La deacetilasi SIRT1 come possibile bersaglio terapeutico dei tumori indotti da HPV ad alto rischio

Human papillomaviruses (HPVs) are circular double-stranded DNA viruses of approximately 8000bp, naked, with conserved genomic organization between the various genotypes and represented by early genes (E), which code for non-structural proteins, including E6 and E7 oncoproteins, and from the late region (L), which instead encodes for the structural capsid proteins L1 and L2. HPVs have a specific tropism for the multilayered squamous epithelia that cover various parts of the body, and are responsible not only for benign proliferative diseases (papillomas or warts) of the skin and mucous membranes, but also for malignant diseases (especially squamous carcinomas or SCC). HPV-induced carcinogenesis mainly depends on the ability of viral oncoproteins E6 and E7 to manipulate a series of cellular pathways, including those involved in the innate immune response. The oncogenic potential of these two viral proteins is based on the ability to inhibit the activity of cellular tumor suppressors: in particular E6 binds p53, degrading it, while E7 binds and inactivates the pRb protein. Furthermore, E7 is known to upregulate the NAD+ -dependent deacetylase SIRT1, which is overexpressed in cervical intraepithelial neoplasms (CIN) with a high degree of transformation. SIRT1 plays a key role in the functional regulation of various cellular proteins, including the proapoptotic protein p53, which is deacetylated by SIRT1 promoting its degradation. The observation that SIRT1 is highly expressed in HPV-positive cells, including those associated with advanced CIN, represented the rationale for evaluating the relevance of SIRT1 in the immune response and sensitivity of HPV-positive cells to treatment with chemotherapy. The results presented here show that the inhibition of SIRT1, by a specific pharmacological inhibitor, causes an increased expression of the cytosolic sensor of innate immunity RIG-I, critical in early antiviral response. These data suggest that the induction of RIG-I through the inhibition of SIRT1 could represent a valid molecular target to restore the innate immune response in HPV-transformed cells and simultaneously induce cell death. The research project conducted in the laboratory where I performed my internship therefore aims to develop new immunotherapy strategies capable of restoring the host's immune response in order to enhance the elimination of high-risk HPV-transformed cells.

I papillomavirus umani (HPV) sono virus a DNA circolare a doppia elica di circa 8000bp, nudi, con un’organizzazione genomica conservata tra i vari genotipi e rappresentata dai geni precoci (E), che codificano per proteine non strutturali, tra cui le oncoproteine E6 ed E7, e dalla regione tardiva (L), che codifica invece per le proteine strutturali del capside L1 e L2. Gli HPV presentano uno specifico tropismo per gli epiteli squamosi pluristratificati che rivestono vari distretti corporei, e sono responsabili non solo di affezioni proliferative benigne (papillomi o verruche) della cute e delle mucose, ma anche di patologie maligne (soprattutto carcinomi squamosi o SCC). La cancerogenesi HPV-indotta dipende principalmente dall’abilità delle oncoproteine virali E6 ed E7 di manipolare una serie di pathways cellulari, inclusi quelli coinvolti nella risposta immunitaria innata. Il potenziale oncogeno di queste due proteine virali è basato sulla capacità di inibire l’attività di oncosoppressori cellulari: in particolare E6 lega p53, degradandola, mentre E7 lega e inattiva la proteina pRb. Inoltre, E7 di HPV è nota upregolare la deacetilasi NAD+-dipendente SIRT1, la quale è overespressa nelle neoplasie intraepiteliali cervicali (CIN) ad alto grado di trasformazione. SIRT1 svolge un ruolo fondamentale nella regolazione funzionale di varie proteine cellulari, tra cui la proteina proapoptotica p53, che viene deacetilata da SIRT1 promuovendone la sua degradazione. L’osservazione che SIRT1 è altamente espressa in cellule HPV positive, incluse quelle associate a CIN avanzata, ha rappresentato il razionale per valutare la rilevanza di SIRT1 nella risposta immunitaria e nella sensibilità delle cellule HPV positive al trattamento con chemioterapici. I risultati qui presentati dimostrano che l’inibizione di SIRT1, mediante un inibitore farmacologico specifico, causa una aumentata espressione del sensore citosolico dell’immunità innata RIG-I, fondamentale nella risposta antivirale precoce. Questi dati suggeriscono che l’induzione di RIG-I attraverso l’inibizione di SIRT1 potrebbe rappresentare un valido bersaglio molecolare per ripristinare la risposta immunitaria innata nelle cellule trasformate da HPV e indurre contestualmente morte cellulare. Il progetto di ricerca condotto nel laboratorio dove ho eseguito lo stage mira quindi a sviluppare nuove strategie di immunoterapia in grado di ripristinare la risposta immunitaria dell’ospite al fine di potenziare l’eliminazione delle cellule infettate/trasformate da HPV ad alto rischio.