Menu

Papillomavirus E2 induces p53-independent apoptosis in HeLa cells

Christian Desaintes, Sylvain Goyat, Serge Garbay, Moshe Yaniv and Françoise Thierry

Oncogene (1999) 18, 4538-4545

 

Direview oleh: Endah Puspitasari

 

Infeksi pappilomavirus, suatu adenovirus, sering diasosiasikan dengan lesi pada epitel kulit maupun jaringan lunak. Pappilomavirus yang menginfeksi leher rahim dikaitkan dengan kanker leher rahim. Protein E1, E2, E6 dan E7 adalah protein-protein yang penting pada pappilomavirus (lihat Gambar 1).

Gambar 1. Struktur dan fungsi genome pappilomavirus

Protein E6 dan E7 dari pappilomavirus berperan dalam proses karsinogenesis. E6 akan berinteraksi dengan p53 dan mendegradasinya, sedangkan E7 akan berinteraksi dengan pRB sehingga E2F berada dalam keadaan bebas dan aktif sebagai faktor transkripsi. E1 berperan dalam replikasi DNA, sedangkan E2 berperan dalam replikasi DNA, proses transkripsi, serta sebagai repressor E6. Sebagai faktor transkripsi, E2 memiliki dua domain: transactivation domain (N-terminal domain) dan DNA binding domain (C-terminal domain). Saat proses infeksi terjadi, integrasi genome virus ke dalam genome sel host merusak protein E1 dan E2, akibatnya tidak ada protein yang menekan aktivitas E6, sehingga p53 terdegradasi.

Ekspresi protein E2 pappilomavirus menginduksi akumulasi p53 dan menyebabkan cell cycle arrest dan apoptosis pada sel HeLa. Namun, onset apoptosis tidak berkorelasi dengan peningkatan aktivitas transkripsional p53. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan apakah apoptosis yang disebabkan oleh E2 independen terhadap induksi p53 secara biokimiawi dan genetik.

Untuk mengetahui peran aktivitas transkripsi p53 pada G1 arrest dan apoptosis pada sel HeLa yang ditransfeksi E2, peneliti melihat dari ekspresi dua target gen p53, yaitu p21 dan Bax. E2 tidak meningkatkan ekspresi p53 pada level mRNA, namun terdapat protein p53 dalam sel. Artinya terjadi akumulasi protein p53 dengan cara stabilisasi protein p53. Adanya akumulasi p53 memicu transkripsi p21, namun tidak mempengaruhi Bax, baik isomer Bax α maupun Bax β.

Hasil pengujian apoptosis menunjukkan bahwa peningkatan persentase apoptosis terjadi pada jam ke 20 hingga 24 jam, setelah itu cenderung untuk menurun. Sedangkan akumulasi p53 terjadi setelah jam ke 24. Hal ini dapat dilihat dari ekspresi MDM2 yang meningkat setelah 24 jam (p53 merupakan faktor transkripsi MDM2). Artinya, apoptosis yang terjadi memang tidak tergantung pada p53. Berbeda dengan kematian akibat perlakuan cisplatin yang terjadi setelah jam ke 70 (merupakan model kematian sel yang melibatkan p53).

Sel HeLa yang dikotransfeksi agar mengalami overekspresi E6 (untuk mendegradasi p53) digunakan untuk memastikan bahwa apoptosis yang terjadi benar-benar tidak tergantung p53. Meskipun p53 semakin lama semakin menurun akibat degradasi E6, ternyata apoptosis sel HeLa tidak berbeda dari waktu ke waktu. Hal ini menandakan bahwa apoptosis tidak tergantung p53.

Mutan pada transactivation domain di titik E43A dan I77A digunakan untuk mengetahui peran transactivation domain dari E2 dalam transkripsi dan replikasi DNA. Kedua mutan bersifat stabil, mampu berikatan dengan DNA. Kedua mutan tidak dapat menjalankan fungsi transkripsi. Namun, mutan I77A mempertahankan fungsi replikasi DNA sebesar 35 % relatif terhadap wild type. Di sisi lain, ternyata persentase apoptosis antara mutan dan wild type tidak berbeda.

Transactivation domain E2 diperlukan dalam akumulasi p53 yang efisien, sebab dapat menekan transkripsi E6, karenanya mampu menginduksi stabilisasi p53 dengan lebih baik. Namun fungsi replikasi DNA pada E2 tidak dibutuhkan dalam menginduksi p53.

Mekanisme induksi kematian sel oleh E2 mungkin melalui fungsi baru dari E2, kemungkinan melibatkan beberapa partner molekuler seperti TFIID, TFIIB, dan beberapa protein seluler lain. Kematian sel yang dimediasi oleh E2 mungkin melibatkan tahapan yang lebih singkat bila dibanding dengan kematian sel oleh cisplatin, meskipun secara fenotip tahapan apoptosis memiliki kesamaan antara keduanya.

Ada banyak contoh apoptosis yang tidak tergantung p53. Misalnya overekspresi E2F dapat mengaktivasi apoptosis yang tidak tergantung p53, karena kompleks E2F/Rb dapat meningkatkan represi gen pro apoptosis yang belum diketahui. Onkogen Ras juga menginduksi apoptosis yang tidak tergantung p53 yang dapat ditekan oleh NF-κB. Namun contoh yang tepat untuk kasus ini adalah apoptosis yang tidak tergantung p53 yang diinduksi oleh protein pada daerah awal E4orf4 adenovirus. Adenovirus membawa fungsi anti apoptosis dan pro apoptosis yang digunakan pada tahap yang berbeda dalam siklus virus. Misalnya, kematian sel oleh E4orf4 sepertinya terjadi pada tahap akhir infeksi yang menyebabkan kematian sel terburuk dan penyebaran virus baru. Selama kontrol pertumbuhan pappilomavirus kemungkinan melibatkan mekanisme yang sejenis. E2 dapat memiliki peran penting dalam kematian sel yang memasuki tahap akhir infeksi dan peyebaran virus. Di sisi lain, E2 mungkin memodulasi proliferasi sel selama tahap awal infeksi.