Impacts of Human Papillomavirus type 16 (HPV-16) early proteins on trophoblastic cells

Six jours après la fécondation et suite à l’accolement du blastocyste à l’épithélium utérin, le trophoblaste s’engage dans des processus actifs de prolifération, d’invasion et de différenciation complexe pour la construction de l’interface physiologique indispensable aux échanges essentiels entre la mère et l’enfant ; le placenta. De façon intéressante, ses propriétés sont similaires à celles de la cellule tumorale maligne. Néanmoins, ses mécanismes sont étroitement régulés dans le trophoblaste, à la fois dans l’espace et le temps, assurant un développement normal à chaque étape de la grossesse.

Devant toutes ces données, nous avions émis l’hypothèse que l’expression des protéines précoces E5, E6 et E7 d’HPV de type 16 (de haut risque), pourraient modifier le développement des trophoblastes infectés. Les résultats obtenus durant ce travail de doctorat démontrent que la protéine virale E5, hautement hydrophobe, est cytotoxique et affecte la viabilité du trophoblaste. Cette cytotoxicité est neutralisée, et la viabilité est améliorée, lorsque les oncoprotéines majeures E6 et E7 sont exprimées en présence de la protéine E5. Lorsque toutes les protéines précoces sont exprimées sous le contrôle de leur propre promoteur (LCR), la viabilité est favorisée. Ces observations ont été confirmées dans les cellules cervicales également. Il a été précédemment rapporté que les oncoprotéines E6 et E7 affectaient l’adhésion du trophoblaste aux cellules endométriales. Dans le présent travail, il a été retrouvé que la protéine E5 diminuait elle aussi l’adhésion, non seulement aux cellules endométriales, mais aussi au support de culture cellulaire. Les capacités de migration et d’invasion de la matrice extracellulaire sont augmentées par l’expression de E5 et dans une plus large proportion par l’expression de E6 et E7. Des résultats similaires ont été obtenus lorsque toutes les protéines de la région précoces sont exprimées sous le contrôle de leur propre promoteur (LCR). La diminution de l’expression de la E-cadhérine est considérée comme un marqueur de malignité et de mauvais pronostic pour les cancers. Nous avons démontré que l’expression de E5, E6 ou de E7, inhibait l’expression de la E-cadhérine, reflétant l’impact des oncoprotéines du virus HPV-16 sur la diminution de l’adhésion et l’augmentation du pouvoir invasif des cellules trophoblastiques. L’investigation d’autres marqueurs de malignité et de tolérance immunitaire, l’étude de l’impact du virus HPV-6 (de bas risque) sur la migration et l’invasion des cellules trophoblastiques, et l’étude de la capacité des protéines précoces d’HPV-16 à influencer l’entrée des particules virales, ont fait l’objet de résultats préliminaires, ouvrant de larges perspectives.

Genital Human Papillomavirus (HPV) infections are the most common sexually transmitted infections amongst women on the age of reproduction. It is well established that persistent infection with high-risk HPVs is the necessary factor in the causation of precancerous and cancerous cervical lesions. High-risk HPVs have also been reported to be involved in the causation of head and neck cancers and other anogenital cancers. On this last decade, growing data are attempting to study the potential etiological association of HPV with gestational dysfunctions. The detection of HPV DNA in placentas resulting from spontaneous abortions and the unique ability of multiple HPV types to replicate in vitro in trophoblastic cells cultured in a monolayer system, rise new questions over the HPV tropism.

Six days following fertilization and once the apposition of the blastocyst on the uterine wall takes place, the trophoblast, in a very active and complex process, starts to proliferate, invade and to differentiate in order to build a physiological interface; the placenta, from where multiple mother/foetus exchanges occur. Interestingly, the way that the trophoblast behaves is very similar to malignant tumoural cells. However, the trophoblast obeys to strict spatial-temporal regulatory confines, insuring a proper development all along the pregnancy.

In regard to these data, we hypothesised that the expression of the high-risk HPV type 16 oncoproteins E5, E6 and E7, might modify the development of the infected trophoblast. During my Ph.D study, I demonstrated that the highly hydrophobic protein E5 is localized in many interne membranes compartments of the transfected trophoblast. E5 affects the viability of transiently and stably transfected trophoblastic cells. E6 and E7, favouring cell growth, neutralised the E5 cytotoxic effect. All HPV-16 early proteins, when expressed under the control of their endogenous promoter (LCR), favoured trophoblastic growth. These observations were also observed in cervical cell lines. In addition, E5 decreased the adhesiveness of trophoblastic cells to the tissue culture plastic and to endometrial cells similarly as previously described for E6 and E7. Cells expressing E6, E7 and in less extend E5 favoured chemotaxic migration and matrigel invasion compared to the cells expressing the LacZ control. These effects were also observed when early proteins were expressed under the control of their own viral promoter (LCR). Interestingly, the E-cadherin was down regulated in trophoblastic cells expressing E5, E6 and E7. In conclusion, HPV-16 early proteins enhanced trophoblastic growth and intensify the malignant phenotype by impairing cell adhesion leading to increased cellular motile and invasive properties. HPV-16 E5 participated, with E6 and E7, in these changes by impairing E-cadherin expression, a hallmark of malignant progression. Additional preliminary results consisting on the investigation of other markers of malignancy and immune tolerance, on studying the impact of the low-risk HPV type 6 early proteins on the migratory and invasive properties of trophoblastic cells and on the study of the ability of HPV-16 to influence the entry of virus particules, allowed to open wide perspectives.