Peran Protein HPV E6 dan E7 Dalam Karsinogenesis Karsinoma Serviks.

(1)

ABSTRAK

PERAN PROTEIN HPV E6 DAN E7 DALAM KARSINOGENESIS KARS INOMA S ERVIKS

Freda Susana Halim, 2003. Pembimbing : Fanny Rahardja,dr.M.Si

Hampir semua karsinoma serviks (99,7%) didahului oleh infeksi HPV yang bcr si fat oiiko geni k . W alau p u n m e kani sine

HP

_{V dal am in c}_n_{ycb abkan kar s ino}_in_a serviks belum dapat dipahami secara menyeluruh namun telah terbukti peranan protein virus HPV E6 dan E7 dalam karsiriogenesis karsinorna serviks.

Karya Tulis Ilmiah ini bertujuan untuk memahami lebih jauh mengenai peran protein virus HPV E6 dan E7 dalam karsinogenesis karsinoma serviks.

Dalam sel-sel manusia terdapat dua protein penekan pertuinbuhan tumor yang penting, yaitu protciii p53 yang berperan pciiting dalam sei manusia scbagai penjaga iiitegritas genom dan protein Retinoblastoma yang meregulasi siklus sel agar proli ferasi sel tidak berlebihan.

Protein E6 berperan dalam degradasi protein p53 melalui jalur ubiquitin proteasome, dimana protein E6 bekerja sama dengan E6AP yang berperan sebagai cellular ubiquitin ligase, yang berakhir pada degradasi protein p53 oleh 26Sproteasome.

Protein E7 berperan dalam inaktivasi protein R b dengan dua mekanisme dalam yaitu mengganggu kompleks Rb-E2F sehingga protein Rb tidak dapat berfungsi atau menghancurkannya melalui j alur proteasomal dependent.

Inaktivasi protein p53 dan Retinoblastoma oleh protein HPV E6 dan E7 ini kemudian mengarahkan scl-sel serviks mengalami transformasi menuju keganasan.

(2)

ABSTRACT

THE ROLES OF HPV E6 & E7 PROTEINS IN CARCINOGENESIS OF CER VlCA L CARCINOMA

Freda Susana Halim, 2003. Tutor : Fanny Rahardja,dr.M.Si

Nearly all ccrvical cancers (99.7%) are preceded by previous infection with the oncogenic types of HP

V.

_{Although HP V mechanism in inducing cervical carcinoma is} not perfectly comprehended, it has been found that HPV E6 & E7 proteins play important roles in carcinogenesis of cervical carcinoma.

The objective is to get further understanding about the roles HPV E6

&

E7 proteins in carcinogenesis of cervical carcinoma.

Human cell has two main tumor suppresors protein thut are p53 protein which has critical junction in human cell as the ‘guardian ojthe genome’ and Rb protein which regulates cell cycle by controlling the cell cycle.

HP V E6 protein causes degradation of p53 protein through ubiquitin proteasome pathway in which E6 protein works together with E6AP, that plays a role as cellular ubiquitin ligase, causes degradation of p53 by 26Sprotoeasome.

HPV E7 protein inactivates Rb protein with two mechanisms, by disrupting Rb-

E2F complex or destroying Rb protein by proteasomal dependent pathway.

Inactivations of p53 and Rb proteins by HPV E6&E7 proteins lead cervical cells

to malignant trans formation.

(3)

DAFTAR ISI

2.1. Klasifikasi Human Papilloma Virus 4

2.2.1 . Morfologi 5

2.2.2. Struktur Genom 6

2.2.3. Replikasi HPV 6

2.2.4. Bentuk Episome HPV 9

2.2.6. Perjalanan Penyakit Infeksi HPV

2.2.5, Bentuk DNA HPV yang Berintegrasi ke dalam Kromosom hang 10 12 2.2.7. Perjalanan Penyakit Karsinoma Serviks 14 2.3. Peranan Protein HPV E6 dan E7 dalam Karsinogenesis Karsinoma Serviks

2.3. I, p53 I9

2.3.2. Peranan Protein p53 dalam Perbaikan DNA 24

2.3.3. Retinoblastoma 25

2.3.4. Regulasi Siklus Scl olch Protein Retinoblastoma 27 33

37

2.3.5. Protein HPV E6 32

2.3.6. Pengaruh Protein HPV E6 terhadap Protein p53

2.3.7. Protein HPV E7 37

2.3.8. pengaruh Protein HPV E7 terhadap Protein Retinoblastoma

BAB

III

RINGKASAN

41

(4)

ix

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4. I . Kesimpulan

4.2. saran

DAFTAR PUSTAKA RIWAYAT HIDUP

43 43

(5)

DAFTAR TABEL

Tabel 2. I . Faktor-Faktor Risiko

untuk

Karsinoma Serviks

halaman

17

(6)

DAFTAR G a m b a r

halaman Gainbar 2.1 .Human Papilloma Virus Dilihat dengati Electronmicrograph

Gambar 2.2.Struktur Genom HPV

Gambar 2 3 .Partikel-Partikel HPV yang Ditemukan dalam Lapisan-Lapisan Epidermis

Gambar 2.4.DNA HPV dalam Bentuk Episome daii yang Berintegrasi ke dalam kromosom Inang

Gambar 2.5. Karsinogenesis Karsinoma Serviks

Gambar 2.6.Periode-Periode Dysplasia dalam Perjalanan Penyakit Karsinoma Gainbar 2.7.Domain-Domain pada protein p53

Gainbar 2.8.Respon Protein p53 terhadap Kerusakan DNA Gainbar 2.9.Domain-Domain Fungsional Protein Retinoblastoma Gainbar 2. I 0.Fase-Fase Siklus Sel Eukariot

Gainbar 2.1 1 .Cara Kerja Protein Rb dalam Mengatur Siklus Sel Gambar 2.12.Struktur Molekul Protein E6

Gambar 2.13.Struktur Molekirl E6AP

Gambar 2.14.Cara Kerja Protein E6 dalam Mendegradasi Protein p53 Gambar 2. I 5.Cara Kerja Protein E7 dalam inaktivasi Protein

(7)

BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Sekarang ini telah terbukti bahwa kanker adalah suatu penyakit genetik. Karsinogenesis sendiri terdiri dari berbagai proses yang mengakibatkan pertumbuhan berlebih dari populasi sel-sel yang telah termutasi. Mutasi-mutasi ini mempengaruhi macam-macam langkah dalam jalur-jalur yang mengatur komunikasi seluler, pertumbuhan, pembelahan sel dan berakhir pada pertumbuhan yang tidak terkontrol, meningkatnya disorganisasi seluler dan pada akhirnya, suatu keganasan. Mutasi- mutasi tersebut dapat diperoleh secara genetik, dapat pula muncul sebagai konsekuensi oleh pemaparan karsinogen lingkungan atau agen-agen infeksius lainnya, tennasuk oleh virus. Virus diperkirakan terlibat dalam 20% tumor pada manusia. Pada kasus karsinoma serviks, virus bahkan merupakan penyebab utama(Flint, et al.2000).

Hampir semua karsinoma serviks (99.7%) didahului oleh infeksi

HPV

yang bersifat onkogenik. Infeksi oleh

HPV

adalah infeksi yang paling banyak ditularkan lewat hubungan seksual diseluruh dunia, melibatkan 75% dari seluruh wanita yang aktif secara seksual. Walaupun sedemikian luas infeksinya, hanya beberapa orang tertentu yang mengetahui bahwa mereka terinfeksi HPV karena infeksi oleh virus ini jarang memperlihatkan gejala-gejala yang berarti. Traktus genitalia wanita terutama serviks adalah daerah yang paling rentan terhadap efek onkogenik dari virus-virus ini, walaupun kulit berambut juga bisa terkena(Mc Intosh, 2000).

(8)

2

meninggal karena karsinoma serviks yang mereka derita Associates, P.A., 2000).

(Lakewood Pathology

Dengan tes DNA, saat ini dapat diketahui ratusan jenis virus HPV. Dari semua virus-virus ini, yang paling karsinogenik dan sering menyebabkan lesi genital dan oral adalah HPV tipe 16, 18, 31, 33, 39, 35, 51, 58, 72, dan 73. Pada daerah serviks, virus yang paling sering menyebabkan karsinoma adalah tipe 16 dan 18 (tipe berrisiko tinggi)(Mc Intosh, 2000).

Belum ditemukan obat untuk menghilangkan infeksi HPV secara sempurna karena virus ini cenderung mengadakan infeksi yang persisten. Juga tidak dapat ditentukan kapan virus ini

akan

_{aktif kembali setelah infeksi persisten tersebut}_dan

biasanya yang menyebabkan infeksi persisten ini adalah virus HPV yang berrisiko tinggi. Vaksin-vaksin untuk pencegahan infeksi HPV masih dalam penelitian (Naylor, 2000).

Walaupun mekanisme HPV dalam menyebabkan karsinoma serviks belum dapat dipahami secara menyeluruh, namun saat ini dapat dipastikan peranan protein virus HPV E6 dan E7 dalam karsinogenesis karsinoma serviks. Sel-sel yang terinfeksi oleh HPV dan mengalami transformasi inenjadi sel-sel ganas ini selalu mengekspresikan protein E6 dan E7 dalam jumlah yang tinggi(Helt & Galloway,2003).

Protein E7 mempunyai target protein Retinoblastoma, sedangkan protein E6 mempunyai target protein p53. Baik protein Retinoblastoma maupun protein p53 merupakan tumor suppressor protein yang penting. Dengan kedua defek molekuler utama ini sel-sel mukosa serviks selanjutnya akan mengalami transformasi menuju keganasan(Flint et al,2000).

1.2. Identifikasi Masalah

(9)

3

1.3. Maksud dan Tujuan

Karya Tulis Ilmiah ini bermaksud dan bertujuan untuk memahami lebih jauh mengenai peran protein virus HPV E6 dan E7 dalam karsinogenesis karsinoma serviks.

1.4. Kegunaan Penelitian

Untuk mendapatkan pengetahuan yang memadai mengenai karsinogenesis karsinoma serviks sehingga dapat memberikan gambaran mengenai kemungkinan pembuatan terapi baru untuk menghambat kerja protein HPV E6 dan E7 bagi individu yang telah mengalami infeksi HPV

1.5. Metode Penelitian

Karya tulis dibuat dengan cara studi pustaka

1.6. Lokasi dan Waktu

(10)

BAB IV

KESIMPULAN DAN SAKAN

4.1. Kesimpulan

Prolein E6 beperan dalain degradasi protein p53, suatu tumor suppresor penting yarig berperan dalam menjaga integritas genom sel. Degradasi ini dilakukan melalui jalur ubiquitin proteasome, dimana Protein E6 bekerja sama dengan E6AP yang berperan sebagai cellular ubiquitin ligase, yang berakhir pada degradasi protein p53 oleh 26Spro teasome.

Protein E7 berperan dalam inaktivasi protein Rb, tumor suppresor penting dalam scl yang meregulasi siklus scl pada fase G1. Protein E7 bekerja dengan 2 mekanisme dalam menginaktivasi Rb yaitu mengganggu koinpleks Rb-E2F sehingga Protein Rb tidak dapat berfungsi atau menghancurkannya melalui jalur proteasomal dependent.

Inaktivasi Protein p53 dan Retinoblastoma oleh protein HPV E6 dan E7 ini akhirnya menyebabkan sel tidak dapat menjaga integritas genomnya bila terdapat kerusakan DNA dan tidak dapat mengontrol siklus scl. keadaan ini mengarah pada meningkatkan sensitivitas seluler terhadap agen-agen karsinogenik dan terjadi proliferasi sel yang berlebihan, dan pada akhirnya sel-sel serviks mengalami tranformasi menuju suatu keganasan.

4.2. Saran

Melihat peran protein HPV E6 & E7 yarig sangat penting dalam karsinoma serviks, maka perlu dipikirkan pembuatan terapi bani terhadap protein-protein E6 & E7 bagi individu yang telah mengalami infeksi HPV persisten tanpa gejala ataupun yang telah mengalami dysplasia pada sel-sel serviksnya. Terapi ini dapat berupa inhibitor pengikatan protein E6 terhadap Protein p53, inhibitor pengikatan protein E7

(11)

44

(12)

DAFTAR PUSTAKA

Beerheide W., et al. 1999. Potential Drugs Against Cervical Cancer: Zinc-ejecting Inhibitors of the Human Papillomavirus Type 16 E6 Oncoprotein. 1999. Journal of the National Cancer. Institute, 14(91): 12 11-1220.

Clian, S.Y.,et al. 1995. Analysis of Genomic Sequences of 95 Papillomavirus Types: Uniting Typing, Phylogeny, and Taxonomy. Journal of Virology, 5(69): 3074- 3083.

Collier, I,. arid J. Oxford. 2000. Human Virology . ed. New York : Oxford University Press. p 1 13-1 15.

Flint, S. J., et al. 2000. Principles of Virology Molecular Biology, Pathogenesis and Control ed. Washington DC : ASM Press. p364-365,560-562, 582-589. Gonzalez, L.S., et al. 200 1. Degradation of the Retinoblastoma Tumor Suppressor by the Human Papillomavirus Type 16 E7 Oncoprotchi is Important for Functional Inactivation and is Separable from Proteasomal Degradation of E7. Journal

of

Virology, 16(75): 7583-7591

Hclt, A.

&

Galloway, D. 2003. Mechanisms by which DNA Tumor Virus

Oncoproteins Target the R b Family of Pocket Proteins ,Carcinogenesis24. 2(69): 159- 169.

Jawetz, Melnick & Adelberg. 1995. Medical Microbiology. ed. New York: McGraw-Hill. p5 11-512.

Jeon S., Allen-I Hoffimann B.L., Lambert P.F. 1995. Integration of luman Papillomavirus Type 16 into the Human Genome Correlates with a Selective Growth Advantage of Cells. Journal of Virology 5(69): 2989-2997. Kao, W.H.,et al. 2000. Human Papillomavirus Type 16 E6 Induces Self-

ubiquitination of the E6AP Ubiquitin-Protein Ligase. Journal of Virology,

14(74): 6408-6417.

Kasukawa, H., et al. 1998. A Fifteen-amino-acid Peptide Inhibits Human

Papillomavirus E 1 -E2 Interaction and Human Papillomavirus DNA Replication

In Vitro Journal of Virology, 1 0( 72): 8 166-8 173.

(13)

46

Kaufman,R.H, Adam, E., & Vonka, V. 2000. Clinical Obstretric and Gynecology.

New York : Lippincot Williams & Wilkins, Inc. 43(43), p364.

Kiyono, et al. 1997. Binding of High-risk Human Papillomavirus E6 Oncoproteins to the Human Homologue of the Drosophila Discs Large Tumor Suppressor Protein.

Proceeding National A cademy Science USA. 94: 1 16 1 2- 1 16 16.

Lakewood Pathology Associates, P.A. Women's Health : Cervical Cancer. 2000. littp://www.lakewoodpath.com/

Lepik, D. & Ustav, M. 2000. Cell-specific Modulation of Papovavirus Replication by Tumor Suppressor Protein p53 .Journal of Virology. 10(74): 4688-4697.

Lewin, B. 2000. Gene VII. ed New York: Oxford University Press. p901-906. MacDonald, F. & Ford, C.H.J. 1997. Molecular Biology of Cancer .ed. New

York: BIOS Scientific Publishers. p43-45, 53-57.

McCook, Alison. Genital Wart Virus Common in Men Seeking STD Care. 2003. http:/\lt.lvw.ivillagehealth.com/

McIntosh, Noel. Human Papilloma Virus and Cervical Cancer. 2000. http:/www.reproline.jhu.edu/

Meyers, C., et al. 2002. Infectious Virions Produced from a Human Papillomavirus Type 18/16 Genomic DNA Chimera. Journal of Virology. I 0(76): 4723-4733. Munger, P., et al. 199 1. Biochemical and Biological Differences between E7

Oncoprotsins of the High- and Low-risk Human Papillomavirus Types are Determined by Amino-terminal Sequences. Journal

of

Virology. 7(65), 3943- 3948.

N ayl or, M. Cu taneous Hum an Papillom a Viru s lnfec tion. 2000,

http://www.telemedicine.ord

Shashidar, M. V. Pathology of Cervical Carcinoma. 2003. http://www.fsm.ac.fj/ Smith, M.L., ct al. 2000. p53-mediated DNA Repair Responses to UV Radiation:

Studies of Mouse Cells Lacking p53, p2 l, and/or gadd45 Genes Journal of'

(14)

47

Smith, M.L. & Fornace, A.J. 1997. p53-mediated Protective Responses to U V Irradiation. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 94: 12255-12257.

Stiinkel, W. & Bernard, H.U . 1999. The Chromatin Structure OF the Long Control Region of Human Papillomavirus Type 16 Represses Viral Oncoprotein Expression. Journal of Virology. 3(73): 19 18- 1930.

Talis, A., Huibregtse,J.M. & Howley, P. 1997. The Role of E6AP in the Regulation of p53 Protein Levels in Human Papillomavirus (HPV)-positive and HPV- negative Cells. Journal of Virology I 1(273): 6439.

Thomas, J.T., et al. 200 I . Cellular Changes Induced by Low-risk Human

Papillomavirus Type I I in Keratinocytes That Stably Maintain Viral Episomes

.

Journal

of

Virology., 16(75):7564-7571.

Ushikai, M., et al. 1994. Trans-activation by the Full-Iength E2 Proteins of

Human

Papillomavirus Type I6 and Bovine Papillomavirus Type 1 In Vitro and In Vivo: Cooperation with Activation Domains of Cellular Transcription Factors. Journal

of

Virology. 10(68): 6655-6666.

Vallcc, B.L., Coleman, J.E.& Auld, D.S. 1991. Zinc Fingers, Zinc Clusters, and Zinc Twists i n DNA-binding Protein Domains. 199 I . Proceedings of the National

Academy of Sciences USA. 88: 999-1003.

Woodworth C.D., Doniger J., DiPaolo J.A. 1989.Immortalization of Human Foreskin Keratinocytes by Various Human Papillomavirus DNAs Corresponds to Their Association with Cervical Carcinoma. Journal

of

Virology. 1(63): 159- 164. Woodworth C.D., Bowden P.E., Doniger J. 1988. Characterization of Normal Human

Exocervical Epithelial Cells Immortalized In Vitro by Papillomavirus Types 16 and 18 DNA. Carcinogenesis 48: 4620-4628.

Yang, R., el al. 2003. Cell Surface-binding Motifs of L2 that Facilitate Papillomavirus Infection. Journal of Virology. 6(77): 353 1-354 1.