Μηχανισμοί παθογένειας ιού ηπατίτιδας Γ: ρόλος ιϊκής πρωτεΐνης core+1

Abstract

Hepatitis C virus (HCV) was discovered in 1989 as the major causative agent of non-A, non-B hepatitis. It is an enveloped, single stranded, positive sense RNA virus and belongs to the family of Flaviviridae. Studies around the globe have identified seven major HCV genotypes and more than 100 different subtypes. It is estimated that more than 170 million people are infected worldwide, that covers about 3% of the world’s population. This virus establishes chronic infection in most acutely infected individuals, frequently leading to liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. The genome of HCV is 10-kb long encodes a single polyprotein that is proteolyticaly cleaved by cellular and viral proteases producing three structural (core, E1, and E2) and at least six non-structural (NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, and NS5B) proteins. In addition, several studies from independent laboratories have established the existence of another viral protein by definition that is expressed during the natural course of HCV infection. Originally this protein was found to be expressed from an alternate open reading frame (ORF) overlapping the core encoding region in the +1 frame of genotype 1a (designated as AFRP, F, or core+1/F protein). Work from Boulant et al showed that the core+1 protein was found to be expressed also in genotype 1b. In addition, a shorter form of the core+1 protein has been observed derived from internal translation initiation codons at positions 85/8. A smaller core+1/S protein and in the absence of these codons, the protein is still produced by an internal translation initiation site at codon 26. Another scientific group described another internal translation initiation codon at codon 26, though the resulting core+1 protein cannot be observed in the absence of codons 85/87. To a greater extent the true nature of the core+1 viral protein has not yet been determined, although it is believed that some of the functions attributed to the core protein may actually be due to the core+1 protein or to the combined effects of both proteins. In the present study we investigated the effect of the novel HCV core+1 protein on the transcriptional and translational regulation of several hepatic genes, such as the α-1 antitrypsin. We provide strong evidence that instead of having a modulatory effect on the α1-antitrypsin from core protein, being a transcription regulator, we observed such an effect from the novel core+1 protein. This effect is mediated through C/EBP, /a major transcription factor for liver. Furthermore we tried to generate transgenic mouse lines that will express independently HCV core and core+1 proteins, in order to observe any regulatory differences in the mouse hepatic cells.

Ο ιός της ηπατίτιδας Γ αποτελεί ένα από τα συχνότερα αίτια χρόνιας ηπατικής νόσου παγκοσμίως. Στην Ελλάδα ο επιπολασμός της χρόνιας λοίμωξης από τον ιό υπολογίζεται σε 1,5-2%. Αν και ελαττώθηκε η λοίμωξη μετά τα τέλη της δεκαετίας του 1980, παλαιότερα μη διαγνωσμένα περιστατικά αναμένεται να αυξήσουν σημαντικά τον αριθμό ασθενών με χρόνια λοίμωξη την επόμενη δεκαετία. Ο ιός της ηπατίτιδας Γ μεταδίδεται κυρίως παρεντερικά και η χρήση ενδοφλέβιων ναρκωτικών αποτελεί σήμερα το συχνότερο τρόπο διασποράς του. Η οξεία ιϊκή λοίμωξη είναι κυρίως ασυμπτωματική και μεταπίπτει σε χρόνια σε 60-80% των ασθενών. Άνω του 90% των ασθενών με χρόνια λοίμωξη αναπτύσσουν χρόνια ηπατίτιδα και ίνωση του ήπατος και σε ποσοστά 20-30% εμφανίζουν αυξημένο κίνδυνο κίρρωσης του ήπατος, ηπατική ανεπάρκεια, ή και ηπατοκυτταρικό καρκίνο εντός 20ετίας. Αντι-ιϊκή θεραπεία πεγκυλιωμένης ιντερφερόνης-άλφα και ριμπαβιρίνης βελτιώνει αποτελεσματικά τις ηπατικές βλάβες και αναστέλλει την εξέλιξη της χρόνιας ηπατίτιδας Γ σε κίρρωση και ηπατοκυτταρικό καρκίνο. Το γονιδίωμα του ιού της ηπατίτιδας Γ φέρει ένα κανονικό ανοιχτό και ένα εναλλακτικό +1 πλαίσιο ανάγνωσης, που κωδικοποιούν πολυπρωτεΐνη και πρωτεΐνη F ή ARFP ή core+1, αντίστοιχα. Το εναλλακτικό αυτό πλαίσιο ανάγνωσης +1 στερείται κωδικού έναρξης, υποδηλώνοντας ότι στην έκφρασή του εμπλέκονται ασυνήθιστοι μηχανισμοί μετάφρασης και συμμετέχει με αμινοξικά κατάλοιπα στην δημιουργία χιμαιρικών πρωτεϊνών με τμήματα καψιδιακής (core) πρωτεΐνης. Απόδειξη μετάφρασης της πρωτεΐνης core+1 σε φυσική μόλυνση με τον ιό έδωσε η ανίχνευση ειδικών αντισωμάτων έναντι επιτόπων core+1 σε ορρούς ασθενών με οξεία ή χρόνια λοίμωξη. Επίσης, το 2008 οι Vassilaki et al. έδειξαν ότι τα εναρκτήρια κωδικόνια 85 και 87 είναι συντηρημένα στους γονότυπους 1α και 1β του ιού με αποτέλεσμα η πρωτεΐνη core+1/S να είναι η επικρατέστερη core+1 μορφή. Στη παρούσα μελέτη διερευνήθηκαν μηχανισμοί παθογένειας του ιού της ηπατίτιδας Γ και ιδιαίτερα ο ρόλος των ιϊκών πρωτεινών core και core+1 στη ρύθμιση της μεταγραφικής ενεργότητας συγκεκριμένων υποκινητών ηπατικών γονιδίων, που αλληλεπιδρώντας με μεταγραφικούς παράγοντες του ξενιστή μπορεί να οδηγήσουν σε ηπατική βλάβη και καρκίνο. Επιπλέον, ένας άλλος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η δημιουργία διαγονιδιακών ποντικών που εκφράζουν ξεχωριστά τις πρωτεΐνες core και core+1 στο ήπαρ, ώστε να συγκριθεί η ογκογόνος δράση και η ρυθμιστική λειτουργία τους στα ηπατικά κύτταρα των πειραματοζώων in vivo.