Viral load and viral gene expression in papillomavirus-associated skin tumours of non-immunosupressed patients

Humane Papillomviren (HPV) stellen eine wesentliche Ursache menschlicher Krebserkrankungen dar. Für anogenitale Tumoren konnten eine Vielzahl epidemiologischer, tierexperimenteller und molekularbiologischer Daten die kausale Rolle des Virus für die Karzinogenese sichern. Kontrovers diskutiert wird momentan ein Zusammenhang zwischen HPV und nichtmelanozytärem Hautkrebs (NMSC). Diese Tumoren stellen die häufigsten Tumoren der kaukasischen Rasse dar. Die Tatsache, dass sich mit sensitiven Detektions-methoden in einem hohen Prozentsatz dieser epithelialen Hauttumoren HPV-DNA nachweisen lässt, scheint einen Zusammenhang zwischen der Infektion und der Karzinomentstehung nahezulegen. In einer Studie unserer Arbeitsgruppe wurden 703 benigne und maligne Hauttumoren Immunkompetenter auf HPV-DNA untersucht. In über 55% der untersuchten Präkanzerosen und Karzinome fand sich HPV-DNA. Erstmals konnte hierbei mit dem genitalen High-Risk-Typ HPV 33 ein einzelner HPV-Typ als signifikant mit Karzinomen und Präkanzerosen assoziiert identifiziert werden. Um die Frage eines Zusammenhangs des positiven HPV-Nachweises mit der Karzinogenese weiterzuverfolgen, wurden in der vorliegenden Arbeit Viruslastbestimmungen für verschiedene Tumoren mittels quantitativer Realtime PCR durchgeführt. Gleichzeitig wurden HPV33-positive zervikale Präkanzerosen und Zervixkarzinome vergleichend mituntersucht. Eine kleine Auswahl der HPV-positiven Hautveränderungen wurde zusätzlich auf eine Transkription viraler Gene mittels In Situ Hybridisierung untersucht. Auf diese Weise konnten für die HPV33-positiven aktinischen Keratosen Viruskopienzahlen gefunden werden, die teilweise denen zervikaler Präkanzerosen entsprachen. Für die HPV33-positiven Hautkarzinome fanden sich jedoch sehr geringe Virusmengen in einer Größenordnung von weniger als 1 Viruskopie auf 150 Zellen. Weitere Viruslastmessungen wurden vergleichend für benigne, mit verschiedenen kutanen HPV-Typen assoziierte Tumoren, deren virale Ätiologie als gesichert gelten kann, durchgeführt. Hier lag die Kopienzahl in der Regel bei 10^3 - 10^6 Kopien pro Zelle. Die in dieser Arbeit gefundenen, äußerst geringen HPV-Kopienzahlen in malignen, epithelialen Hauttumoren wurden schon in früheren Arbeiten anderer Arbeitsgruppe beobachtet. Die höheren Kopienzahlen in den HPV33-positiven aktinischen Keratosen stellen jedoch eine interessante Beobachtung dar, zumal die Virusmengen in zervikalen Präkanzerosen durchaus in ähnlichen Größenordnungen liegen. Sicherlich kann aus den Daten der Viruslast nicht direkt auf Mechanismen geschlossen werden, die für eine eventuelle Beteiligung des Virus bei der Entstehung von Hautkrebs eine Rolle spielen. Jedoch bieten diese Ergebnisse Ansatzpunkte für weitere Experimente und können im Kontext mit zukünftigen Forschungsergebnissen zur Klärung der Frage, ob und auf welche Weise Humane Papillomviren zur Hautkrebsentstehung führen, beitragen.The Human Papillomavirus (HPV) is one of the most important human carcinogenic factors. In anogenital tumours, especially cervical carcinomas, a multitude of epidemiological and experimental data showed the causal role of the virus in carcinogenesis. For nonmelanoma skin cancer (NMSC) an etiologic association with HPV is controversially discussed. NMSC is the most commonly diagnosed malignant disease in the caucasian population. With sensitive detection methods HPV-DNA can be found in a high percentage of these epithelial skin cancers. This suggests that the HPV Infection may also be involved in the origin of NMSC. In a study of our group 703 benign and malignant skin tumours from non-immunosupressed patients were scanned for HPV-DNA. For the first time a single HPV type, namely the genital high-risk“type HPV 33, could be identified as a significant risk factor for skin cancer and precancer. To follow up the question of causality of HPV positivity for carcinogenesis in the present dissertation viral load was determined in lesions of different dignity using a quantitative realtime PCR method. HPV33-positive cervical precancers (high-grade CIN) and cervical carcinomas were investigated comparatively. A small selection of the HPV-positive cutaneous lesions were additionally investigated for viral transcription using in situ hybridization. For HPV33-positive actinic keratoses viral copy numbers showed as roughly comparable with genital precancers. In HPV33-positive skin carcinomas viral load was very low, about less than 1 copy per 150 cells. Further viral load determination was carried out for benign cutaneous HPV-associated tumours, which viral etiology is clear. These benign warts revealed high copy numbers, usually about 10^3 - 10^6 copies per cell. The finding of very low HPV copy numbers in malignant epithelial skin tumours was former reported from several other groups. The higher copy numbers in HPV33-positive actinic keratoses represent an interesting point, particularly since the amount of viral DNA in cervical precancers is similar. Surely viral load data is not enough to point to mechanisms, which are relevant in a possible involvement of HPV in cutaneous carcinogenesis. Nevertheless these results offer points of departure for further experiments and could help, in context with future research, to answer the question if and in which way human papillomaviruses play a role in the origin of skin cancer