According to the American Cancer Society, it has been estimated that in 2019 alone, there will be approximately 53,000 new cases of oropharyngeal cancers. Oropharyngeal cancers are the largest subset of head and neck squamous cell carcinomas (HNSCCs), which are the sixth most common cancer across worldwide populations. They, along with other HNSCCs, fall under a category of cancers known as Human papillomavirus (HPV)-associated cancers, and it has been found that upwards of 70% of these cancers can be attributed to high-risk HPV infections. Specifically, the high-risk HPV gene, E7, plays a key role in relieving cell cycle repression by disrupting the DREAM complex via competitive binding with p130, driving the cell cycle and cell proliferation. In order to combat this interaction, a LIN52-S20C mutation was developed, in hopes of reducing E7 binding of p130 and stabilizing the DREAM complex. We utilized human cervical cell lines, immortalized keratinocytes, and mouse fibroblasts, all of which contained the HPV16 genome, as models to observe the effects of the LIN52-S20C mutation on HPV-mediated hijacking of the cell cycle. Not only were we able to replicate the increased proliferation and upregulated DREAM gene expression in infected cells, but we were also able to observe some reversal of these effects in many of our cell models through the expression of the LIN52-S20C variant. The findings of these studies have been promising and provide a basis for future works, and we hope that the effects of the LIN52-S20C mutation can be translated into studies in in vivo models.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2827_1.pdf: 3255075 bytes, checksum: 22005ee118cfc8ca27010124cd458070 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Leveduras vêm sendo utilizadas como sistemas de expressão para produção de proteínas de interesse biotecnológico. Dentre as diversas aplicações das proteínas heterólogas, as produzidas com finalidade terapêutica e para diagnóstico clínico vêm recebendo grande destaque, como por exemplo, a lectina frutalina e a oncoproteína E7 do Papilomavírus Humano (HPV). A frutalina, lectina extraída das sementes da fruta-pão, tem sido descrita como importante ferramenta no diagnóstico do câncer devido ao seu tropismo com células tumorais. Enquanto, a oncoproteína viral do HPV, E7, por ser encontrada em células tumorais relacionadas à infecção pelo HPV, torna-se um importante alvo para o desenvolvimento de vacinas profiláticas e terapêuticas contra esta infecção. Neste trabalho utilizamos as leveduras Pichia pastoris KM71H e Pichia pastoris GS115 como sistemas de expressão para a produção das proteínas frutalina e E7 do HPV16, respectivamente. A influência da fonte de carbono e do estresse iônico na produção da enzima β-galactosidase pela Kluyveromyces lactis DSM 3795 foi avaliada em diferentes condições de cultivo. Neste trabalho os níveis de frutalina recombinante (13,4 mg.L-1), obtidos pelo processo de batelada alimentada, foi 4 vezes maior que em testes com frascos aerados e a suplementação com elementos traços permitiu o aumento de 2.5 vezes na produção da proteína recombinante. Enquanto, o gene de E7 do HPV16 foi corretamente clonado e integrado ao genoma da P.pastoris GS115, sendo produzido 218,9mg.L-1 da proteína E7 com o peso molecular de 27KDa. A avaliação da influência da fonte de carbono e do estresse iônico na atividade da enzima β-galactosidase pela K. lactis DSM 3795 permitiu selecionar a lactose como a fonte de carbono ideal, pois favoreceu maior atividade específica da enzima (271,0 U.mg-1). Enquanto que, os cátions Na+, K+, Mg2+ potencializaram a atividade da enzima (410,4; 440,1; and 734.71 U.mg-1, respectivamente), o Ca2+ inibiu parcialmente a produção da β-galactosidase. Por fim, apesar da P. pastoris ter se mostrado um sistema eficiente para a produção de proteína heterólogas, ela ainda apresenta algumas limitações. Dessa maneira, o desenvolver estratégias que permitam a otimização de vetores para a produção dessas proteínas, representa um importante alvo no desenvolvimento de produtos para o diagnóstico, prevenção e tratamento do câncer

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2820_1.pdf: 8386047 bytes, checksum: f165dd7cc5f2eedad7f74c08f159ecde (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Faculdade de Amparo à Ciência e Tecnologia do Estado de Pernambuco / O câncer cervical é o segundo tipo de neoplasia que mais acomete as mulheres no Brasil, com alta prevalência em Pernambuco. A associação desta patologia como o papilomavírus humano (HPV) já está bem estabelecida e atualmente, sabe-se que o HPV pode ser encontrado em vários outros locais de infecção, além da região genital. Com o intuito de apontar a distribuição corpórea do HPV pelo corpo humano foi realizada uma revisão da literatura buscando por sítios corpóreos em que o DNA viral já tinha sido identificado. Dentre os tipos virais de alto risco que mais acometem a população brasileira, sabe-se que o HPV16 aparece associado a mais de 50% dos achados. Baseado nisso, uma busca pela presença do DNA do HPV e pelos variantes virais do HPV16 foi realizada em mulheres de Pernambuco que apresentavam lesões genitais. Complementarmente, sabe-se que sistemas de expressão são amplamente utilizados para produção de diversas moléculas biológicas, sendo o bacteriano o mais rápido e fácil de ser utilizado. Visando melhor utilização do sistema de expressão em bactéria, desenvolvemos um método para detectar a produção de -galactosidase em cepas heterólogas de Escherichia coli. Esse sistemas bacterianos vem sendo utilizados para produção de diversas moléculas virais, como oncoproteínas virais. Baseado no levantamento bibliográfico realizado foi possível identificar DNA viral nos mais diferentes sítios corpóreos, inclusive com ausência de lesões clínicas, apontando para a possibilidade do HPV agir como um oportunista. Da população estudada, mais de 50% foram positivas para o HPV, com achados de múltiplas infecções com tipos virais distintos, onde o variante Europeu foi o mais frequente nos casos de HPV16 positivo. A linhagem Origami (DE3) de E.coli demonstrou-se eficiente no ensaio colorimétrico expressando o gene da -galactosidase com baixa produção de proteínas bacterianas. Baseado nisso, esse modelo bacteriano foi utilizado no processo de sub-clonagem do gene E7 do HPV16 permitindo após indução do promotor visualizar uma banda de 15 KDa na eletroforese de proteínas totais, banda provavelmente referente a oncoproteína viral. No entanto, faz-se necessário emprego de testes imunológicos com anticorpos específicos para confirmar sua produção e posterior purificação. A tipagem da população a respeito do variante do HPV mais predominante e produção da proteína E7 permitem o aumento nos conhecimentos dos diferentes mecanismos de interação do vírus com o hospedeiro e favorecem ao desenvolvimento de métodos diagnósticos e terapêuticos mais eficientes e específicos para as diferentes regiões do mundo

Les papillomavirus humains (HPV) oncogènes sont les agents étiologiques des cancers du col utérin. S’il est établi que 30 à 60% des femmes sont infectées par un HPV oncogène, seul 1% des cas d’infection évoluera vers un cancer invasif, les autres se résolvant spontanément, ce qui autorise à penser qu’une vaccination adéquate pourrait permettre de maîtriser, voire de guérir, les lésions (pré)cancéreuses induites par ces virus. A ce titre, les cibles préférentielles sont les protéines virales E6 et E7. En effet, non seulement ces protéines sont à la base du processus de transformation cellulaire et leur présence est requise pour le maintien du phénotype transformé mais, de plus, elles contiennent des épitopes reconnus par les lymphocytes T auxiliaires et cytotoxiques. Nous avons choisi d’orienter nos recherches sur le virus HPV de type 16 car son incidence est majeure. De même, le taux élevé d’expression de la protéine E7 dans les tumeurs nous a conduit à la choisir comme cible. Notre travail a consisté en la construction de vecteurs plasmidiques codant pour des protéines HPV-16 E7 native ou de fusion. Les fusions ont été réalisées afin de modifier la nature de la protéine E7 afin de la cibler vers les voies de présentation en association avec les molécules du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I ou de classe II (MHC-I ou MHC-II). Nous avons étudié et comparé les réponses induites par nos vecteurs afin de déterminer le vecteur le plus efficace. Nous avons ensuite étudié le mécanisme d’action de ce vecteur afin de déterminer les points clés de l’élaboration d’une réponse immune anti-HPV-16 E7. Nous avons ainsi déterminé que cibler la protéine HPV-16 E7 vers la voie du MHC-I (protéines de fusion avec l’ubiquitine; Ub) n’augmentait pas son immunogénicité. A l’inverse, le ciblage de cet antigène vers la voie du MHC-II (protéine de fusion avec la chaîne invariante; Ii) permet à une majorité de souris C57BL/6 de résister à l’injection d’une dose léthale de cellules tumorales syngéniques E7-positives. Nous avons également montré que l’injection du vecteur ciblant E7 vers la voie du MHC-II permet l’élimination de cellules présentant un épitope classe I H-2Db. Cette réponse est médiée par des lymphocytes T CD8+. Nous avons également montré que, si la présence des cellules T CD4+ n’est pas nécessaire pour l’élimination proprement dite de cellules E7-positives, la génération des effecteurs de cette élimination requiert la présence de lymphocytes T CD4+. Nos investigations nous ont permis d’émettre l’hypothèse de l’apparition d’une réponse par transfection directe d’APC et présentation d’épitopes par les voies classiques sur MHC-I et –II, le phénomène de cross-présentation semblant ne pas être impliqué dans la genèse de la réponse. Nos résultats suggèrent donc que c’est l’instabilité de E7 qui fait de cet antigène abondamment synthétisé un piètre inducteur de réponses cytotoxiques. En effet, l’ubiquitination N-terminale de E7 provoque sa dégradation rapide et pourrait empêcher sa sécrétion. Lorsque l’on tient compte de la nécessité de l’activation de cellules T auxiliaires dans l’élaboration des réponses anti-E7 enregistrées, cette dégradation pourrait permettre à E7 de ne pas être présenté sur MHC-II et donc de ne pas générer les cellules CD4+ requises pour la génération des cellules CD8+. Finalement, nous avons montré que cibler une protéine E7 délétée de son motif oncogénique majeur vers la voie du MHC-II menait à l’apparition de réponses cytotoxiques anti-E7 efficaces. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Human papillomaviruses (HPVs) are one of the most common causes of sexually transmitted disease in the world. HPVs are divided into high-risk (HR) or low-risk (LR) types based on their oncogenic potential. HPVs 16 and 18 are considered HR types and can cause cervical cancer. HPVs 6 and 11 are classified as LR and are associated with condyloma acuminata (genital warts). Viral proteins of both HR and LR HPVs must be able to facilitate a replication competent environment. The E7 proteins of LR and HR HPVs are responsible for maintenance of S-phase activity in infected cells. HR E7 proteins target all pRb family members (pRb, p107 and p130) for degradation. LR E7 does not target pRb or p107 for degradation, but does target p130 for degradation. Immunohistochemistry experiments on HPV 6 infected patient biopsies of condyloma acuminata showed that detection of p130 was decreased in the presence of the whole HPV 6 genome. Further, the effect of HR HPV 16 E7 and LR HPV 6 E7 on p130 intracellular localization and half-life was examined. Experiments were performed using human foreskin keratinocytes transduced with HPV 6 E7, HPV 16 E7 or parental vector. Nuclear/cytoplasmic fractionation and immunofluorescence showed that, in contrast to control and HPV 6 E7-expressing cells, a greater amount of p130 was present in the cytoplasm in the viii presence of HPV 16 E7. The half-life of p130, relative to control cells, was decreased in the cytoplasm in the presence of HPV 6 E7 or HPV 16 E7, but only decreased by HPV 6 E7 in the nucleus. Inhibition of proteasomal degradation extended the half-life of p130, regardless of intracellular localization. Experiments were also conducted to detect E7-binding partners. Cyclin C and cullin 5 were identified as proteins capable of binding to both HPV 6 E7 and HPV 16 E7. Preliminary experiments showed that decreasing protein levels of p600, a binding partner of both HPV 6 E7 and HPV 16 E7, by RNA interference might affect p130 stability. Elucidating the mechanisms of p130 degradation may identify potential targets for preventing degradation of p130 and allowing restoration of cell cycle control.

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Arrière-plan: les cellules tumorales circulantes (CTC) sont détectables dans de nombreux cancers et peuvent être utiles cliniquement pour le pronostic de la maladie, pour mesurer la récidive et pour prédire la sensibilité aux medicaments chimiothérapeutiques. Au cours des dernières années, l’études des CTC dans de nombreux cancers tels que le cancer du sein, du poumon, du côlon et de la prostate a grandement évolué. Alternativement, il y peu d'études à ce sujet concernant le cancer du col de l’utérus (CCU). Objectifs: Notre objectif est d’optimiser le processus d'enrichissement des CTC dans le CCU et la détection moléculaire des biomarqueurs E6 et E7. Matériel et Méthodes: Dans l’optique de mimer la présence de CTC dans le sang, nous avons dilué des cellules cancéreuses CaSki VPH16-positif provenant d’un CCU dans du sang humain prélevé sur des volontaires sains. Les CaSki ont été collectées suite à une centrifugation par densité avec le Ficoll, la lyse des globules rouges (RBC) et la lyse des RBC combinée avec un enrichissement positif et négatif à l’aide de marqueurs de surface cellulaire. Les CTC ont été détectées par la mesure d’expression des oncogènes E6 et E7 du virus du papillome humain (VPH), de la cytokératine 19 (CK19) et de la cycline p16INK4 en utilisant la technique quantitative en temps réel de Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction (qRT-PCR). Pour valider notre méthode de détection des CTC in vivo, nous avons recruté dix patientes atteintes d’un CCU VPH16 positif et six contrôles sains. Résultats: Dans le modèle de dilutions de cellules CaSki, la lyse des RBC seule ou combinée avec l'enrichissement négatif ou positif suggèrent des limites de détection de 1 CTC par mL de sang pour tous les biomarqueurs moléculaires utilisés. La sensibilité de détection est accrue lors de l'utilisation de l’enrichissement positif et négatif en réduisant le bruit de fond causé par les monocytes sanguins. Contrairement aux oncogènes E6 et E7, les marqueurs CK19 et p16INK4A ont été détectés chez des individus sains, les niveaux d'expression de base appropriés doivent donc être déterminés avec précision par rapport aux patientes CCU. Le gradient de densité par Ficoll a une limite de détection de seulement environ 1000 cellules par mL de sang. Enfin, les CTC ont été détectées dans 2/10 patientes en utilisant le marqueur CK19. Cependant, ces patientes étaient négatives pour les oncogènes E6/E7. Le marqueur p16INK4A était exprimé au même niveau dans tous les échantillons (CCU et normaux). Conclusion: Notre étude suggère que les oncogènes E6 et E7 du VPH16 sont les marqueurs biologiques les plus sensibles et spécifiques en qRT-PCR pour détecter les CTC dans le modèle de dilution de cellules de CCU dans le sang. Chez les patientes atteintes d’un CCU de stade précoce, seulement CK19 a révélé la présence potentielle de CTC, ce qui suggère que ces cellules sont rares à ce stade de la maladie. Mots clés: cancer du col de l’utérus, cellules tumorales circulantes, RT-qPCR, E6 et E7, CK19, p16INK4A, enrichissement immunomagnétique, détection moléculaire. / Background: Circulating tumor cells (CTCs) have been detected in many cancers and are used in multiple clinical applications including disease prognosis, tumor recurrence prediction and prediction of tumor sensitivity to chemotherapeutic drugs. Studies in most major solid cancer(s) (breast, lung, colon and prostate) are progressing rapidly, but there has been very little progress concerning uterine cervical cancer (UCC).Objective: our aim is to optimize enrichment processes and the molecular biomarker-based detection of human circulating tumor cells (CTCs) in uterine cervical cancer (UCC). Material & Methods: To mimic CTCs in patients, we designed an experimental spiking model where the CaSki HPV16-positive UCC cell line was serially diluted and spiked into human blood collected from healthy volunteers. CaSki CTCs were enriched using either Ficoll density centrifugation, red blood cell (RBC) lysis or RBC lysis combined with cell surface markers negative or positive enrichment. CTCs were detected using real-time quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) to measure the gene expression of human papillomavirus (HPV) viral oncogenes (E6 and E7), cytokeratin 19 (CK19), or the cyclin dependent kinase inhibitor p16INK4A. Finally, ten HPV16- positive UCC patients and six healthy controls were recruited to validate CTCs detection in vivo. Result: In the spiking model, RBC lysis alone or combined with negative or positive enrichment suggests detection limits close to 1 CTC per mL of blood for all molecular biomarkers used. The sensitivity of detection increased when using positive and negative enrichment probably by reducing the peripheral blood mononuclear cell-derived RNA background. Unlike HPV oncogenes, CK19 and p16INK4A were detected in normal individuals, thus appropriate basal expression levels need to be accurately determined compared to cancer patients. Alternatively, Ficoll density gradient had a detection limit of only about 1000 cells per mL of blood. Finally CTCs were detected in 2/10 patients using CK19. None of the patients had E6/E7 transcripts and p16INK4A was expressed at similar level across all samples (cancer and healthy). Conclusion: qRT-PCR of HPV16 E6 and E7 is the most sensitive and specific biomarker used to detect CTCs in the spiking model. In early disease UCC patients, only CK19 revealed the presence of CTCs suggesting that these cells are rare at that stage of the disease. Keywords: uterine cervical cancer, circulating tumor cells, qRT-PCR, E6 and E7 oncoprotein, CK19, p16INK4A, immune-magnetic enrichment, molecular detection.

Les papillomavirus humains (HPV) constituent l’archétype des virus à ADN oncogènes. Les HPV muqueux à haut risque (principalement HPV16) sont les principaux agents étiologiques du cancer du col utérin. Les protéines virales E6 et E7 sont des acteurs cruciaux de la cancérogenèse induite par HPV. Nous avons construit une ressource composée de 600 ADNc codant les effecteurs humains du système ubiquitine-protéasome (UPS) et identifié de nouvelles cibles potentielles des protéines E6 et E7 en utilisant une méthode basée sur la complémentation protéique de la Gaussia princeps luciférase (GPCA). HPV16 E6 lie les motifs LxxLL présents dans E6AP et IRF3. Nous avons résolu la structure cristallographique des complexes E6/LxxLL de E6AP/p53 et E6/LxxLL de IRF3. Par ailleurs, nous avons montré que les HPV ciblent une nouvelle voie suppresseur de tumeurs, la voie Hippo, avec ses deux médiateurs clef YAP et TAZ. Nous avons généré une banque d’ADNc codant 265 domaines PDZ humains et identifié de nouveaux partenaires potentiels des protéines YAP/TAZ en utilisant la méthode GPCA. Les résultats obtenus permettent de mieux comprendre la biologie des HPV et leur pouvoir oncogène. / The human papillomavirus (HPVs) are the archetype of DNA oncogenic viruses. High-risk mucosal HPVs (mainly HPV16) are the main causative agents of cervical cancer and are also involved in other cancers. HPV oncogenic properties are mainly due to the expression of E6 and E7 proteins. We built a resource composed of 600 cDNA encoding the human ubiquitin-proteasome system (UPS) effectors and identified novel E6 and E7 potential targets by using a method based on the complementation of the Gaussia princeps luciferase (GPCA). HPV16 E6 binds to specific LxxLL motifs present in E6AP and IRF3. We have solved the crystallographic structure of the E6/E6AP LxxLL/p53 and E6/IRF3 LxxLL complexes. Furthermore, HPV may target a novel tumour suppressor pathway, the Hippo signalling pathway with its two main mediators YAP and TAZ. We have built a cDNA library dedicated to the 265 human PDZ domains and identified news potential partners of YAP and TAZ proteins by using the GPCA. The results provide novel insights on HPV biology and their oncogenic property.

5 Abstract Even though prophylactic vaccine against human papillomavirus (HPV) is currently licensed, infections by the virus continue to be the major health problem mainly in developing countries. Considerable effort is being devoted to preparation of therapeutic vaccine and to decrease of the production costs of current vaccine. Viral proteins such as the E7 oncoprotein and the L2 capsid protein from HPV type 16 are promising targets for the development of the experimental anti-HPV vaccine. The aim of our work was optimization of expression of mutagenized E7 oncoprotein (E7ggg) fused to the C-terminus of Tobacco mosaic virus (TMV) coat protein (CP) or Potato virus X (PVX) CP in viral vectors derived from these plant viruses. The impact of linkers connecting CP and E7ggg fusion partners on expression and stability of fusion proteins was examined. The fusion proteins were first expressed in Escherichia coli (E. coli) MC1061 to assess the characteristics of the recombinant protein prior to their transient expression in both non-transgenic or transgenic Nicotiana benthamiana (N. benthamiana). We have obtained the high level expression in E. coli, but most of the expressed proteins based on TMV CP remained in insoluble inclusion bodies. To increase the ratio of soluble protein various molecular...