Il Laboratorio di Virologia conduce fin dal 1985  studi sulla trasformazione e sulla  progressione neoplastica indotte da papillomavirus (HPV) ed ha fornito utili contributi applicabili alla clinica.

I papillomavirus sono piccoli virus contenenti DNA che hanno come ospite sia l’uomo che gli animali. I differenti tipi sono strettamente legati alla specie (specie specifici) ed anche legati al tipo di tessuto interessato (tessuto specifici), cosi, ad esempio, il papillomavirus bovino non si replica in altri animali ed il papillomavirus umano a localizzazione cutanea (es. HPV8) non si ritrova nelle mucose (cervice uterina, cavo orofaringeo).
Alcuni di questi virus producono lesioni benigne sia nell’animale che nell’uomo sotto forma di verruche o condilomi. Un numero ancora più ristretto è in grado di indurre tumori nell’uomo. Questi virus producono delle proteine che interagendo con quelle di una cellula normale possono, in alcuni casi, trasformarla in una cellula neoplastica. Queste proteine sono prodotte da geni che per la loro capacita’ di trasformare le cellule sono chiamati oncogeni. Nel Laboratorio vengono anche studiati altri aspetti della biologia di questi virus, la cui comprensione è alla base di nuove procedure diagnostiche e terapeutiche.

Tra i principali risultati raggiunti :

- Individuazione di HPV nei linfonodi drenanti il tumore come indice di invasività

- Test diagnostico per la tipizzazione degli HPV (Strip-test). La base concettuale di questo test è stata sviluppata in kit diagnostici attualmente commercializzati da varie ditte.

- Produzione di un vaccino terapeutico “adiuvato” contro l’HPV 16 in specie vegetali (Brevetto nazionale ed internazionale in comproprietà con l’ISS e l’ENEA)

- Produzione di un vaccino proteico ad azione terapeutica in collaborazione con ENEA e Fraunhfer Institute (USA)

- Produzione di un vaccino terapeutico a DNA contro i tumori associati all’HPV16

Dr. Federico De Marco  Medico demarco@ifo.it
Tel. 06 52662520-1

Sig. Silvio Flamini

Sig. Antonio Muller

Sig. Sabatino Petrelli

Nuove strategie diagnostiche ed individuazione di markers prognostici
Definizione dell’indice di rischio associato a diversi aspetti biologici dell’infezione da HPV.
Individuazione di papillomavirus in tumori umani a localizzazione genitale ed extragenitale ( testa-collo, cute, vescica) ed in tumori di altre specie animali. Da notare che pochissimi studi sono stati fatti per evidenziare il coinvolgimento di virus animali nei tumori umani, questi virus potrebbero non replicarsi nell’uomo ma essere in grado di sintetizzare proteine capaci di stimolare la crescita cellulare

Principali risultati ottenuti:

1) Messa a punto di tests per una rapida diagnosi di HPV;

2) Determinazione della carica virale e dello stato d’integrazione dell’ HPV in lesioni precancerose e tumori;

3) Tests per la valutazione dell’espressione dei geni virali in prelievi bioptici di diverse sedi anatomiche.

4) Microchips per la tipizzazione degli HPV

Nuove strategie terapeutiche delle infezioni da HPV e dei tumori da esse derivati:
Vaccinazione a DNA, profilattica e terapeutica, contro gli HPV..
Preparazione di vaccini in specie vegetali per la terapia dei tumori associati agli HPV
Studio in vivo ed in vitro dell’assetto recettoriale e dell’espressione dell’ Endotelina 1 (ET-1) nei carcinomi della cervice.

Principali Risultati ottenuti:

1) Realizzazione di vettori per la vaccinazione terapeutica contro i carcinomi associati all’ HPV tipo 16

2) Realizzazione di un modello sperimentale nel topo con sviluppo di tumori  indotti da cellule tumorali ingegnerizzate ad esprimere la proteina oncogena E7 dell’HPV16.

3) Realizzazione di un vaccino “adiuvato” anti-HPV16 in piante di tabacco mediante vettori di espressione costituiti da virus vegetali ricombinanti.

4) Piante transgeniche per le proteine degli HPV.

5)  Vaccinazione sperimentale a DNA di bovini contro il carcinoma della vescica associato ad infezione da parte di Papillomavirus.

6) Dimostrazione dell’attività favorente la crescita di ET-1 in cellule tumorali e suo potenziamento in cellule trasformate da HPV;

7) Terapia di alcuni tumori sperimentali del topo, derivanti da cellule di carcinoma della cervice uterina, con antagonisti specifici per l’ET-1. Messa a punto di schemi di posologia e somministrazione di antagonisti selettivi e non per i recettori A e B dell’ET-1.

8) Vaccini genetici di fusione fra oncogeni virali e proteine di derivazione vegetale per la terapia dei tumori associati ad HPV

9) Studi preliminari per la preparazione di trial clinici con vaccini terapeutici preparati in piante con proteine di fusione.

Meccanismi molecolari della cancerogenesi virale.
Oncogene E5 ed apoptosi
Stress ossidativo in cellule trasformate da HPV

Principali risultati ottenuti:

1) Dimostrazione del coinvolgimento della oncoproteina E5 dell’HPV 16 nell’apoptosi e nel differenziamento cellulare dei cheratinociti umani.

2) Induzione dell’apoptosi da parte di Interferoni in cheratinociti umani trasformati da HPV 16

3) Modulazione della proliferazione di cellule trasformate da HPV da parte di  Specie Reattive dell’Ossigeno (ROS).

Controllo della crescita e differenziamento delle cellule cutanee nella psoriasi.
La psoriasi è una malattia in cui vi è una proliferazione eccessiva dell’epitelio cutaneo associata a componenti infiammatorie. Gli HPV potrebbero rappresentare gli agenti (sicuramente insieme ad altri) che portano all’infiammazione cronica e quindi alla proliferazione delle cellule cutanee (i cheratinociti). In corso di psoriasi un ruolo importante fra i vari mediatori dell’infiammazione potrebbe essere giocato dall’endotelina di tipo 1.

Dimostrazione della presenza ed espressione di sequenze di HPV tipo 5  nei cheratinociti di malati di psoriasi.

Up-regolazione dello stimolo proliferativo  indotto dall’endotelina  e suo blocco selettivo con speciali antagonisti ad effetto terapeutico.

Pubblicazioni più significative degli ultimi tre anni:

1. Simeone P,  Romanucci M,  Rizzo C, Brandi R,  Malatesta D, Di Guardo G,  Bongiovanni L,  Della Salda L,  Venuti A Papillomaviruses in multiple tumours of twin goats The Open Veterinary Science Journal, 2008 Mar, 2, 33-36

2.  Massa S, Simeone P, Muller A, Benvenuto E, Venuti A, Franconi R.  Antitumor activity of DNA vaccines based on the human papillomavirus-16 E7 protein genetically fused to a plant virus coat protein. Hum Gene Ther. 2008 Apr;19(4):354-64.

3.  De Marco F, Perluigi M, Foppoli C, Blarzino C, Cini C, Coccia R, Venuti A. UVB irradiation down-regulates HPV-16 RNA expression: implications for malignant progression of transformed cells. Virus Res. 2007 Dec;130(1-2):249-59. Epub 2007 Aug 1.

4.  Badaracco G, Venuti A. Human papillomavirus therapeutic vaccines in head and neck tumors. Expert Rev Anticancer Ther. 2007 May;7(5):753-66. Review.

5.  Badaracco G, Rizzo C, Mafera B, Pichi B, Giannarelli D, Rahimi SS, Vigili MG, Venuti A. Molecular analyses and prognostic relevance of HPV in head and neck tumours. Oncol Rep. 2007 Apr;17(4):931-9.

6.  Massa S, Franconi R, Brandi R, Muller A, Mett V, Yusibov V, Venuti A.  Anti-cancer activity of plant-produced HPV16 E7 vaccine. Vaccine. 2007 Apr 20;25(16):3018-21. Epub 2007 Jan 19.

7.  Borzacchiello G, Russo V, Spoleto C, Roperto S, Balcos L, Rizzo C, Venuti A, Roperto F.  Bovine papillomavirus type-2 DNA and expression of E5 and E7 oncoproteins in vascular tumours of the urinary bladder in cattle. Cancer Lett. 2007 May 18;250(1):82-91. Epub 2006 Nov 27.

8.  Franconi R, Massa S, Illiano E, Mullar A, Cirilli A, Accardi L, Di Bonito P, Giorgi C, Venuti A.  Exploiting the plant secretory pathway to improve the anticancer activity of a plant-derived HPV16 E7 vaccine. Int J Immunopathol Pharmacol. 2006 Jan-Mar;19(1):187-97.

9.  De Marco F, Houissa-Kchouk F, Khelifa R, Marcante ML. High-risk HPV types in Tunisia. A pilot study reveals an unexpectedly high prevalence of types 58 and 82 and lack of HPV 18 among female prostitutes. J Med Virol. 2006 Jul;78(7):950-3.

10.  Borzacchiello G, Russo V, Gentile F, Roperto F, Venuti A, Nitsch L, Campo MS, Roperto S. Bovine papillomavirus E5 oncoprotein binds to the activated form of the platelet-derived growth factor beta receptor in naturally occurring bovine urinary bladder tumours. Oncogene. 2006 Feb 23;25(8):1251-60.

11.  Della Salda L., Venuti A., Simeone P., Romanucci M., Malatesta D., Rizzo C., Palmieri C., Bongiovanni L. A novel papillomavirus identified in multiple skin neoplasms in twin goats Selected Abstracts from the 21st ESVD Congress, Lisbon, Portugal 7-9 September 2006 Veterinary Dermatology 2006; 17: 352-360

12.  Simeone P, Teson M, Latini A, Carducci M, Venuti A.  Human papillomavirus type 5 in primary keratinocytes from psoriatic skin. Exp Dermatol. 2005 Nov;14(11):824-9.

13.  Badaracco G, Venuti A. Physical status of HPV types 16 and 18 in topographically different areas of genital tumours and in paired tumour-free mucosa. Int J Oncol. 2005 Jul;27(1):161-7.

14.  Marà M, Di Guardo G, Venuti A, Marruchella G, Palmieri C, De Rugeriis M, Petrizzi L, Simeone P, Rizzo C, Della Salda L.  Spontaneous ocular squamous cell carcinoma in twin goats: pathological and biomolecular studies. J Comp Pathol. 2005 Jan;132(1):96-100.

15.  Foppoli C, De Marco F, Blarzino C, Perluigi M, Cini C, Coccia R. Biological response of human diploid keratinocytes to quinone-producing compounds: role of NAD(P)H:quinone oxidoreductase Int J Biochem Cell Biol. 2005 Apr;37(4):852-63.