$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Poliomawirus z komórek Merkla (MCPyV) to mały, dwuniciowy wirus DNA, który jest związany z rzadkim, ale agresywnym rakiem skóry, rakiem z komórek Merkla (MCC)1,2. Śmiertelność MCC, około 33%, przewyższa śmiertelność czerniaka3,4. MCPyV ma kolisty genom o wielkości ~5 kb1,5 podzielony przez niekodujący region regulatorowy (NCRR) na wczesne i późne regiony kodowania1. NCRR zawiera wirusowe pochodzenie replikacji (Ori) i dwukierunkowe promotory transkrypcji wirusa6,7. Wczesny region koduje białka antygenu nowotworowego zwane dużym T (LT), małym T (sT), 57kT, alternatywnym LT ORF (ALTO), a także autoregulacyjnym miRNA1,8,9,10. Późny region koduje białka kapsydu VP1 i VP211,12,13. LT i sT są najlepiej przebadanymi białkami MCPyV i wykazano, że wspierają replikację wirusowego DNA i nowotworzenie indukowane przez MCPyV5. Klonalna integracja DNA MCPyV z genomem gospodarza, którą zaobserwowano nawet w 80% MCC, jest prawdopodobnie czynnikiem sprawczym dla rozwoju nowotworu wirusowo-dodatniego14,15.
Częstość występowania MCC potroiła się w ciągu ostatnich dwudziestu lat16. Bezobjawowe zakażenie MCPyV jest również szeroko rozpowszechnione w populacji ogólnej17,18,19. Wraz z rosnącą liczbą diagnoz MCC i wysokim rozpowszechnieniem infekcji MCPyV istnieje potrzeba lepszego zrozumienia wirusa i jego potencjału onkogennego. Jednak wiele aspektów biologii MCPyV i mechanizmów onkogennych pozostaje słabo poznanych20. Dzieje się tak głównie dlatego, że MCPyV słabo replikuje się w ustalonych liniach komórkowych11,12,21,22,23 i do niedawna nie odkryto komórek skóry zdolnych do podtrzymywania infekcji MCPyV22. Badania mechanistyczne mające na celu pełne zbadanie MCPyV i jego interakcji z komórkami gospodarza były utrudnione przez brak systemu hodowli komórkowych do namnażania wirusa5.
Odkryliśmy, że pierwotne ludzkie fibroblasty skórne (HDF) wyizolowane z ludzkiego napletka noworodka wspierają silne zakażenie MCPyV zarówno in vitro, jak i ex vivo24. Na podstawie tego badania ustaliliśmy pierwszy model infekcji kulturą komórkową dla MCPyV24. Opierając się na tym systemie modelowym, wykazaliśmy, że indukcja genów metaloproteinazy macierzy (MMP) przez szlak sygnałowy WNT/β-kateniny i inne czynniki wzrostu stymuluje infekcję MCPyV. Co więcej, odkryliśmy, że zatwierdzony przez FDA antagonista MEK, trametynib, skutecznie hamuje infekcję MCPyV5,25. Na podstawie tych badań ustaliliśmy również zestaw protokołów do izolowania ludzkich fibroblastów skórnych24,25, przygotowując wiriony MCPyV11,12, przeprowadzając infekcję MCPyV na ludzkich fibroblastach skóry24,25 i wykrywając białka MCPyV przez barwienie IF26. Ponadto dostosowaliśmy technologię łańcuchowej reakcji hybrydyzacji DNA in situ (HCR)27, aby opracować wysoce czułą technikę FISH (HCR-DNA FISH) do wykrywania DNA MCPyV w zakażonych ludzkich komórkach skóry. Te nowe metody będą przydatne do badania cyklu zakaźnego MCPyV, a także odpowiedzi komórkowej na zakażenie MCPyV. Naturalne komórki rezerwuarowe gospodarza, które utrzymują infekcję MCPyV, oraz komórki, które powodują nowotwory MCC, pozostają nieznane. Techniki, które opisujemy w tym manuskrypcie, mogą być stosowane do badania różnych typów komórek ludzkich w celu identyfikacji zarówno komórek rezerwuarowych, jak i pochodzenia guzów MCC. Nasze sprawdzone metody, takie jak HCR-DNA FISH, mogą być również wykorzystane do wykrywania innych wirusów nowotworowych DNA i charakteryzowania interakcji między komórkami gospodarza.