HPV und Gebärmutterhalskrebs: Einblicke aus Guatemala
Eine Studie analysiert HPV-Typen und Genveränderungen, die mit Gebärmutterhalskrebs in Verbindung stehen.
Michael Dean, E. Robinson, I. Rodriguez, V. Argueta, Y. Xie, H. Lou, R. Milano, H. J. Lee, L. Burdett, S. K. Mishra, M. Yeager, L. Mirabello, R. Orozco
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Inhaltsverzeichnis
Das humane Papillomavirus (HPV) ist ein Virus, das die Zellen des menschlichen Körpers infizieren kann, und bestimmte HPV-Typen sind bekannt dafür, Gebärmutterhalskrebs zu verursachen. Es gibt 15 HPV-Typen, die als hochriskant für diese Krebsart anerkannt sind. Statistiken zeigen, dass etwa 80 % der Frauen im Laufe ihres Lebens mit mindestens einem dieser hochriskanten HPV-Typen infiziert werden. Glücklicherweise verschwinden die meisten dieser Infektionen von ganz allein innerhalb eines Jahres oder zwei. Allerdings könnten etwa 5 % der Frauen mit einer anhaltenden HPV-Infektion vorstufenartige Veränderungen am Gebärmutterhals entwickeln, und eine kleinere Zahl wird letztendlich invasiven Krebs entwickeln.
Einige HPV-Typen sind stärker mit Krebs verbunden als andere. Die häufigsten Typen, die mit invasiven Gebärmutterhalskrebsfällen in Verbindung stehen, sind HPV16, HPV18 und HPV45. Interessanterweise kann die Verbreitung dieser HPV-Typen je nach Region der Welt ziemlich unterschiedlich sein. Zum Beispiel treten viele Fälle von Gebärmutterhalskrebs und Todesfälle in einkommensschwachen und mittleren Ländern auf, was es wichtig macht, zu untersuchen, wie HPV in diesen Gebieten mit Krebs zusammenhängt.
Studienziele
Um besser zu verstehen, welche Veränderungen passieren, wenn HPV-Infektionen zu Krebs führen, untersuchen Forscher Gewebeproben vom Gebärmutterhals. Diese Proben stammen von gesunden Frauen, Frauen mit vorstufenartigen Veränderungen und Frauen mit Krebs. Frühere Studien in den USA haben herausgefunden, dass bestimmte Gene aktiver werden, wenn sich Gebärmutterhalszellen von gesund zu krebsartig verändern. Allerdings gab es nicht viele Studien, die sich mit Gebärmutterhalskrebs in einkommensschwachen und mittleren Ländern beschäftigt haben.
Das Hauptziel dieser Forschung ist, die HPV-Typen und die Genexpression in Gewebeproben aus einem Krankenhaus in Guatemala zu analysieren. Durch den Vergleich der Proben aus verschiedenen Stadien – gesund, vorstufenartig und krebsartig – soll die Studie aufdecken, welche molekularen Veränderungen während des Fortschreitens von Infektion zu Krebs auftreten.
Patientproben und Studientechnik
Die Forscher haben Formalin-fixierte, paraffineingebettete (FFPE) Gewebeproben von Frauen gesammelt, die für eine Kolposkopie in ein Krankenhaus in Guatemala überwiesen wurden. Die Studie wurde von den Gesundheitsbehörden in Guatemala genehmigt. Die Proben wurden basierend darauf gruppiert, ob sie gesund waren, vorstufenartige Veränderungen aufwiesen oder mit Krebs diagnostiziert wurden. Die Krebsfälle wurden weiter in verschiedene Typen unterteilt, wie Adenokarzinom und Plattenepithelkarzinom.
Für die Analyse extrahierten die Forscher gesamtes RNA aus den Gewebeproben. Dafür wurde ein spezielles Kit verwendet, um die RNA zu reinigen, was entscheidend ist, um die Genexpression zu untersuchen. Die Analyse der Genexpression wurde mithilfe einer Technologie durchgeführt, die es ermöglicht, zu messen, wie aktiv bestimmte Gene in den Proben sind.
Analyse der Genexpression
In dieser Studie wurde ein massgeschneidertes Sonden-Set verwendet, um die Expression von 51 Genen zu messen, darunter solche, die bekannt dafür sind, an HPV-Infektionen und dem Krebsfortschritt beteiligt zu sein. Die Analyse begann mit der Messung von RNA aus den Proben. Nach der Qualitätskontrolle untersuchten die Forscher die Expressionsniveaus spezifischer Gene in verschiedenen Probenkategorien – gesunde Kontrollen, vorstufenartige Proben und Krebsproben.
Die Ergebnisse zeigten, dass eine Reihe von Genen signifikant unterschiedliche Expressionsniveaus aufwiesen, wenn man gesunde Proben mit solchen verglich, die vorstufenartig oder krebsartig waren. Einige Gene, wie die, die an der DNA-Reparatur und Zellproliferation beteiligt sind, waren in Krebsproben aktiver, während andere, die mit der Immunantwort in Verbindung stehen, eine reduzierte Aktivität zeigten.
HPV-Typen und ihr Einfluss auf das Fortschreiten von Krebs
Um zu verstehen, wie verschiedene HPV-Typen Krebs beeinflussen könnten, konzentrierte sich die Studie auf wichtige HPV-Typen in ihrer Analyse. Es wurde beobachtet, dass HPV16 der häufigste Typ in invasiven Krebsfällen war, während HPV31 in vorstufenartigen Läsionen verbreiteter war. Diese Informationen sind wertvoll, da sie zeigen, wie schnell bestimmte HPV-Typen zur Krebsentwicklung führen können.
Die Studie führte auch Tests durch, um zu sehen, ob es Muster gibt, wie sich HPV-Typen vom Vorstadium zum Krebs verändern. Es wurde festgestellt, dass bestimmte HPV-Typen wie HPV16 und HPV18 in fortgeschrittenen Krebsfällen häufiger vorkommen als in Vorstufen. Das deutet darauf hin, dass diese Typen aggressiver sind und schneller fortschreiten als andere.
Immunantwort und Krebsfortschritt
Das Immunsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Kontrolle von HPV-Infektionen und der Verhinderung des Fortschreitens zu Krebs. In dieser Studie wurde die Expression immunbezogener Gene gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass Marker, die mit der Immunantwort in Verbindung stehen, oft niedriger in Krebsproben waren, was darauf hindeutet, dass das Immunsystem möglicherweise weniger effektiv darin ist, die Krebszellen zu erkennen und zu bekämpfen.
Die Forscher fanden heraus, dass einige Gene, die in der Aktivierung von Immunantworten beteiligt sind, in Krebsproben reduziert waren, während andere, die dem Krebs helfen könnten, dem Immunsystem zu entkommen, erhöht waren. Dieses Ungleichgewicht deutet darauf hin, dass krebsartige Zellen Strategien entwickeln könnten, um nicht vom Immunsystem angegriffen zu werden, wodurch sie ungehindert wachsen können.
Ergebnisse zu spezifischen Genen
In der Analyse wurden mehrere wichtige Gene hervorgehoben. Zum Beispiel wurde das Gen CCNE1, das mit dem Zellzyklusfortschritt in Verbindung steht, in HPV16-positiven Vorstufen aktiver gefunden als in solchen mit HPV31. Das könnte erklären, warum HPV16-positive Vorstufen ein höheres Risiko haben, zu Krebs zu werden.
Andere Gene, die mit der Immunantwort in Verbindung stehen, wie ULBP2, wurden ebenfalls analysiert. Die erhöhte Expression von ULBP2 in Krebsproben deutet darauf hin, dass dieses Gen Krebszellen helfen könnte, von Immunzellen nicht erkannt zu werden. Im Gegensatz dazu wurde die Expression anderer Marker des Immunsystems, wie CD28, in Krebsproben als niedriger befunden. Dies deutet darauf hin, dass weniger Immunzellen effizient aktiviert werden, wenn Tumorzellen vorhanden sind.
Überleben und Prognose
Um zu verstehen, wie die Genexpression mit dem Überleben von Patientinnen mit Gebärmutterhalskrebs zusammenhängen könnte, schauten sich die Forscher Daten aus einer grösseren Krebsdatenbank an. Sie fanden heraus, dass bestimmte Gene, die mit der Immunantwort in Verbindung stehen, dabei helfen könnten, die Patientenergebnisse vorherzusagen. Zum Beispiel waren höhere Expressionsniveaus einiger immunbezogener Gene mit besseren Überlebensraten verbunden.
Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Immunantworten dafür, wie gut Patient:innen auf Gebärmutterhalskrebs reagieren könnten, und das Potenzial für Immuntherapie oder verwandte Behandlungen in der Zukunft. Zu identifizieren, welche Gene das Krebswachstum unterstützen und welche die Immunantwort fördern, könnte zu neuen Therapien führen, die darauf abzielen, die Fähigkeit des Immunsystems, Krebs zu bekämpfen, zu verbessern.
Fazit
Diese Studie beleuchtet, wie HPV-Infektionen zu Gebärmutterhalskrebs fortschreiten können, insbesondere in einkommensschwachen und mittleren Ländern. Durch die Analyse der Gewebeproben von guatemaltekischen Frauen konnten die Forscher wichtige Unterschiede in den HPV-Typen und der Genexpression identifizieren, die den Verlauf der Krankheit beeinflussen könnten.
Die Forschung hebt die dringende Notwendigkeit weiterer Studien in verschiedenen Populationen hervor, um die Krebsbiologie besser zu verstehen. Ausserdem bieten die Ergebnisse zu Immunantworten und spezifischen Genexpressionen einen Weg zur Entwicklung von Behandlungen, die möglicherweise die Patientenergebnisse verbessern.
Obwohl noch mehr Arbeit nötig ist, um diese Ergebnisse zu validieren und potenzielle Therapien zu erkunden, stellt diese Forschung einen bedeutenden Schritt zum Verständnis der Komplexität von Gebärmutterhalskrebs dar und könnte zu besseren Präventions- und Behandlungsstrategien auf globaler Ebene führen.
Titel: Analysis of the progression of cervical cancer in Guatemala- from pre-malignancy to invasive disease
Zusammenfassung: To better understand cervical cancer progression, we analyzed RNA from 262 biopsies from women referred for colposcopy We determined HPV type and analyzed the expression of 51 genes. HPV31 was significantly more prevalent in precancer than stage 1 cancer and invasive cancer (p < 0.0001) and HPV16 increased in invasive disease (p < 0.0001). CCNE1, MELTF, and ULBP2 were significantly increased in HPV16-positive compared to HPV31 precancers while NECTIN2 and HLA-E expression decreased. Markers of the innate immune system, DNA repair genes, and cell cycle genes are significantly increased during cancer progression (p = 0.0001). In contrast, the TP53 and RB1 tumor suppressor gene expression is significantly decreased in cancer cells. TheT cell markers CD28 and FLT3LG expression decreased in cancer while FOXP3, IDO1, and ULBP2 expression increased. There is a significantly higher survival rate in individuals with increased expression of CD28 (p = 0.0005), FOXP3 (p = 0.0002), IDO1 (p = 0.038), FLT3LG (p = 0.026), APOBEC3B (p = 0.0011), and RUNX3 (p = 0.019), and a significantly lower survival rate in individuals with increased expression of ULBP2 (p = 0.035). These results will help us understand the molecular factors influencing the progression of cervical precancer to cancer.
Autoren: Michael Dean, E. Robinson, I. Rodriguez, V. Argueta, Y. Xie, H. Lou, R. Milano, H. J. Lee, L. Burdett, S. K. Mishra, M. Yeager, L. Mirabello, R. Orozco
Letzte Aktualisierung: 2024-10-29 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620123
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620123.full.pdf
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