20.8:
Mechanismen von Retrovirus-induzierten Krebserkrankungen
Retroviren sind RNA-Viren, von denen gezeigt wurde, dass sie bei verschiedenen Spezies, darunter Hühner, Mäuse, Katzen und Affen, Krebs verursachen. Die RNA-Genome dieser Viren werden zunächst in einzel- und dann in doppelsträngige DNA-Kopien (dsDNA) revertiert. Diese dsDNA, die als provirale DNA bezeichnet wird, integriert sich dann in das Genom des Wirts. Anschließend transkribiert die Wirtszelle die provirale DNA zusammen mit der chromosomalen DNA. Dies führt zur Produktion von viraler RNA und Proteinen, die sich an der Oberfläche der Wirtszelle anlagern und neue Viruspartikel bilden. Wenn die viralen Gene oder Produkte die Wirtsgene stören, die das Zellwachstum und die Zellprogression regulieren, führt dies zum Fortschreiten der Krebserkrankung.
Akute vs. nicht-akute Retroviren
Einige Retroviren, die als akute Viren bezeichnet werden, können nach kurzen Latenzzeiten Krebs verursachen. So kann das Rous-Sarkomvirus innerhalb von drei Wochen nach der Infektion Sarkome im Wirt induzieren. Im Gegensatz dazu verursachen einige nicht-akute Retroviren erst nach langen Latenzzeiten Krebs. Solche nicht-akuten Viren lösen nur bei einem Teil der infizierten Wirte Krebs aus. Zum Beispiel induziert das Rous-assoziierte Virus-60 nach fünf bis neun Monaten der Infektion nur bei 50 % der infizierten Wirte Lymphome.
Zusätzliche Ereignisse und Wirtsfaktoren wie Immunsuppression, somatische Mutationen, genetische Veranlagung und Exposition gegenüber Karzinogenen spielen jedoch eine wichtige Rolle bei der Progression von Krebs nach Virusinfektionen.
Retroviren sind eine Gruppe von einzelsträngigen RNA-Viren mit der Fähigkeit, ihr Genom in die DNA der Wirtszelle zu integrieren.
Bei der Infektion in eine geeignete Wirtszelle gelangt der retrovirale Kern in das Zytoplasma des Wirts. Der Kern enthält das viral-genetische Material und virale Enzyme wie Reverse Transkriptase und Integrase.
Sobald sich der Kern im Zytoplasma des Wirts befindet, zerlegt er sich, um seinen Inhalt freizusetzen. Dann transkribiert das virale reverse Transkriptase-Enzym die virale RNA in einzelsträngige komplementäre DNA oder cDNA.
Die cDNA repliziert sich, um doppelsträngige DNA zu erzeugen, die zusammen mit dem viralen Integrase-Enzym in den Wirtskern gelangt. Das Integrase-Enzym katalysiert den Einbau der doppelsträngigen viralen DNA, genannt Provirus, in die Wirts-DNA.
Die Integration des Provirus in das Wirtsgenom kann eine normale Zelle über verschiedene Mechanismen aktivieren oder in eine Krebszelle verwandeln. Solche Retroviren werden als krebserregende oder onkogene Viren bezeichnet.
Zum Beispiel können die im Provirus vorhandenen Promotor- und Enhancersequenzen die benachbarten Wirtsgene aktivieren und ein abnormales Zellwachstum auslösen.
Die Expression einiger viraler Proteine in der Wirtszelle kann auch indirekt die Wirtsgene aktivieren und zu deren Fehlexpression führen.
Manchmal kann das integrierte Provirus zusätzlich zu den normalen retroviralen Genen Onkogene enthalten, die bei ihrer Expression in der Wirtszelle die Tumorbildung vorantreiben.
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