Aree di specializzazione

I papillomavirus (PV) sono agenti eziologici di numerosi tumori benigni e maligni della pelle e delle mucose. Le verruche benigne includono verruche comuni, plantari, anali, genitali e respiratorie (o papillomi). I tumori maligni comprendono i tumori anogenitali, come i carcinomi e gli adenocarcinomi del pene, dell'ano e della cervice, una percentuale crescente di tumori dell'orofaringe e alcune neoplasie cutanee diverse dal melanoma.

Il focus della ricerca nel mio laboratorio è sui cicli replicativi dipendenti dalla differenziazione dei PV (Fig. 1) e sui meccanismi con cui i cicli replicativi possono essere interrotti e progredire verso i tumori maligni. Il nostro gruppo si concentra principalmente sui papillomavirus umani (HPV), ma studiamo anche papillomavirus rhesus e di topo come sistemi modello. Per supportare la replicazione virale in laboratorio, utilizziamo il sistema di coltura tissutale organotipica (raft) per coltivare l'epitelio differenziante.

Siamo specificamente interessati a tre aree di ricerca rispetto alle infezioni da HPV e al cancro: (i) Indagare le specifiche molecolari dell'interazione virale con i cheratinociti dell'ospite che portano alla captazione del virione (Fig. 2); (ii) Identificazione della(e) fase(i) dell'infezione virale in corrispondenza delle quali sono dimostrati il ​​range dell'ospite e il trofismo tissutale e permette o nega l'instaurarsi della persistenza virale; (iii) Definire i meccanismi con cui è regolata l'espressione dell'oncoproteina HPV, nel tentativo di comprendere meglio la biologia epiteliale e la progressione del cancro.

Figura.

Fig. 1. L'intero ciclo replicativo del papillomavirus richiede la stratificazione e la differenziazione dell'epitelio. I cinque passaggi canonici dell'infezione da virus come mostrato numerati: 1-allegato, 2 ingressi, 3 replicazione del genoma, 4 assemblaggio, 5 rilascio. A causa della dipendenza della replicazione PV dalla differenziazione epiteliale, la replicazione del genoma virale (fase 3) avviene in tre fasi distinte (fasi 3i, ii, ii). Questi includono: (3i) costituzione del genoma, in cui il genoma virale in arrivo viene replicato a 10-50 copie per nucleo; (3ii) mantenimento, in cui i genomi virali sono replicati con DNA cellulare e partizionati in cellule figlie mediate dal legame E2 ai cromosomi mitotici; e (3iii) amplificazione negli strati cellulari soprabasali superiori in preparazione per l'assemblaggio dei virioni della progenie. Queste tre fasi della replicazione del vDNA, così come l'espressione genica virale precoce e tardiva, sono separate temporalmente e spazialmente nell'epitelio infettato in modo produttivo (modificato da Young et al. 2019). Immagine creata con BioRender.

Figura.

Fig. 2. Modello proposto per le interazioni extracellulari dell'HPV in un microambiente dinamico ferito in cui i virioni sono associati a DCC. (UN). Processi naturali che si verificano in assenza di HPV. I bordi basali delle cellule epiteliali contattano l'ECM costituito da collagene, elastina, fibronectina e laminina. LN332 interagisce con la tetraspanina Sdc1, CD151 e l'integrina a6b4 sulla cellula basale per fornire l'ancoraggio cellulare alla membrana ECM/seminterrato, chiamata emidesmosoma. (i.) Le convertasi proproteiche, come la furina, attivano le MMP e le sheddasi ADAM (ii), che catalizzano il rilascio o lo "spargimento" di GF legati alla membrana e gli ectodomini proteici di HSPG, inclusi Sdc1 e Sdc4 (frecce tratteggiate. (iii. ) HSPG nella membrana plasmatica e ECM agiscono come depositi locali per GF solubili e altre molecole bioattive (iv.) I complessi solubili contenenti GF e HSPG sono liberati dalle eparanasi e dal trattamento proteolitico di LN332 (v.) I complessi solubili GF si legano ai GFR e attivano le cascate di segnalazione intracellulare. La segnalazione Src mediata da EGFR attiva l'A2t per il trasporto alla superficie della membrana plasmatica. A2t e CD151 regolano l'endocitosi dell'EGFR. (B). Quando presenti, gli HPV dirottano i normali processi di decorazione HSPG con GF e il loro rilascio dal cellule. In virtù dell'interazione delle particelle di HPV con HS, KLK8 scinde L1, furina elabora L2 e promuove il rilascio mediato da sheddase di HPV legato a HSPG e GF. Queste funzioni favoriscono la decorazione dell'HPV con HS e GF (iv) e la segnalazione, l che porta all'interazione del virus con il complesso recettoriale (v). (vi.) I virioni dell'HPV possono associarsi a complessi solubili HS-GF nella ferita e in vivo possono anche arrivare nell'ambiente della ferita con la capacità di indurre segnali per mobilitare il complesso recettore. Immagine creata con BioRender. Da Ozbun 2019.

Si prega di visitare il PAGINA INIZIALE DEL LABORATORIO DI OZBUN per maggiori informazioni o se sei interessato ad opportunità post-dottorato

Risultati e premi

Brevetti

Brevetto USA n. 6,110,663: Metodi per rilevare, titolare e determinare la suscettibilità al papillomavirus.

Brevetto USA n. 7,285,386: RhPV come modello per i tumori indotti da HPV. 

Brevetto USA n. 11,045,519: Composizioni polipeptidiche ricche di arginia e metodi di utilizzo dello stesso

Pubblicazioni chiave

Ozbun MA e SK Campos, La strada lunga e tortuosa: ingresso del papillomavirus umano e traffico subcellulare. Opinione attuale in virologia, 2021 50:76-86, https://doi.org/10.1016/j.coviro.2021.07.010.

Yilmaz E, Ozbun MA, Gan GN.  Firma molecolare e immunitaria del carcinoma squamocellulare del cavo orale HPV-positivo.  Oncolo orale. 2021 gennaio 25:105175. doi: 10.1016/j.oraloncology.2020.105175. Online prima della stampa.PMID: 33509683 

Luna AJ, Sterk RT, Griego-Fisher AM, Chung JY, Berggren KL, Bondu V, Barraza-Flores P, Cowan AT, Gan GN, Yilmaz E, Cho H, Kim JH, Hewitt SM, Bauman JE, Ozbun MA.  La segnalazione MEK/ERK è un regolatore critico dell'espressione dell'oncogene del papillomavirus umano ad alto rischio che rivela bersagli terapeutici per i tumori indotti da HPV.  PLoS Pathog. 2021 gennaio 22;17(1):e1009216. doi: 10.1371/journal.ppat.1009216. eCollection 2021 Jan.PMID: 33481911  

Ozbun MA, Bondu V, Patterson NA, Sterk RT, Waxman AG, Bennett EC, McKee R, Sharma A, Yarwood J, Rogers M, Eichenbaum G.   Titoli infettivi dei papillomavirus umani (HPV) nelle lesioni dei pazienti, considerazioni metodologiche nella valutazione dell'infettività dell'HPV e implicazioni per l'efficacia dei disinfettanti di alto livello.  EBioMedicina. 2021 gennaio;63:103165. doi: 10.1016/j.ebiom.2020.103165. Epub 2021 gennaio 7.PMID: 33422988 .

Young, JM, Zine El Abidine, A., Gómez-Martinez, RA, Ozbun, MA 2019. Le intersezioni note e potenziali di Rab-GTPases nelle infezioni da papillomavirus umano. Biol.dev. cella anteriore.7:139. doi: 10.3389/fcell.2019.00139  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2019.00139/full

Berggren KL, Restrepo Cruz S, Hixon MD, Cowan AT, Keysar SB, Craig S, James J, Barry M, Ozbun MA, Jimeno A, McCance DJ, Beswick EJ, Gan GN.  L'inibizione di MAPKAPK2 (MK2) media la produzione di citochine infiammatorie indotte dalle radiazioni e la crescita del tumore nel carcinoma a cellule squamose della testa e del collo.  oncogene  . 2019 novembre;38(48):7329-7341. doi: 10.1038/s41388-019-0945-9. Epub 2019 ago 15.PMID: 31417185

Ozbun MA 2019. Eventi extracellulari che incidono sulle infezioni da papillomavirus umano: Ferite epiteliali alla segnalazione cellulare coinvolta nell'ingresso del virus. Papilloma virus Ris. 7:188-192. https://doi.org/10.1016/j.pvr.2019.04.009

Muñoz JP, Carrillo-Beltrán D., Aedo-Aguilera V., Calaf GM, León O., Maldonado E., Tapia JC, Boccardo E., Ozbun MA, Aguayo F. 2018. L'esposizione al tabacco migliora l'espressione dell'oncogene del papillomavirus umano 16 tramite Via di segnalazione EGFR/PI3K/Akt/c-Jun nelle cellule del cancro cervicale. Microbiolo anteriore. 9:3022.

Brand T., S. Hartmann, N. Bhola, H. Li, Yan Zang, R. O'Keefe, M. Ranall, S. Bandyopadhyay, M. Soucheray, N. Krogan, C. Kemp, U. Duvvuri, T LaVallee, D. Johnson, M. Ozbun, J. Bauman e J. Grandis. 2018. La segnalazione di diafonia tra HER3 e HPV16 E6 ed E7 media la resistenza agli inibitori di PI3K nel cancro della testa e del collo. Ricerca sul cancro, 78(9):2383-2395.

Staquicini DI, Rangel R, Guzman-Rojas L, Staquicini FI, Dobroff AS, Tarleton CA, Ozbun MA, Kolonin MG, Gelovani JG, Marchiò S, Sidman RL, Hajjar KA, Arap W, Pasqualini R. 2017. Targeting intracellulare di annessina A2 inibisce l'adesione delle cellule tumorali, la migrazione e l'innesto in vivo. Rapp. Sci. 7(1):4243. PMID: 28652618

Klionsky DJ, et al. 2016 Linee guida per l'uso e l'interpretazione dei saggi per il monitoraggio dell'autofagia (3a edizione). Autofagia 12(1):1-222.

Surviladze, Z., RT Sterk e MA Ozbun. 2015. L'interazione delle particelle di papillomavirus umano di tipo 16 con le molecole di eparan solfato e syndecan-1 nella matrice extracellulare dei cheratinociti svolge un ruolo attivo nell'infezione. J. Gen. Virol. Agosto;96(8):2232-41.

Ozbun, MA e Patterson, NA 2014. Utilizzo di colture di tessuti epiteliali organotipici (zattera) per la biosintesi e l'isolamento di papillomavirus umani infettivi. Curr. Protocollo Microbiolo. 34:B:14B.3:14B.3.1–14B.3.18. 

Wei, L., Griego, AM, Chu, M. e MA Ozbun. 2014. L'esposizione al tabacco determina un aumento dell'espressione degli oncogeni E6 ed E7, danni al DNA e tassi di mutazione nelle cellule che mantengono i genomi del papillomavirus umano episomico 16, pubblicato prima della stampa Carcinogenesi, 35(10):2373-81.

Tyler M., Tumban E., Dziduszko A., Ozbun MA, Peabody DS, B. Chackerian. 2014. L'immunizzazione con un epitopo di consenso dal papillomavirus umano L2 induce anticorpi che sono ampiamente neutralizzanti, Vaccine. 23 luglio;32(34):4267-74.

Dziduszko, A. e MA Ozbun. 2013. Annexin A2 e S100A10 regolano l'ingresso del papillomavirus umano di tipo 16 e il traffico intracellulare nei cheratinociti umani, J. Virol., 87(13):7502-7515.

Surviladze, Z., RT Sterk, SA De Haro e MA Ozbun. 2013. L'ingresso cellulare del papillomavirus umano di tipo 16 comporta l'attivazione del percorso PI3K/Akt/mTOR e l'inibizione dell'autofagia. J Virol, 87:2508-2517.

Surviladze Z, Dziduszko A e MA Ozbun. 2012. Ruoli essenziali per i proteoglicani e i fattori di crescita eparan solfonati associati al virione solubile nelle infezioni da papillomavirus umano. PLoS Pathog. 8 febbraio (2): e1002519. Epub 2012 febbraio 9

Campos SK, Chapman JA, Deymier MJ, Bronnimann MP e MA Ozbun. 2012. Effetti opposti della bacitracina sull'infezione da papillomavirus umano di tipo 16: miglioramento del legame e dell'ingresso e inibizione della penetrazione endosomiale. J Virol. aprile;86(8):4169-81. Epub 2012 15 febbraio.

Bergant Marusic, M., Ozbun, M. A, Campos, SK, Myers, MP, L. Banks. 2012. Il papillomavirus umano L2 facilita la fuga virale dagli endosomi tardivi tramite Sorting Nexin 17. Traffico, 13 (3): 455-67.

H. Song, P. Moseley, SL Lowe e MA Ozbun. 2010. La proteina 70 dello shock termico inducibile migliora la replicazione del genoma virale HPV31 e la produzione di virioni durante il ciclo di vita dipendente dalla differenziazione nei cheratinociti umani. Ris. virus Gen;147(1):113-22. Epub 2009 novembre 5.

Wei, L., PE Gravitt, H. Song, A. Maldonado e MA Ozbun. 2009. L'ossido nitrico induce la trascrizione virale precoce in coincidenza con un aumento dei danni al DNA e dei tassi di mutazione nelle cellule infette da papillomavirus umano. Ris. Cancro 69: 4878-4884.

Campos, SK e MA Ozbun. 2009. Due residui di cisteina altamente conservati nel papillomavirus umano di tipo 16 L2 formano un legame disolfuro intramolecolare e sono critici per l'infettività nei cheratinociti umani. PLoS UNO 4(2): e4463. doi:10.1371/journal.pone.0004463

Tomaic, V., D. Gardiol, P. Massimi, M. Ozbun, M. Myers e L. Banks. 2009. I virus dei tumori umani e dei primati utilizzano il legame PDZ come meccanismo evolutivamente conservato per prendere di mira i regolatori della polarità cellulare. Oncogene 28(1):1-8.

JL Smith, DS Lidke e MA Ozbun. 2008. I filopodi attivati ​​da virus promuovono l'assorbimento del papillomavirus umano di tipo 31 dalla matrice extracellulare. Virologia, 381:16-21. **Copertina per il numero della rivista.

JL Smith, SK Campos, A. Wandinger-Ness e MA Ozbun. 2008. L'ingresso infettivo dipendente dalla caveolina-1 del papillomavirus umano di tipo 31 nei cheratinociti umani procede verso la via endosomiale per la rimozione del rivestimento dipendente dal pH. J. Virologia, 82:9505-9512.

JL Smith, SK Campos e MA Ozbun. 2007. Il papillomavirus umano di tipo 31 utilizza una via di ingresso mediata dalla caveolina 1 e dalla dinamina 2 per l'infezione dei cheratinociti umani. J. Virologia, 81:9922-9931.

Ozbun, MA, SK Campos e JL Smith. 2007. I primi eventi delle infezioni da papillomavirus umano: implicazioni per la regolazione del tropismo cellulare e della gamma degli ospiti, in nuove strategie per la regolazione e la trasformazione del gene del papillomavirus umano, B. Norrild (a cura di), Research Signpost, Kerala, India, pp 69-122 .

Y. Wu, SK Campos, GP Lopez, MA Ozbun, LA Sklar, T. Buranda, 2007. Lo sviluppo di Quantum Dot Calibration Beads e Biotest quantitativi multicolore in citometria a flusso e microscopia, anale. biochimica. 364(2):180-92.

AF Deyrieux, G. Rosas-Acosta, MA Ozbun e Van G. Wilson. 2007. Dinamiche di sumoilazione durante la differenziazione dei cheratinociti, J. Cell Sci. 120:125-36.

NA Patterson, JL Smith, MA Ozbun. 2005. L'infezione da papillomavirus umano di tipo 31b dei cheratinociti umani non richiede eparan solfato. J. Virologia, 79: 6838-6847.

PF Lambert, MA Ozbun, A. Collins, S. Holmgren, D. Lee e T. Nakahara. 2005. Utilizzo di una linea cellulare immortalizzata per studiare il ciclo di vita dell'HPV in colture organotipiche "raft". Metodi Mol Med. 119:141-55.

SC Holmgren, NA Patterson, MA Ozbun, PF Lambert. 2005. La proteina del capside minore, L2, contribuisce a più fasi del ciclo vitale del papillomavirus. J. Virologia, 79:3938-3948.

JH Lee, SMP Yi, ME Anderson, KL Berger, MJ Welsh, AJ Klingelhutz e MA Ozbun. 2004. Propagazione del papillomavirus umano infettivo di tipo 16 utilizzando l'adenovirus e il meccanismo Cre/LoxP. Proc. Natl. Acad. Sci., 101:2094-2099.

Ozbun, MA 2002. Infezione da papillomavirus umano tipo 31b di cheratinociti umani e inizio della trascrizione precoce, J. Virol, 76:11291-11300.

Ozbun, MA 2002. Papillomavirus umano infettivo tipo 31b: purificazione e infezione di una linea cellulare di cheratinociti umani immortalati, J. Gen. Virol, 83:2753-2763.

Steele, BK, C. Meyers e MA Ozbun. 2002. Espressione variabile di alcuni geni "domestici" durante la differenziazione dei cheratinociti umani, Anal. Biochimica, 307:341-347.