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The evolutionary history of oncogenic and non-oncogenic papillomaviruses

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L’evoluzione del Papilloma virus – la lotta contro il cancro

Determinati Papilloma virus (PV) possono provocare il cancro, costituendo una delle preoccupazioni più gravi per la salute pubblica. Ricercatori europei hanno studiato l’evoluzione del PV per capire il perché alcuni PV possiedono un potenziale oncogeno mentre altri non comportano sintomi.

Salute

La trasformazione maligna di determinati PV è stata associata agli oncogeni E5, E6 e E7 presenti nel genoma del DNA virale. Anche se le proteine espresse da questi geni sono state studiate ampiamente, ci sono poche informazioni sulla loro origine evolutiva.

Studiare le differenze tra i PV oncogeni e non-oncogeni

Grazie al supporto del programma Marie Skłowdowska-Curie, i ricercatori hanno unito metodi di calcolo e metodi sperimentali per studiare eventi specifici che si verificano durante l’evoluzione del genoma del PV. Come spiega Ignacio Bravo, coordinatore del progetto: «Abbiamo applicato il potere del pensiero evolutivo: abbiamo studiato i genomi dei PV esistenti e le interazioni tra le proteine umane e virali, e ricostruito la storia evolutiva di questi genomi e di queste interazioni». I ricercatori hanno analizzato le sequenze effettive di tutti i geni in tutti i PV conosciuti e hanno dedotto la loro storia tramite la bioinformatica. Hanno ricostruito la loro relazione evolutiva in un albero filogenetico per stabilire se il genoma ancestrale del PV conteneva tutti i geni presenti nell’assemblaggio moderno o se sono stati acquisiti sequenzialmente. Curiosamente, gli scienziati hanno scoperto che circa 400 milioni di anni fa il genoma dei PV ancestrali conteneva solo due blocchi di geni: uno per la replica e uno per produrre virioni. Gli oncogeni virali E6 e E7 sono comparsi molto più tardi, mentre l’oncogene E5 sembra essere apparso ex novo da una sequenza di DNA circa 40 milioni di anni fa. «Tale comparsa di nuovi geni da zero è una delle principali fonti della novità evolutiva, che ha consentito ai PV di cambiare il modo di sfruttare l’ospite», continua Bravo. Da un singolo ceppo virale sono emersi tre tipi di PV: il primo provoca verruche alle mani, il secondo condilomi e il terzo comporta lesioni alle mucose che possono provocare il cancro. Per approfondire il potenziale oncogeno degli oncogeni dei PV ancestrali, i ricercatori li hanno «resuscitati» in via sperimentale tramite la biologia sintetica. L’introduzione in diverse linee cellulari umane ha permesso agli scienziati di verificare l’incidenza di queste oncoproteine sulla struttura cellulare e di esaminare ulteriormente la loro interazione con proteine inibitrici di tumore cellulare che potrebbe condurre al cancro.

Spingersi oltre le scoperte di ONCOGENEVOL

Negli ultimi trent’anni i ricercatori hanno fatto enormi progressi sui tumori correlati al PV. Anche se molte persone sessualmente attive sono state infettate dai PV, solo una piccola parte svilupperà il cancro. Malgrado le differenze genetiche rilevate tra i PV oncogeni e non, c’è una scarsa conoscenza sui fattori determinanti che rendono oncogeni i PV. Il progetto ONCOGENEVOL ha allargato la conoscenza attuale sulle origini dei geni e dei genomi dei PV, applicando il pensiero della medicina evolutiva per capire l’interazione di lungo termine tra i virus più diffusi e i tumori che essi causano. Il progetto ha gettato le basi per capire come determinati PV sviluppano il loro potenziale oncogeno. Come spiega Anouk Willemsen, borsista di Marie Skłowdowska-Curie «abbiamo migliorato in modo significativo la nostra conoscenza della storia evolutiva dei PV e i nostri risultati hanno un grande potenziale per essere sfruttati nello sviluppo futuro dei vaccini per il PV». I progetti per il futuro includono l’identificazione di fattori determinanti sull’insorgere del cancro indotto da PV. Ciò sarà determinante per progettare gli interventi della sanità pubblica (tra cui gli screening e la vaccinazione) per ridurre l’infezione da PV oncogeno e quindi l’incidenza del cancro.

Parole chiave

ONCOGENEVOL, Papilloma virus (PV), evoluzione, cancro, genoma, oncogene, E5, E6, E7

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