Herpesvirukset ja immuunijärjestelmä

Transkriptio

1 Katsaus Anne Lehtonen ja Päivi M. Ojala Herpesvirukset ja immuunijärjestelmä virusperäisen syövän alkulähteillä Viruksen ja isännän yhteiselo synnyttää evoluutiopaineita molemmille osapuolille, jolloin virus voi nopeammalla muuntelukyvyllään sopeutua tehokkaammin uusiin olosuhteisiin. Kroonisia infektioita aiheuttavat virukset ovatkin mestareita sekä välttämään isännän immuunipuolustusta että manipuloimaan sitä omiin tarkoituksiinsa sopivaksi. Epstein Barrin virus ja ihmisen herpesvirus 8 ovat ihmisessä syöpää aiheuttavia herpesviruksia, joiden käyttämät väistömekanismit mahdollistavat ihmisen immuunijärjestelmän harhauttamisen ja infektion kroonistumisen. Immuunipuolustuksen manipulointi yhdessä viruksen koodittamien, solunjakautumista edistävien geenien kanssa voi johtaa syövän syntyyn infektoituneissa yksilöissä. Virusten käyttämien monipuolisten harhautuskeinojen tutkiminen ja perusteellinen ymmärtäminen mahdollistavat entistä tehokkaamman suojautumisen sekä täsmälääkkeiden kehittämisen. Duodecim 2006;122: V irusinfektio aiheuttaa evoluutiopainetta sekä virukselle, joka pyrkii tehokkaasti muodostamaan uusia viruspartikkeleita, että isännän immuunipuolustusjärjestelmälle, joka ensisijaisesti pyrkii eliminoimaan vieraan tunkeutujan. Useimmissa tapauksissa ihmisen immuunipuolustusjärjestelmä pystyy kukistamaan virusinfektion, vaikka viruksilla on useita erilaisia tapoja välttää isännän immuunivaste (Salmi 2000, Viljanen 2003). Joskus viruksen lopullinen häätäminen epäonnistuu ja infektio kroonistuu. Krooninen virusinfektio on edellytys syövän kehittymiselle, joka on pitkäkestoinen, viruksen ja isäntäsolun välisistä vuorovaikutuksista muodostuva prosessi ja vie monissa tapauksissa useita vuosia tai jopa vuosikymmeniä (Hyöty ym. 2000). Virusinfektiot ovat osatekijöinä %:ssa ihmisten syöpätapauksista (Auvinen ja Vaheri 2003). Joissakin syövissä, kuten maksa- ja kohdunkaulasyövässä, virusinfektio on jopa pääasiallinen solumuutosten aikaansaaja. Virukset voivat aiheuttaa syöpää useilla eri tavoilla. Onkogeenisten retrovirusten (RNA-viruksia) genomissa on isäntäsoluista peräisin olevia onkogeenejä (v onkogeenejä), joiden toiminta on tyypillisesti joko muuttunut tai vahvistunut alkuperäisiin geeneihin verrattuna. Näiden onkogeenien ilmentyminen johtaa infektoituneiden solujen transformoitumiseen. Lisäksi retrovirukset saattavat genomiin integroituessaan aktivoida solun oman kasvua säätelevän proto-onkogeenin toimimaan normaalista poikkeavalla tavalla. Muista RNA-viruksista ihmisillä aiheuttavat syöpää hepatiitti C -virus (flavivirus) ja ihmisen T-lymfotrooppinen virus eli HTLV-1 (retrovirus), tosin vasta käänteiskopioinnin jälkeen DNAmuodossa. DNA-virukset aiheuttavat solujen transformaation kullekin virukselle tyypillisillä mekanismeilla. DNA-viruksista syöpää aiheuttavia ovat papilloomaviruksen (papovavirus) tietyt genotyypit, B-hepatiittivirus (hepadnavirus) sekä herpesvirukset Epstein Barrin virus (EBV) ja ihmisen herpesvirus 8 (Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus, KSHV). 1759

2 Tässä katsauksessa tarkastelemme kahta ihmisessä syöpää aiheuttavaa herpesvirusta, EBV:tä ja KSHV:aa. Herpesvirustutkimus tarjoaa mahdollisuuden tarkastella viruksen ja isäntäsolun pitkäkestoisia vuorovaikutuksia, sillä tyypillisesti nämä virukset jäävät primaari-infektion jälkeen piilevinä eli latentteina elimistöön. Latenttia infektiota sinänsä voidaan pitää erittäin tehokkaana immuunipuolustuksen väistömekanismina ja viruksen henkiinjäämisstrategiana. Latenssivaiheessa viruksen DNA:n kahdentuminen tapahtuu isäntäkromosomien yhteydessä ja viruksen omien geenien ilmentyminen on vähäistä, mikä minimoi virusantigeenien esittelyn immuunijärjestelmän soluille. Latenssissa ilmentyvät virusgeenit edistävät solunjakautumista mm. välttämällä ja muuntelemalla solusyklin säätelymekanismeja (Järviluoma ym. 2004, Sarek ym. 2006). Näyttää ilmeiseltä, että nämä herpesvirukset ovat rosvonneet isäntäsoluistaan monia soluproliferaatiossa ja immuunipuolustuksen välttämisessä tarpeellisia geenejä. Gammaherpesvirukset EBV JA KSHV Mitä suurempi virus on genomiltaan, sitä monimuotoisemmat ovat yleensä ne mekanismit, joiden avulla virus osaa väistää isännän immuunipuolustuksen. Mielenkiintoista onkin, että isot DNA-virukset (esim. herpes- ja rokkovirukset) näyttävät evoluutionsa aikana oppineen solu- ja immuunibiologiasta enemmän kuin tiedemiehet tutkimuksissaan. EBV ja KSHV kuuluvat gammaherpesviruksiin, joiden suuret DNA-genomit ( emästä) sisältävät lähes sata geeniä. Virusten omien rakenne- ja säätelygeenien lisäksi genomeissa on useita geenejä, jotka ovat hyvin samankaltaisia solun omien immuunivasteen toimintaa ja solujen kasvua säätelevien geenien kanssa. Erityisesti KSHV:n genomissa on poikkeuksellinen määrä tällaisia geenejä. Myös EBV:llä on tällaisia geenejä, mutta tyypillisesti se myös manipuloi solun kasvua tai immuunipuolustusta vaikuttamalla vastaavien isäntäsolun omien geenien ilmentymiseen. Kumpikin tapa johtaa geenien epänormaaliin ilmentymiseen infektoituneessa solussa. Eri herpesvirukset pesiytyvät elimistömme tiettyihin solutyyppeihin piilevinä, minkä seurauksena niiden aiheuttamat syövätkin kehittyvät eri kudoksiin. EBV pystyy aiheuttamaan B-solujen immortalisaation, mikä altistaa nämä solut lisämuutoksille. Tunnetuin näistä on c myc-onkogeenin ja immunoglobuliinigeenilokuksen välinen translokaatio. Tämä muutos on leimallinen ilmiö Burkittin lymfoomille. Sen lisäksi EBV-infektio liittyy Hodgkinin tautiin, nenänielukarsinoomaan, mahasyöpään ja immuunipuutteisten potilaiden lymfoomiin. KSHV-infektio taas yhdistetään Kaposin sarkooman ja primaarisen effuusiolymfooman syntymiseen. Myös osaan multisentrisen Castlemanin taudin tapauksista liittyy KSHV-infektio. Se ei altista soluja merkittäville kromosomimuutoksille mutta aiheuttaa isännältä kaappaamiensa geenien välityksellä häiriöitä useisiin solun signaalireitteihin (Ojala ym. 2000). Strategiat, joita gammaherpesvirukset käyttävät immuunijärjestelmän välttämiseen, mahdollistavat ihmisen immuunijärjestelmän harhauttamisen (kuva 1 ja taulukko 1) ja latenssin muodostumisen, ja ne liittyvät joissakin yksilöissä syövän kehittymiseen. Nämä mekanismit voidaan karkeasti jakaa kahteen ryhmään: immuunijärjestelmän liukoisten välittäjien häirintä (komplementti, interferonisysteemi ja sytokiiniverkosto) ja soluvälitteisen immuunivasteen heikentäminen (tappaja-t-solut ja luonnolliset tappajasolut eli NK-solut). Sytokiiniverkoston häirintä Vaikutukset interferonisysteemiin. Viruksen infektoimat solut tuottavat tyypin I interferonia (-α / β), joka aikaansaa ympäröivissä soluissa ns. antiviraalisen tilan. Solut ovat tällöin jo valmiiksi virittyneet kohtaamaan viruksen ja sen leviäminen elimistössä hidastuu, kunnes virusspesifinen immuunivaste aktivoituu. Interferonigeenien ilmentymistä säätelevät mm. solujen IRF-geeninsäätelytekijät (interferon regulatory factors). KSHV:n genomissa on neljä viruksen omaa IRF-geeniä (virf), jotka ovat samankaltaisia solujen IRF-geenien kanssa (Means ym A. Lehtonen ja P. M. Ojala

3 vccl Komplementin aktivaatio vflip Sytokromi C vbcl-2 Kaspaasi 9 Apoptoosi Proteiinisynteesi Prokaspaasi 8 Kaspaasi 8 5 Solun kemokiinireseptori G-proteiinivälitteinen signalointi mrna:n stabiilius (ARE)n-3 TTP Kaposiini B vgpcr K1 Signaalireittien aktivaatio 5 5 Lähetti-RNA KSHV-miRNA-koodausalue KCP 3 KSHV-miRNAt 3 virf3 Interferonireseptori PKR MHC I -proteiinin hajotus MIR2 MIR1 MHC I cirf virf KSHV-DNA Transkriptio solun DNA Tuma Kuva 1. Mekanismit, joilla ihmisen herpesvirus 8 (KSHV) välttää immuunivasteen. Viruksen geenituotteet kaposiini B, MIR1, MIR2, vbcl-2, vccl, vflip, virf, virf3, K1, KCP ja vgpcr sekä mirnat on kuvattu oranssilla. Näiden proteiinien vaikutuskohteet ja mekanismit on kuvattu tekstissä. Lyhenteet: ARE = AU:ta runsaasti sisältävä emästoistojakso, TTP = tristetraproliiniproteiini, vflip = viral Flice/caspase-8 inhibitory protein, KCP = Kaposi complement control protein, vgpcr = viral G-protein coupled receptor, MHC = major histocompatibility complex, MIR = modulator of immune recognition, vbcl-2 = viral B-cell lymphoma-2 protein, K1 = open reading frame k1, PKR = proteiinikinaasi R, vccl = viruksen CC-kemokiiniligandi, virf = viruksen interferonisäätelytekijä, cirf = solun interferonisäätelytekijä Taulukko. Mekanismit, joilla Epstein Barrin virus (EBV) välttää immuunivasteen. EBV:n geeni Vaikutuskohde Vaikutusmekanismi EBER-RNA:t EBNA-1 LMP-1 vil-10 (BCRF1) mirna:t BFHR1, BALF1 Apoptoosin estäminen Proteiinisynteesin ylläpito Solun IL-10-geenin ilmentymisen lisäys Antigeenin esittely luokan I HLA-molekyylin yhteydessä, tappaja-t-soluvasteen estäminen Apoptoosin estäminen Solunsisäinen signalointi (tuumorinekroositekijän jatkuvasti aktiivinen reseptorihomologi) Immuunijärjestelmä Solun lähetti-rna:t Apoptoosin estäminen Interferonivaikutuksen välttäminen estämälllä PKR-kinaasin toiminta Vaimentaa immuunivasteen Proteiini sisältää aminohappotoistoja, jotka estävät sen prosessoinnin peptideiksi Lisää solun Bcl-2- ja A20-proteiinien ilmentymistä Voimistunut solunsisäinen signalointi; esim. sytokiinigeenien lisääntynyt ilmentyminen Vaimentaa immuunivasteen Estävät puolustukseen osallistuvien ja sytokiiniproteiinien translaation Bcl-2-proteiinin homologi Herpesvirukset ja immuunijärjestelmä virusperäisen syövän alkulähteillä 1761

4 2002, Moore ja Chang 2003). virf-proteiinien on todettu estävän solujen IRF-proteiinien toimintaa sitoutumalla niihin tai geenien ilmentymisessä tarpeellisiin yleisiin tekijöihin. Lisäksi KSHV:n lyyttisen syklin pääsäätelijäproteiini RTA ja ORF45-proteiini vaikuttavat solun tyypin I interferonien ilmentymistä säätelevään IRF7-proteiiniin. Häirinnän tulos on sama: α/β:n tuotto vähenee merkittävästi. EBV:n proteiinia koodaamattomat, latentit EBER-RNA:t sitoutuvat kaksijuosteisen RNA:n aktivoimaan proteiinikinaasi R:ään (PKR), joka on -vaikutuksen keskeinen välittäjä solussa (Takada ja Nanbo 2001). Tämän kinaasin tehtävä infektoituneessa solussa on estää välillisesti proteiinisynteesi, jolloin virusproteiinien tuottaminen ja infektiosyklin jatkuminen estyvät. EBER-RNA:t estävät PKR-kinaasin toiminnan ja proteiinien myös virusproteiinien tuottaminen jatkuu normaalisti. Viruskemokiinit ja -sytokiinit. EBV:llä ja KSHV:lla on myös sytokiineja ja kemokiineja koodaavia geenejä (vccl). KSHV:n kemokiinit kilpailevat isäntäsolujen tuottamien kemokiinien kanssa reseptorien sitoutumispaikoista sillä erotuksella, että viruskemokiinien sitoutuminen ei saa aikaan signalointia kohdesolussa (Means ym. 2002, Moore ja Chang 2003). Näin isännän kemokiinien toiminta, esimerkiksi soluvälitteistä immuniteettia edistävien Th1-auttaja-T-solujen houkuttelu, estyy. Toisaalta viruskemokiinit houkuttelevat infektiopaikalle Th2-auttaja-T-soluja, jotka voimistavat vasta-ainevälitteistä immuunivastetta, ja säätelijä-t-soluja, jotka vaimentavat immuunivasteen syntymistä. Tällöin viruksen infektoimat solut säästyvät tappaja- T-solujen hyökkäykseltä. EBV:n EBER-RNA:t saavat aikaan isännän IL-10-geenin ilmentymisen (Takada ja Nanbo 2001). IL-10 toimii antiinflammatorisesti vaimentaen immuunivastetta ja muiden sytokiinien vaikutuksia. IL-10 toimii myös autokriinisena kasvutekijänä Burkittin lymfooman soluille (Kitagawa ym. 2000). Tämän lisäksi EBV:n genomissa on reservissä vil- 10-geeni, jonka koodaama proteiini toimii kuten isännän IL-10. KSHV:n tuottamalla :lla on myös tärkeä rooli immuniteetin väistämisessä (kuva 2) (Chatterjee ym. 2002). Solun oma IL-6 on B- solujen kasvu- ja erilaistumistekijä, joka käyttää solureseptorinaan spesifisesti IL-6:ta sitovaa proteiinia (IL-6R). Tämä toimii yhdessä - proteiinin kanssa, joka huolehtii signaalin välittymisestä solun sisälle. -α vähentää IL-6:ta sitovan reseptoriproteiinin ilmentymistä solun pinnalla mutta saa toisaalta aikaan :n ilmentymisen. puolestaan itse estää -α:n toimintaa vaikuttamalla -signaalin välittymiseen soluissa ja kohdegeenien ilmentymiseen (negatiivinen takaisinkytkentä) (kuva 2). Lisäksi, toisin kuin solun oma IL-6, pystyy käyttämään reseptorinaan pelkkää -proteiinia eikä näin ole herkkä -vaikutukselle. lisää myös endoteelikasvutekijän (VEGF) ilmentymistä ja uusien verisuonten muodostumista (Aoki ym. 1999). Tämä mekanismi lienee tärkeä endoteeliperäisen verisuonikasvaimen Kaposin sarkooman patogeneesissä. VEGF-tekijän säätelyn kautta toimii myös KSHV:n kemokiinireseptori vgpcr, joka on solun oman IL-8- reseptorin jatkuvasti aktiivinen, solujen kasvua lisäävä muunnos (Hengge ym. 2002, Means ym. 2002). KSHV:n solun pinnalla ilmentyvät reseptoriproteiinit, kuten K1, aikaansaavat monien sytokiinigeenien ilmentymisen (Lee ym. 2005), mikä onkin Kaposin sarkooman patogeneesille tyypillinen piirre. Kyseisten kasvainten on todettu erittävän varsinaista sytokiinicocktailia ympäristöönsä (Wang ja Boshoff 2005). Vaikutus sytokiini-lähetti-rna:n stabiiliuteen. Sytokiinien lähetti-rna:t sisältävät usein proteiinia koodaamattomalla alueella runsaasti AU:ta sisältävän emäsjakson (ARE), joka toimii solussa merkkinä lähetin nopealle hajottamiselle. Tämä on eräs tapa säädellä tehokkaasti sytokiinivastetta ja pyrkiä estämään liian voimakas ja todennäköisesti haitallinen puolustusreaktio. Uusimmat tutkimukset osoittavat, että KSHV:n latentisti ilmentyvä kaposiini B proteiini kuitenkin stabiloi epäsuorasti sytokiinien lähetti- RNA:ita saaden näin aikaan sytokiinien lisääntyneen ilmentymisen infektoituneissa soluissa (McCormick ja Ganem 2005). Nämä sytokiinit voivat toimia auto- ja parakriinisesti sekä voimistaa Kaposin sarkooman kasvua A. Lehtonen ja P. M. Ojala

5 AR2 AR1 AR1 AR2 IL-6 IL-6R IL-6R Tyypin 1 AR2 AR1 AR1 AR2 IL-6 IL-6R IL-6R AR2 AR1 AR1 AR2 Ras/MAPKja Jak/Stat-signalointi Solun aktivaatio KSHV + Ras/MAPKja Jak/Stat-signalointi Solun aktivaatio vaikutus vaikutus Ras/MAPKja Jak/Stat-signalointi Solun aktivaatio Geeniaktivaatio Normaali B-solu KSHV:n infektoima B-solu KSHV:n infektoima B-solu Kuva 2. Ihmisen herpesvirus 8 (Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus, KSHV) -infektion vaikutukset interleukiini 6 -signalointiin. Lyhenteet: MAPK = mitogen-activated protein kinase, Stat = signal transducer and activator of transcription, Jak = Janus-kinaasi, = glykoproteiini 130, = interferoni, AR1 = alfainterferonireseptori 1, AR2 = alfainterferonireseptori 2, IL-6 = interleukiini 6, il-6r = interleukiini 6 -reseptori, vil-6 = viruksen interleukiini 6 Komplementti KSHV pystyy vaikuttamaan myös komplementtisysteemin (Jarva ja Meri 2000) toimintaan. Sen KCP/kaposica-proteiini muistuttaa solujen omia komplementtia sääteleviä proteiineja, joiden tehtävä on rajoittaa komplementin väärää aktivaatiota solujen pinnalla (Mullick ym. 2003, Spiller ym. 2003). Gammaherpesinfektion eläinmallissa komplementtisysteemin häirintä on edistänyt akuutin infektion etenemistä ja latentin infektion syntyä (Kapadia ym. 2002). Apoptoosin esto Ohjelmoitunut solukuolema eli apoptoosi on B- ja T-solujen käyttämä normaali mekanismi infektoituneiden solujen tuhoamiseen ilman tulehdusvaikutusta. Gammaherpesvirukset ovat kuitenkin varustautuneet myös tämän puolustusmekanismin varalle. Latentin KSHV-infektion aikana solussa ilmentyy viruksen vflip-geeni, ja tämän on osoitettu johtavan NF-κB-signaalivälitysreitin lisääntyneeseen toimintaan, joka puolestaan auttaa infektoituneita soluja säilymään hengissä (Moore ja Chang 2003). Myös KSHV:n IRF-homologin virf3:n on havaittu estävän -vasteen aiheuttamaa apoptoosia (Esteban ym. 2003). Tyypin I interferonien aikaansaamaa apoptoosia välittää interferonisysteemin häirinnän yhteydessä edellä mainittu PKR-kinaasi. Samaa mekanismia käyttää myös EBV, jonka EBER-RNA:t estävät PKR:n toimintaa ja PKR-välitteistä apoptoosia infektoituneissa soluissa. Sekä EBV että KSHV koodaavat myös omia versioitaan solun apoptoosia estävästä Bcl- 2-proteiinista (EBV:n BFHR1 ja BALF1 sekä KSHV:n vbcl-2) (Moore ja Chang 2003, Young ja Rickinson 2004), ja EBV:n LMP1 lisää vielä solun omien antiapoptoottisten proteiinien (Bcl-2, A20) ilmentymistä (Young ja Rickinson 2004). LMP1-proteiini on tuumorinekroositekijäperheen reseptoreita muistuttava jatkuvasti aktiivinen muunnos. Se aktivoi solussa monia signaalireittejä, mikä johtaa edelleen esimerkiksi sytokiinigeenien ilmentymiseen. Soluvälitteisen immuunivasteen heikentäminen NK-solujen ja tappaja-t-solujen toiminnan esto. KSHV kuten monet ei-syöpäviruksetkin, kykenee säätelemään antigeenin esittelyyn ja solujen tunnistukseen osallistuvien proteiinien ilmentymistä infektoimiensa solujen pinnalla (Früh Herpesvirukset ja immuunijärjestelmä virusperäisen syövän alkulähteillä 1763

6 ym. 2002). Viruksen MIR1- ja MIR2-proteiinit poistavat luokan I HLA-molekyylit nopeasti solun pinnalta, jolloin tappaja-t-solut eivät ehdi tunnistaa virusantigeeneja ja infektoituneet solut säästyvät tuhoamiselta (Tomescu ym. 2003, Cadwell ja Coscoy 2005). Luokan I HLA-molekyylien poisto solun pinnalta kuitenkin altistaa solut NK-solujen tunnistukselle ja tuhoamiselle. KSHV osaa välttää myös NK-solut: B-solumallissa havaittiin, että infektoituneiden solujen pinnalla on vähemmän NK-solujen tarttumiselle ja kohdesolun tuhoamiselle tärkeitä ICAM-1- ja B7-2-proteiineja (Ishido ym. 2000). EBV:n EBNA-1-proteiini sisältää aminohappotoistojaksoja, jotka estävät sen hajottamisen solussa ja esittelyn luokan I HLA-molekyylien yhteydessä, jolloin tappaja-t-soluvastetta tätä proteiinia kohtaan ei synny lainkaan (Young ja Rickinson 2004). Mikro-RNA:t Gammaherpesviruksilta on löydetty tutkimuksen nykyisiä lempilapsia mikro-rna:ita (mirna) (Pfeffer ym. 2004, 2005). Ne ovat lyhyitä RNA-molekyylejä, jotka ovat komplementaarisia solun lähetti-rna:iden 3 -pään ei-transloituville sekvensseille (3 UTR). Ne tunnistavat spesifisesti kohteinaan olevat lähetti- RNA:t ja useimmissa tapauksissa estävät näiden koodaamien proteiinien tuoton (Immonen ja Sariola 2002). Virusten mirnapätkien kohteiden selvittäminen on vasta alullaan, mutta niiden on ennustettu olevan puolustusmolekyylejä koodaavia lähetti-rna:ita, jolloin vastaavia proteiineja ei infektoituneissa soluissa syntyisi lainkaan. Virusten mirna:ita ilmentyy runsaasti myös latenssivaiheessa, joten niillä lienee tärkeä säätelytehtävä viruksen ja isäntäsolun vuorovaikutuksessa. Kliininen merkitys Suurin osa (90 95 %) nuorista aikuisista on saanut EBV-tartunnan elämänsä jossain vaiheessa. Varhaisessa lapsuudessa sairastettu infektio on usein oireeton, kun taas nuoruusiällä (15 25-vuotiailla) EBV-infektio aiheuttaa tyypillisesti mononukleoosin. KSHV-infektion ja Kaposin sarkooman kliininen merkitys kasvoi huomattavasti 1980-luvun alussa AIDS-epidemian myötä. KSHV:n levinneisyys vaihtelee vasta-ainemääritysten perusteella eri puolilla maailmaa siten, että kehittyneissä maissa se on hyvin pieni, kun taas esimerkiksi Etelä-Afrikan mustassa HIV-positiivisessa väestössä se voi olla jopa %. AIDSiin liittyvä Kaposin sarkooma onkin yleisin lapsuusiän syöpätauti Saharan eteläpuolisessa Afrikassa. KSHV:n ja EBV:n kliininen merkitys on huomattava myös yhä yleisempien elinsiirtojen yhteydessä, etenkin alueilla, joilla KSHV:n seroprevalenssi on suuri myös HIV-1-negatiivisessa väestössä (Italian eteläosat, Turkki ja Saudi-Arabia). EBV:n ja KSHV:n kyky välttää ihmisen immuunisysteemiä on edellytys latentin infektion syntymiselle, mikä myötävaikuttaa solujen y d i n a s i a t Herpesviruksiin kuuluvat Epstein Barrin virus (EBV) ja ihmisen herpesvirus 8 (KSHV) harhauttavat immuunivastettamme immuniteettia ja solunjakautumista säätelevillä geeneillä, jotka ne ovat ryöstäneet perimästämme ja joita ne edelleen tarpeen mukaan muokkaavat. Kasvainvirukset KSHV ja EBV manipuloivat immuunijärjestelmän kaikkia alueita (luonnollista ja adaptiivista immuniteettia sekä sytokiinisignalointia) kroonisen infektion aikaansaamiseksi. Immunosuppression yleistyessä mm. elinsiirtojen myötä KSHV:n ja EBV:n aiheuttamien syöpien määrä kasvaa. KSHV:n ja EBV-infektioiden merkityksen lisääntyessä kiinnostus latenttia infektiota vastaan kohdistuvien lääkkeiden ja rokotteiden kehittelyyn kasvaa A. Lehtonen ja P. M. Ojala

7 kasvupotentiaalin muuttumiseen ja syövän kehittymiseen alttiissa isännissä. Yleisesti käytössä olevat viruslääkkeet vaikuttavat estämällä herpesvirusten DNA-polymeraasin toimintaa. Polymeraasi on kuitenkin aktiivinen vain uusia viruksia tuottavan lyyttisen infektiosyklin aikana, eikä nykyisistä lääkkeistä ole apua latentin infektion poistamisessa. Latentin virusinfektion hoito onkin erittäin tärkeää, jos potilaalla on diagnosoitu HIV-infektio tai hänelle on tehty elinsiirto. Näiden immuunisuppressoitujen potilaiden kohdalla syöpäriski on suurempi, koska näissä tapauksissa sekä vanhat latentit EBV- ja KSHV-infektiot (potilaan omat ja siirteestä peräisin olevat) että uudet infektiot muodostavat riskin. Virusten aktivoituessa seurauksena voi olla nopeasti etenevä ja usein myös hyvin pahanlaatuinen B-solulymfooma, lymfoproliferatiivinen tauti tai Kaposin sarkooma. Latentisti ilmentyvien virusproteiinien ja solun signaalireittien välisten molekyylivuorovaikutusten tunteminen on tärkeää, jotta voidaan kehittää uusia latenttiin infektioon tehoavia täsmälääkkeitä ja näin estää tehokkaasti EBV:n ja KSHV:n aiheuttamien kasvainten kehittyminen. Lupaavia tuloksia on saavutettu esimerkiksi eräillä kemiallisilla yhdisteillä (esim. glykyrritsiinihapolla, joka on lakritsin ainesosa) (Curreli ym. 2005) sekä RNA-interferenssitekniikalla. Jälkimmäisellä saatiin parannettua hiireen siirrettyjen PEL-solujen aiheuttama lymfooma kun KSHV:n v-sykliini- ja vflip-geenit tehtiin toiminnattomiksi virusvektorin avulla (Godfrey ym. 2005). Rokote voisi ehkäistä KSHV:n aiheuttaman syövän kehittymisen kokonaan estämällä infektion kroonistumisen (kuten hepatiitti B rokote), mutta rokotetta ei ole kehitteillä. EBV:n osalta erilaisia rokotekokeiluja on jo käynnissä. Niissä pyritään kehittämään lähinnä immunoterapeuttisia syöpärokotteita, joilla voimistetaan T-soluvastetta EBV:n infektoimia syöpäsoluja kohtaan hoidettaessa nenänielukarsinoomaa tai Hodgkinin tautia. Lopuksi Olemme lähes jokainen sairastaneet EBV-infektion todennäköisesti jo lapsuudessa tai teiniiässä, minkä seurauksena virus on jäänyt pysyvästi elimistöömme. Immuunijärjestelmältään normaalille henkilölle ei aiheudu tästä kasvanutta syöpävaaraa. KSHV-infektiot, toisin kuin EBV-infektiot, ovat Suomessa hyvin harvinaisia. Niiden osalta on kuitenkin hyvä muistaa, että globalisoituneessa maailmassa ihmiset matkustavat yhä enemmän ja siten myös aiemmin harvinaisten virusten leviäminen nopeutuu. Erityisesti elinsiirtojen määrän kasvun myötä näiden virusten merkitys syöpien aiheuttajina saattaa lisääntyä myös Suomessa. KSHV:n ja EBV:n tutkimus on vienyt täsmälääkkeiden ja -rokotteiden kehittämistä nopeasti eteenpäin ja antanut samalla arvokasta tietoa näiden virusten ja immuunijärjestelmän välisistä vuorovaikutuksista sekä syövän syntymisen ensivaiheista. Kirjallisuutta Aoki Y, Jaffe ES, Chang Y, ym. Angiogenesis and hematopoiesis induced by Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus-encoded interleukin-6. Blood 1999;93: Auvinen E, Vaheri A. Kasvainvirukset. Kirjassa: Huovinen P, Meri S, Peltola H, Vaara M, Vaheri A, Valtonen V, toim. Mikrobiologia ja infektiosairaudet. Jyväskylä: Kustannus Oy Duodecim, 2003, s Cadwell K, Coscoy L. Ubiquitination on nonlysine residues by a viral E3 ubiquitin ligase. Science 2005;309: Chatterjee M, Osborne J, Bestetti G, Chang Y, Moore PS. Viral IL-6-induced cell proliferation and immune evasion of interferon activity. Science 2002;298: Curreli F, Friedman-Kien AE, Flore O. Glycyrrhizic acid alters Kaposi sarcoma-associated herpesvirus latency, triggering p53- mediated apoptosis in transformed B lymphocytes. J Clin Invest 2005;115: Esteban M, García MA, Domingo-Gil E, Arroyo J, Nombela C, Rivas C. The latency protein LANA2 from Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus inhibits apoptosis induced by dsrna-activated protein kinase but not Rnase L activation. J Gen Virol 2003;84: Früh K, Bartee E, Gouveia K, Mansouri M. Immune evasion by a novel family of viral PHD/LAP-finger proteins of gamma-2 herpesviruses and poxviruses. Virus Res 2002;88: Godfrey A, Anderson J, Papanastasiou A, Takeuchi Y, Boshoff C. Inhibiting primary effusion lymphoma by lentiviral vectors encoding short hairpin RNA. Blood 2005;105: Hengge U, Ruzicka T, Tyring SK, ym. Update on Kaposi s sarcoma and other HHV8 associated diseases. Part 2: pathogenesis, Castleman s disease, and pleural effusion lyphoma. Lancet Infect Dis 2002;2: Hyöty H, Lehtinen M, Roivainen M. Virusinfektioiden myöhäisvaikutukset. Duodecim 2000;116: Immonen T, Sariola H. Mikro-RNA:t uusi tapa säädellä proteiinien tuottoa. Duodecim 2002;118: Ishido S, Choi JK, Lee BS, ym. Inhibition of natural killer cell-mediated cytotoxicity by Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus K5 protein. Immunity 2000;13: Jarva H, Meri S. Kliinisesti merkittävät komplementtipuutokset. Duodecim 2000;116: Herpesvirukset ja immuunijärjestelmä virusperäisen syövän alkulähteillä 1765

8 Järviluoma A, Koopal S, Räsänen S, Mäkelä TP, Ojala PM. KSHV viral cyclin binds to p27kip1 in primary effusion lymphomas. Blood 2004;104: Kapadia SB, Levine B, Speck SH, Virgin IV HW. Critical role of complement and viral evasion of complement in acute, persistent, and latent γ-herpesvirus infection. Immunity 2002;17: Kitagawa N, Goto M, Kurozumi K, ym. Epstein-Barr virus-encoded poly(a) - RNA supports Burkitt s lymphoma growth through interleukin-10 induction. EMBO J 2000;19: Lee BS, Lee SH, Feng P, Chang H, Cho NH, Jung JU. Characterization of the Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus K1 signalosome. J Virol 2005;79: McCormick C, Ganem D. The kaposin B protein of HHV-8 activates the p38/mk2 pathway and stabilizes cytokine mrnas. Science 2005;307: Means RE, Choi JK, Nakamura H, Chung YH, Ishido S, Jung JU. Immune evasion strategies of Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus. Curr Top Microbiol Immunol 2002;269: Moore PS, Chang Y. Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus immunoevasion and tumorigenesis: Two sides of the same coin? Ann Rev Microbiol 2003;57: Mullick J, Bernet J, Singh AK, Lambris JD, Sah A. Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus human herpesvirus 8) open reading frame 4 protein (kaposica) is a functional homolog of complement control proteins. J Virol 2003;77: Ojala PM, Yamamoto K, Castanos-Velez E, Biberfeld P, Korsmeyer SJ, Mäkelä TP. The apoptotic v-cyclin-cdk6 complex phosphorylates and inactivates Bcl-2. Nat Cell Biol 2000;2: Pfeffer S, Zavolan M, Grässer FA, ym. Identification of virus-encoded micrornas. Science 2004;304: Pfeffer S, Sewer A, Lagos-Quintana M, ym. Identification of micrornas of the herpesvirus family. Nat Methods 2005;2: Salmi A. Miten virukset välttävät isännän puolustuksen? Duodecim 2000; 116: Sarek G, Järviluoma A, Ojala PM. KSHV viral cyclin inactivates p27k1p1 trough Ser10 and Thr187 phosphorylation in proliferating effusion lymphomas. Blood 2006;107: Spiller OB, Robinson M, O Donnell E, ym. Complement regulation by Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus ORF4 protein. J Virol 2003;77: Takada K, Nanbo A. The role of EBERs in oncogenesis. Semin Cancer Biol 2001;11: Tomescu C, Law WK, Kedes DH. Surface downregulation of major histocompatibility complex class I, PE-CAM, and ICAM-1 following de novo infection of endothelial cells with Kaposi s sarcoma-associated herpesvirus. J Virol 2003;77: Viljanen MK. Immuunijärjestelmän huijaajien uusimmat metkut. Duodecim 2003;119: Wang HW, Boshoff C. Linking Kaposi virus to cancer-assosiated cytokines. Trends Mol Med 2005;11: Young LS, Rickinson AB. Epstein-Barr virus: 40 years on. Nat Rev Cancer 2004;4: Anne Lehtonen, FT, tutkija anne.lehtonen@helsinki.fi Päivi M. Ojala, dosentti, akatemiatutkija Molekyyli- ja syöpäbiologian tutkimusohjelma Biolääketieteen laitos, Helsingin yliopisto, PL 63, Helsingin yliopisto