato skutečnost naznačuje, že MCPyV buď exprimuje nefunkční VP3 nebo tento protein vůbec neexprimuje.[5]
Genom MCPyV exprimuje 22-nukleotidovou virovou miRNA z pozdního řetězce, která s největší pravděpodobností autoreguluje časnou expresi virového genu během pozdní fáze infekce. Ukázalo se, že snižuje hladinu reportérových transkriptů obsahujících sekvence časné oblasti MCPyV.
Klasifikace
editovatMnoho domén MCPyV je homologních s doménami jiných, lépe prostudovaných lidských polyomavirů. Avšak celkově je genom MCPyV nejvíce podobný lymfotropnímu polyomaviru africké zelené opice a byl tak fylogeneticky klasifikován do myšího polyomavirového rodu. Na základě revidované taxonomické klasifikace rodiny Polyomaviridae je nyní MCPyV klasifikován do rodu Orthopolyomavirus. [5]
Polyomaviridae je rodina virů, jejichž přirozenými hostiteli jsou především savci a ptáci. V této rodině existují 3 rody: Orthopolyomavirus, Wukipolyomavirus a Avipolyomavirus. Je známo, že existuje 14 druhů, které dokáží infikovat člověka. Většina z těchto virů je velmi běžná a typicky asymptomatická u většiny zkoumaných lidských populací.[6]
Rakovina Merkelových buněk
editovat
Virus je prokazatelně onkogen, který způsobuje karcinom kůže - karcinom Merkelových buněk. Merkelové buňky jsou kulaté až oválné buňky, umístěné v bazální vrstvě epidermis, ve vlasových folikulech, nebo ve sliznicích. V epidermis jsou buňky navázány na konce senzorických nervových vláken a proto slouží jako mechanoreceptory. [5]
Karcinom z Merkelových buněk je vysoce agresivní typ rakoviny kůže, který poprvé popsal Cyril Toker v roce 1972. Na základě svého původu se typ rakovinných buněk nazývá neuroektodermální nádor. I když je ve srovnání s jinými druhy rakoviny kůže vzácný, výskyt karcinomu z Merkelových buněk v USA se mezi lety 1986 a 2001 ztrojnásobil, na přibližně 1400 případů ročně.[5] Karcinom z Merkelových buněk se vyskytuje hlavně u starších jedinců. Je prokázáno, že se vyskytuje častěji u lidí s imunodeficiencí, včetně příjemců transplantátu a lidí s AIDS. Mezi další faktory spojené s rozvojem této rakoviny patří expozice ultrafialovému světlu.[5]
Prevence a léčba
editovatOsoby, které mají karcinom z Merkelových buněk s tímto virem, nejsou pro ostatní nakažlivé. Pro toto existují 2 důvody: virus v nádorech je již mutovaný a již se z nádorů nemůže přenášet, a většina osob je již tomuto viru přirozeně vystavena jako děti nebo mladí dospělí.[7]
Jako prevence je doporučeno postupovat stejně jako v ochraně proti jiným typům rakoviny kůže, a to například vyhýbaní se spáleninám a zbytečnému vystavení slunečnímu záření. Toto opatření může zabránit mutacím viru, pokud infekce MCV již proběhla.[7]
Diagnóza nádoru z Merkelových buněk je prováděna pomocí biopsie a při včasném zachycení má dobrou prognózu pomocí standardní léčby. V současné době neexistují žádné vakcíny nebo léky, které by mohly zabránit infekci MCV nebo zabránit vzniku karcinomu z Merkelových buněk.[7]
Reference
editovat- ↑ MACDONALD, Margo; YOU, Jianxin. Merkel Cell Polyomavirus: A New DNA Virus Associated with Human Cancer. Advances in Experimental Medicine and Biology. 2017, roč. 1018, s. 35–56. PMID 29052131. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 0065-2598. DOI 10.1007/978-981-10-5765-6_4. PMID 29052131.
- ↑ a b c FENG, Huichen; SHUDA, Masahiro; CHANG, Yuan. Clonal Integration of a Polyomavirus in Human Merkel Cell Carcinoma. Science (New York, N.Y.). 2008-02-22, roč. 319, čís. 5866, s. 1096–1100. PMID 18202256 PMCID: PMC2740911. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 0036-8075. DOI 10.1126/science.1152586. PMID 18202256.
- ↑ BIALASIEWICZ, Seweryn; LAMBERT, Stephen B.; WHILEY, David M. Merkel Cell Polyomavirus DNA in Respiratory Specimens from Children and Adults. Emerging Infectious Diseases. 2009-3, roč. 15, čís. 3, s. 492–494. PMID 19239774 PMCID: PMC2681122. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 1080-6040. DOI 10.3201/eid1503.081067. PMID 19239774.
- ↑ SHUDA, Masahiro; FENG, Huichen; KWUN, Hyun Jin. T antigen mutations are a human tumor-specific signature for Merkel cell polyomavirus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2008-10-21, roč. 105, čís. 42, s. 16272–16277. PMID 18812503 PMCID: PMC2551627. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.0806526105. PMID 18812503.
- ↑ a b c d e f g h i j k SPURGEON, Megan E.; LAMBERT, Paul F. Merkel Cell Polyomavirus: A Newly Discovered Human Virus with Oncogenic Potential. Virology. 2013-01-05, roč. 435, čís. 1, s. 118–130. PMID 23217622 PMCID: PMC3522868. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 0042-6822. DOI 10.1016/j.virol.2012.09.029. PMID 23217622.
- ↑ JOHNE, Reimar; BUCK, Christopher B.; ALLANDER, Tobias. Taxonomical developments in the family Polyomaviridae. Archives of Virology. 2011-09-01, roč. 156, čís. 9, s. 1627–1634. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 1432-8798. DOI 10.1007/s00705-011-1008-x. PMID 21562881. (anglicky)
- ↑ a b c SCHOWALTER, Rachel M.; PASTRANA, Diana V.; PUMPHREY, Katherine A. Merkel Cell Polyomavirus and Two Novel Polyomaviruses Are Chronically Shed from Human Skin. Cell host & microbe. 2010-06-25, roč. 7, čís. 6, s. 509–515. PMID 20542254 PMCID: PMC2919322. Dostupné online [cit. 2021-05-19]. ISSN 1931-3128. DOI 10.1016/j.chom.2010.05.006. PMID 20542254.
Externí odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu lidský polyomavirus MCPyV na Wikimedia Commons
