L’INFECTION PAR HPV

 

INDEX DU TUTORIAL

  1. Introduction
  2. Caractéristiques de l’HPV

    1. Morphologie du virus
    2. Microscopie électronique de l’HPV
    3. Cycle viral de l’HPV
  3. Modifications induites par les sous-types du virus
    1. HPV 6/11
    2. HPV 16/18
  4. Diagnostic
    1. Patients symptomatiques
    2. Patients asymptomatiques
      1. Modifications cytologiques
      2. Méthodes de détection et de typage des HPV
        1. Méthodes immunohistochimiques
        2. Techniques d’hybridation moléculaire
        3. Méthodes d’amplification génomique
      3. Colposcopie
      4. Biopsie
  5. Auteurs

 

 

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1.INTRODUCTION

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On sait depuis 1890 que les verrues de la peau et des muqueuses sont de nature infectieuse mais leur étiologie virale ne fut pas prouvée avant 1949 par Strauss.

La transmission sexuelle des microorganismes comme les bactéries, les protozoaires, les champignons ou les virus peut induire des modifications morphologiques des cellules du tractus génital.

Les virus tels que les papillomavirus humains (HPV) se répliquent dans les cellules vivantes, induisant des changements morphologiques des cellules ou tissus infectés.

Ces changements furent d’abord interprétés comme une desquamation cervico-vaginale de type " dysplasies " jusqu'à ce que Meissels et collaborateurs attirent l’attention sur les similitudes entre les changements cellulaires considérés comme une dysplasie modérée dans les frottis cervico-vaginaux et les cellules du condylome acuminé.

L'étiologie virale du condylome acuminé et de certaines modifications cytologiques interprétées comme des dysplasies modéréées sur des frottis et biopsies fut démontrée par microscopie électronique et immunohistochimie.

La certitude d’une relation entre le développement d'une pathologie cervicale et l'infection par HPV ainsi que les potentialités variées des différents types et sous-types d'HPV à induire un carcinome cervical (6 à 11 étant à faible risque, 16, 18, 33 à haut risuqe) se sont révélés très intéressants pour les scientifiques. A l’heure actuelle, les aspects épidémiologiques aussi bien que la distribution géographique et la biologie moléculaire des virus sont bien connus.

Le groupe des papovavirus comprend 2 espèces :

Ils sont tous les deux de petite taille (45 à 55 pm de diamètre) et sont des virus non enveloppés dont la capside icosaédrique contient un double brin d'ADN de 5 à 8 kilobases.

Les papillomavirus n’infectent que les revêtements épithéliaux et semblent être à l'origine du cancer du col utérin tandis que les polyomavirus ne sont pas impliqués dans le développement de tumeurs malignes. De nouvelles souches virales ont été identifiées et leur potentialité à induire un cancer est sous surveillance constante.

L'expression néoplasique et la transformation des lésions du col dépendent vraisemblablement de plusieurs facteurs tels que : les caractéristiques génétiques et le statut immunologique du patient ainsi que des promoteurs de nature physique ou chimique. Il en résulte que le même type d'infection provoqué par le même agent peut être asymptomatique chez certains patients alors qu’ils occasionnent des changements bénins et réversibles chez d'autres et serait capable d’évoluer d'une dysplasie légère ou modérée vers un carcinome in situ et finalement infiltrant.

Actuellement, on connaît 70 sous-types d'HPV. Environ 25 d’entre eux infectent le tractus génital, ce qui explique que cette infection soit la plus fréquente des maladies sexuellement transmissibles.

Environ 40% des femmes hébergent l'HPV (celui-ci a été détecté par des techniques très sensibles comme la P.C.R) mais seulement 10% de changements morphologiques ont pu être observés. Ce pourcentage diminue avec l'âge et les infections par l'HPV sont rares après 45 ans. L'infection dure normalement un à deux ans et disparait spontanément dans la majorité des cas.

Les techniques de biologie moléculaire couplées à des études histopathologiques et épidémiologiques ont montré que le cancer du col et le cancer du colon passaient par différents stades de développement et l'étude des modifications morphologiques est corrélée avec les étapes de l'infection par l'HPV.

De nombreux aspects de l'HPV méritent encore des recherches approfondies.

 

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2. CARACTERISTIQUES DE L’HPV

2.1. MORPHOLOGIE DU VIRUS

L'HPV est un virus non enveloppé constitué :

Le diamètre du virion est de 55 µm. Il a une forme icosaédrique et est constitué d'une nucléocapside formée de 27 capsomères et du génome viral.

La capside porte l'antigène spécifique de genre et de groupe (commun à tous les HPV).

Le génome viral est un double brin d'ADN circulaire d’environ 8000 bases dont la disposition différencie les types et sous-types du virus et dont le poids moléculaire est de 5.200.000 Daltons.

Une partie du génome viral (60%) est constituée de l'URR (unité régulatrice non codante), qui régule la réplication et la transcription du virus.

Le reste du génome (environ 40%) contient les ORF (cadres ouverts de lecture), qui permettent la réplication ou la multiplication des virus. Tous les ORF sont sur un seul des brins d'ADN et donc l'information génétique ne peut être trouvée que sur l'un des deux brins d'ADN.

Dans les ORF, on distingue 2 parties :

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Schéma de la morphologie du virus. (schéma : remplacer " capsid " par " capside ", " capsomers " par " capsomères ", " these codify protein for the capsid " par " régions codant pour la protéine de capside ", " these codify replication and viral differentiation protein " par "régions codant pour la réplication et la différentiation du virus ", " Open reading frames " par " cadres ouverts de lecture ", " non codified regulator unities " par " unités régulatrices non codantes " et " viral DNA " par " ADN viral "). 

 

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2.2. MICROSCOPIE ELECTRONIQUE DE L’HPV.

 
Image en microscopie électronique (ME) d'une cellule intermédiaire dans le noyau de laquelle on peut voir de nombreuses particules virales.

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2.3. CYCLE VIRAL DE L’HPV

L'HPV est un microorganisme strictement intranucléaire, qui infecte les cellules qui ont une importante activité mitotique (cellules basales et parabasales) et s’y reproduit. En même temps, il induit dans les cellules infectées une augmentation des mitoses, responsable d’une augmentation de l'épaisseur de l'épithélium infecté (condylome acuminé) et des changements moléculaires avec des altérations morphologiques (koïlocytes) et des anomalies de la différenciation cellulaire (hyperkératose et dyskératose).

Les zones qui permettent au virus de pénétrer sont les érosions ou les métaplasies du col, dans lesquelles les cellules basales ou parabasales sont exposées.Quand l'HPV pénètre dans le cytoplasme de la cellule, il perd sa capside (décapsidation) et l'ADN viral gagne le noyau cellulaire qui commence son cycle de reproduction. Il utilise les organites et le métabolisme des cellules infectées pour sa propre réplication. Dans la première phase de transcription de l'ADN en ARNm et de traduction dans les ribosomes du réticulum endoplasmique granuleux des cellules infectées, sont synthétisées les "protéines précoces" qui sont responsables des changements morphologiques des cellules infectées. Il s'ensuit une augmentation du taux mitotique et une maturation anormale des cellules.

Cette phase survient après la réplication de l'ADN viral avec augmentation du nombre de cellules non enveloppées. Elle est suivie d’une seconde phase de transcription et traduction qui produit "la protéine tardive" utilisée pour former la protéine de structure de la capside virale. L’assemblage de l’ADN viral et de la capside aboutit au virus complet, qui peut rester à l’intérieur de la cellule ou la quitter.

Les kératocytes ou cellules superficielles de l’épithélium infecté sont les cellules qui transmettent le virus lors des rapports sexuels.

 
Schéma du cycle viral intracellulaire.

 (schéma : remplacer " approach " par " approche ", " transcription of ARNm " par " transcription en ARNm ", " transcription of early protéine " en " traduction en protéine précoce ", " transcription of late protein " en " traduction en " protéine tardive ", " replication of viral DNA " en " réplication de l’ADN viral ", " capside réplication " en " réplication de la capside ", " assembly of the virion " par " assemblage du virion " et " release " par " libération ")

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3. CHANGEMENTS INDUITS PAR LES SOUS-TYPES VIRAUX

3.1. HPV 6/11.

           Les sous-types HPV6 et 11 sont souvent corrélés à des verrues bénignes (condylomes) et à des modifications cytologiques et histologiques à faible potentiel de transformation maligne, comme CIN 1, des dysplasies légères ou des lésions intraépithéliales de faible grade (LIP LG). On les considère comme des HPV à faible risque.

           Infection latente : l’ADN viral ne semble pas s’intégrer à l’ADN des cellules basales. Aucun changement ne se produit à ce stade. Les cellules infectées n’en infectent pas d’autres. Il y a très peu de copies du virus, ce qui rend l’infection cellulaire difficile à identifier. La technique de la PCR est donc actuellement utilisée pour révéler la présence des virus.

           Infection virale complète : lors de la maturation des cellules basales en cellules intermédiaires ou de la maturation des cellules superficielles, certaines souches de virus (6/11) répliquent leur ADN avec l’ADN cellulaire et augmentent ainsi le nombre de copies virales. Ceci induit des changements morphologiques à l’intérieur des cellules (koilocytes, dyskératose, parakératose). A ce stade, l’infection peut être transmise par voie sexuelle. L’expression virale est complète, la réplication concernant autant l’ADN que la capside. L’identification de l’infection virale est facile par immunohistochimie.

 

Schéma de l’infection par HPV 6/11 (faible risque) (schéma : remplacer " basal pavement cells " par " cellules basales ", " viral replication " par " réplication virale ", " productive lesion " par " lésion productive ", " cytology " par " cytologie ", " intermediate and/or superficial cell " par " cellule intermédiaire et/ou superficielle " , " condyloma " par " condylome " et " histology " par " histologie ")

 

3.2. HPV 16/18.

           Les sous-types 16 et 18 de l’HPV, à haut risque, sont associés dans 80% des cas à d’importantes modifications cyto/histologiques, telle que CNN II, des dysplasies modérées ou sévères et des LIP de haut grade. Dans 90% des cas, ils sont corrélés à un carcinome cervical.

L’HPV 18 semble davantage corrélé à des lésions glandulaires et à une progression très rapide du carcinome.
           L’HPV 16 est associé au carcinome de l’épithélium squameux et a un taux de progression plus lent.
           Les autres sous-types du virus, comme 31, 33,35,39,42 et 45, sont corrélés à la fois à des lésions bénignes et à des lésions malignes.

 

           Infection virale complète

           Quand il existe des facteurs de risque comme un tabagisme, une grossesse ou une immunodépression, quelques souches virales (16/18) intègrent leur ADN dans celui de la cellule et induisent une transformation maligne. Il se produit des modifications morphologiques. L’identification et le typage peuvent être faits par des techniques d’hybridation.

 

Schéma de l’infection par HPV 16/18 (haut risque) (schéma : remplacer "cell of squamous epithelium " par " cellule de l’épithélium squameux ", " integration of the viral DNA within the cellular DNA" par " intégration de l’ADN viral dans l’ADN cellulaire ", " displasic/neoplasic cell (cytology) " par " cellule dysplasique/néoplasique (cytologie) ", " intraepithelial squamous lesion of high grade (histology) " par " lésion de haut grade de l’épithélium squameux (histologie) ")  

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4. DIAGNOSTIC

4.1. PATIENTS SYMPTOMATIQUES

          Seuls 1 à 3% des patients infectés par HPV sont symptomatiques. L’infection se manifeste habituellement par des verrues ou des condylomes chez l’homme comme chez la femme.

          Chez la femme, les lsions induites par HPV s’observent au niveau de la vulve (lèvres et vestibule) et de la région périanale. Comme chez l’homme, il se forme des lésions extensives qui peuvent être de grande taille ou se présenter comme de petites lésions exophytiques ou des micropapilles.

 

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Condylomatose anogénitale chez une femme HIV+.

Grande tumeur condylomateuse obstruant l’anus.

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Papulloverrucose exophytique avec croissance de type exophytique (région périanale)

 

Multiple excroissances micropapillaires recouvrant partiellement la vulve marquée par de l ‘acide acétique à 5%.

           Chez l’homme, la lésion se manifeste habituellement au niveau de pénis (sillon balano-préputial et région du frein) et entre la région périanale et l’anus. Elle varie de grandes tumeurs qui détruisent les repères anatomiques de la zone concernée (grand condylome de Buschke) à de petites lésions papillomateuses, une excroissance papulloverruqueuse ou à des lésions exophytiques extensives qui évoluent vers le condylome acuminé.

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Lésions macroscopiques caractéristiques d’un condylome. Lésion exophytique appelée " crête de coq ".

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Grand condylome acuminé dans la région anale.

 

Vue colposcopique d’une lésion maculaire isolée, acétate +, au niveau du frein, correspondant à une infection par HPV.

 

4.2. PATIENTS ASYMPTOMATIQUES

SCHEMA : les textes en français sont :

Observation microscopique d’un échantillon cytologique

Modifications cytologiques

 

Méthodes pour l’identification et le typage de l’HPV

HPV à haut risque

HPV à faible risque

 

Colposcopies

Normale

Atypique

 

Répéter l’examen cytologique

 

Biopsie

 

4.2.1. MODIFICATIONS CYTOLOGIQUES

          L’infection par les papillomavirus humains HPV induit dans les cellules squameuses de tractus génital féminin des modifications appelées " modifications koïlocytiques ". Les cellules HPV infectées montrent un cytoplasme condensé en périphérie donnant l’impression d’un " tourbillon ". La cellule koïlocytique typique a un large halo cytoplasmique, appelé halo périnucléaire. Le noyau est irrégulier avec un aspect plissé caractéristique d’une infection à HPV.

          D’autres modifications peuvent également être observées, comme une multinucléation, une caryomégalie et la présence de dyskératocytes. Mais ces aspects peuvent aussi se rencontrer quand il existe une réaction non spécifique, aussi faut-il avoir recours aux tecniques de biologie moléculaire pour confirmer l’infection par HPV.

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KOILOCYTOSE
Presence de koilocytes avec un noyau de volume augmenté, un hyperchromatisme et un aspect plissé.

Halo périnucléaire

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KOILOCYTES
Condylome avec koïlocytes et quelques binucleations.

 

DYSKERATOCYTES
On voit nettement la présence de dyskératocytes près de modifications koïlocytiques.

 

PARAKERATOSE

Cellules parakératosiques près de koilocytes.

 

DYSKERATOCYTES
Cellules avec une parakératose atypique près de noyaux dysplasiques.

 

4.2.2. METHODES DE DETECTION ET DE TYPAGE DES HPV.

4.2.2.1. Méthodes Inmunohistochimiques

           Utilisées pour la détection de l’antigène de la capside virale sur des coupes histologiques ou des frottis cytologiques.


 
Section en paraffine d’un condylome plan marqué par la technique Peroxydase-Antiperoxydase. Les noyaux positifs pour l’antigène viral sont de couleur sombre.

4.2.2.2. Techniques d’hybridation moléculaire.

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Techniques d’ hybridation in situ (HIS): On détecte les sequences d’ADN viral sur des coupes histologiques et cytologiques.
       *Elle est utilisée pour identifier et classer les virus.
       *Elle ne différencie pas les génomes viraux sous forme épisomale ou intégrés au génome la cellule infectée


Technique du Southern Blot: Elle nécessite l’extraction de l’ADN des tissus ou des frottis cytologiques.
       *Elle peut distinguer les génomes viraux sous forme épisomale des génomes viraux intégrés au génome de la cellule infectée.

 

Schéma : mettre les légendes en français :

" anti-biotine ", " sonde ",

" ADN viral " et " ADN cellulaire " 

 

4.2.2.3. Méthodes d’amplification génomique.

           PCR (polymerase chain reaction) pour amplifier les fragments génomiques. Elle peut être réalisée sur du matériel biopsique (tissu frais) aussi bien que sur des frottis cytologiques. On l’utilise pour détecter le virus quand il n’y a qu’un faible nombre de copies virales, comme dans le cas des infections latentes.

 
Visualisation dans un gel d’agarose des fragments amplifiés E6, E7, E1, E2 and L1 de l’HPV 16 (avec la Beta-globine en contrôle) à partir d’un frottis cytologique.

 
Amplification de la région de l’oncogène E6 de l’HPV 16 près d’un marqueur de poids moléculaire de 100 b.p.

 
Amplification de la région L1 qui code pour la capside de nombreux types d’HPV.

 

4.2.3. COLPOSCOPIES.

           La colposcopie permet la visualisation amplifiée du col cervcal en utilisant un système optique (colposcope, loupe).

Pour évaluer les lésions utérines, la cytologie peut être complétée par une étude colposcopique et une série de tests comme l’application d’acide acétique (AA) et le test de Schiller (lugol).

L’application sur le col d’ AA à 3-5% engendre la coagulation des protéines cytoplasmiques et les noyaux apparaissent comme des zones blanches au colposcope.

Le test de Schiller est basé sur le fait que les épithéliums prennent une coloration très sombre dans les zones riches en glycogène quand on applique une solution iodée. Les régions infectées par l’HPV ne prennent pas l’iode car les cellules ne contiennent que peu ou pas de glycogène, contrairement aux cellules normales.

Il peut arriver que les modifications ne soient pas visibles en colposcopie mais ces anomalies peuvent être vues si l’on utilise les méthodes à l’AA ou au lugol. Ceci permet de sélectionner de façon fiable les zones à biopsier.

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I. Vue de l’exocol sans application d’acideacétique. L’érythroplasie cervicale et les lésions d’aspect velouté entre 10 et 12 heures dans le sillon antérieur correspondent à un condylome plan.

 

II. Vue de l’exocol marqué par de l’acide acétique à 5%. La leucoplasie correspond à une lésion à HPV avec un profil en mosaïque (entre 12 et 2 heures).

 

III. Vue de l’exocol avec du lugol. La majeure partie du col est lugol négative.

 

4.2.4. BIOPSIE

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Sur cette coupe, on peut voir les modifications correspondant à une infection par le papillomavirus révélée par la présence d’un épithélium avec parakératose et dyskératocytes.

 

La coupe est celle d’un condylome plan dans lequel on peut voir des cellules intermédiaires dont la structure cubique est conservée. C’est l’inverse qui arrive dans les muqueuses normales dans lesquelles les cellules s’aplatissent pour devenir des cellules superficielles.

 

Aspect microscopique d’un condylome dans lequel on peut observer la formation d’extensions épithéliales à travers la sous-muqueuse avec des modifications koïlocytiques. Ce type de condylome est l’un des moins fréquent au niveau du col.

 

Condylome acuminé. Dans cette lésion, on observe des extensions papillaires qui, à partir de la surface de l’épithélium cervical, sont projetées dans la lumière du canal cervical.

 

Coupe histologique d’un condylome avec les koïlocytes typiques, ou des cellules à noyau augmenté de volume, contours irréguliers et halos cytoplasmiques clairs.

 

Condylome atypique avec des celules montrant un noyau de volume augmenté avec un hyperchromatisme, un cytoplasme vacuolé et quelques binucléations.

 

Les plaques de parakératose sont réputées associées aux infections par le papillomavirus. D’autres pathologies comme l’inflammation chronique peuvent aussi engendrer une métaplasie kératinisante mais, dans ces cas-là, les cellules sont observées isolément et non en plaques comme dans l’infection à HPV.

 AUTEURS

Dr Andres…

Chef du service d’Anatomie Pathologique, Hôpital Central des Asturies.

Professeur titulaire d’Anatomie Pathologique, Université d’Oviedo

 

Dra Ma Theresa…

Chef de laboratoire en Anatomie Pathologique, …

Professeur Associé d’Anatomie Pathologique…

 

Dr Rafael…

Professeur de Cytopathologie

IES Piedras Blancas

(Asturies)

 

Equipe de développement

 

Traduction française : Anne Decoster, Professeur de Microbiologie à la Faculté Libre de Médecine de Lille, France

 

 

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