Defining the causal association between human beta papillomavirus infection, keratinocyte stem cells expansion and skin cancer development
Creators: name: OLIVERO, CARLOTTA
Publisher: name: Universit� degli Studi del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro
Year: 2017

description: I papillomavirus umani (HPV) sono piccoli virus nudi contenenti un genoma a doppia elica di DNA circolare di 8 kb che infettano gli epiteli squamosi stratificati cutanei e mucosali di differenti distretti corporei. Gli HPV possono stabilire infezioni latenti in individui sani, ma inducono anche lesioni neoplastiche benigne o maligne in base alle propriet� oncogene specifiche dei differenti genotipi. Fino ad oggi sono stati identificati pi� di 180 genotipi differenti di HPV che sono stati classificati in 5 generi sulla base dell?analisi filogenetica. Il genere Alpha (?-HPV) � il pi� caratterizzato e comprende i genotipi a tropismo mucosale associati all? insorgenza di carcinoma a livello genitale (ad esempio HPV16 e 18). Gli HPV appartenenti al genere ? (?-HPV) sono evoluzionisticamente distinti dal genere ? e causano infezioni inapparenti o asintomatiche molto diffuse nella popolazione generale. Nei pazienti affetti da epidermodisplasia verruciforme (EV), una immunodeficienza primaria caratterizzata da un?alta suscettibilit� all?infezione da ?-HPV, questi virus replicano con alta efficienza, sviluppano il loro pieno potenziale trasformante, inducendo numerose lesioni simil verrucose con alto rischio di progressione a carcinoma cutaneo. Sebbene il loro coinvolgimento nel processo di carcinogenesi cutanea in pazienti immunocompetenti e immunosoppressi non-EV (con immunosoppressione primaria o acquisita) � ancora materia di dibattito, numerose evidenze epidemiologiche e sperimentali suggeriscono un ruolo carcinogenico di questi virus che inizia nelle fasi precoci e contribuisce alla patogenesi del carcinoma cutaneo. Il nostro gruppo ha dimostrato precedentemente la presenza di prodotti dei geni virali e l?amplificazione del genoma virale in lesioni cutanee precancerose derivate da pazienti trapiantati d?organo (OTR, Organ Transplant Recipient). Questi risultati rafforzano l?evidenza di un coinvolgimento dei ?-HPVs nella patogenesi del carcinoma cutaneo.
Sulla base dei dati gi� acquisiti, abbiamo studiato i meccanismi molecolari alla base dell?induzione del carcinoma cutaneo indotto da ?-HPV in pazienti immunocompromessi attraverso differenti approcci, quali il modello di topo transgenico HPV8 e il saggio di tumorigenicita? in vivo di tumori derivati da OTR.
Pe capire il ruolo di ?-HPV nello sviluppo del carcinoma cutaneo, � importante conoscere dove questo virus naturalmente si localizza. L?ipotesi attuale � che il reservoir di ?-HPV risieda in cellule staminali con ciclo cellulare rallentato presenti nel follicolo pilifero (HF-KSC); tuttavia, la precisa popolazione di HF-KSC coinvolta nell?infezione latente di ?-HPV � ancora sconosciuta. Per determinare il ruolo delle HF-KSC nel carcinoma cutaneo indotto da ?-HPV, abbiamo utilizzato un modello di topo transgenico nel quale il promotore della cheratina 14 guida l?espressione della regione precoce di HPV8 (HPV8tg). I topi HPV8tg presentano uno spessore della cute piu? ampio rispetto ai topi wild type e mostrano una cute iperproliferante. La proliferazione dei cheratinociti del follicolo pilifero � evidente nella popolazione di cellule staminali Lrig1+ (69 vs 55%, p&lt;001, n=6), ma non lo � nelle popolazioni CD34+, LGR5+ e LGR6+. Questo � in linea con l?osservazione dell?espanzione dei cheratinociti Lrig1+ di 2,8 volte e dell?efficienza di formare colonie di 3.8 volte. In accordo con questi risultati, abbiamo osservato l?espressione nucleare di p63 in questa popolazione, nell?infindibulum e nella cute interfollicolare fiancheggiante, associata a un cambiamento di espressione tra la forma TA di p63 in ?Np63 nella cute dei topi HPV8tg. Le cheratosi dei pazienti EV e alcune cheratosi attiniche (AK) di pazienti non EV mostrano un istologia simile associata alla riattivazione di ?-HPV e all?espressione nucleare di p63 nell? infindibulum e nella cute perifollicolare. Questi dati suggeriscono che il campo di cancerizzazione indotto da ?-HPV inizia dalla ?junctional zone? e predispone al carcinoma cutaneo..
Inoltre abbiamo realizzato un modello umanizzato di xenotrapianto ortotopico utilizzando tumori cutanei derivati da OTR. Questa tecnica permette di aumentare la disponibilit� dei tumori cutanei ? che � una delle limitazioni nell?ambito della ricerca sui tumori cutanei-, analizzare in dettaglio i meccanismi molecolari coinvolti nella tumorigenesi e identificare l?infezione e l?espressione di ?-HPV in queste lesioni. Inoltre, questa tecnica permette di studiare la progressione della malattia da una situazione pre-cancerosa a una cancerosa, ad esempio da AK a SCC come riportato in questa tesi, che non pu� essere studiato a livello umano per la naturale necessit� di rimuovere la lesione prima dell?evoluzione maligna. 
In questo contesto, rimane da stabilire se l?immunosoppressione faciliti la carcinogenesi anche attraverso la riduzione dell?immunosorveglianza. Per verificare questa ipotesi e generare un modello murino che ricapitolasse gli eventi che si verificano nei pazienti trapiantati, abbiamo incrociato i topi transgenici HPV8 (background genetico FVB/N) con i topi deficienti per il gene RAG2 (background genetico C57BL/6), che non producono cellule B e T. I risultati ottenuti fino ad ora con la generazione F2 indicano che l?immunosoppressione facilita la carcinogenesi anche inibendo l?immunosorveglianza del tumore, come dimostrato dai dati ottenuti; infatti,il numero di tumori cutanei nella cute dei topi HPV8+:Rag2-/- e il loro grado di displasia � risultato significativamente maggiore rispetto ai topi HPV8+:Rag2+/+. 
Nell'insieme, i risultati ottenuti in questo studio contribuiscono a chiarire la storia naturale dell?infezione da ?-HPV e rafforzano l?ipotesi di un ruolo di questi virus nello sviluppo del tumore cutaneo.