Niespodziewany sukces studenta prowadzi do odkrycia kluczowych mechanizmów działania wirusa HPV
Badania nad białkiem E2 HPV ujawniają mutacje zwiększające ryzyko raka
Kiedy Sean Fletcher po raz pierwszy przekroczył próg laboratorium dr. Sama Biswasa w Katedrze Nauk Medycznych i Molekularnych (Medical and Molecular Sciences, MMSC) na Uniwersytecie Delaware, był dopiero po pierwszym roku studiów i nie miał żadnego doświadczenia badawczego. Dwa lata później ten student kierunku diagnostyki medycznej opublikował jako pierwszy autor pracę naukową w Virology Journal, w której przedstawił nowe dane dotyczące molekularnych mechanizmów działania ludzkiego wirusa brodawczaka (HPV).
W badaniu, którego współautorami byli profesorowie Sam Biswas i Esther Biswas-Fiss, wykorzystano bioinformatykę do identyfikacji konserwatywnych regionów białka E2 – kluczowego elementu w replikacji wirusa HPV i procesie karcynogenezy. Zespół odkrył, że określone mutacje w tym białku mogą zmieniać jego funkcję, co znacząco zwiększa ryzyko rozwoju nowotworów.
„To rzadkość, aby student studiów licencjackich był pierwszym autorem publikacji w prestiżowym czasopiśmie. To wyróżnia Seana” – podkreśliła prof. Biswas-Fiss. „To praca o dużym znaczeniu klinicznym, dotycząca globalnego problemu zdrowotnego, jakim jest HPV, i mająca potencjał do rozwoju nowych terapii.”
Fletcher, pochodzący z Delaware i jako pierwszy w rodzinie studiujący na uniwersytecie, przyznaje, że jeszcze kilka lat temu nie marzył o takiej ścieżce. „Wiedziałem, że Uniwersytet Delaware ma silny program badawczy, ale nie spodziewałem się, że tak szybko będę mógł uczestniczyć w odkrywaniu tajemnic wirusa HPV” – powiedział.
Dzień po publikacji jego artykułu otrzymał zaproszenie na rozmowę kwalifikacyjną do Sidney Kimmel Medical College w Filadelfii. „To pokazuje, jak duże znaczenie ma publikacja, zwłaszcza jako pierwszy autor” – dodał z dumą jego promotor.
Nowe spojrzenie na białka rakotwórcze HPV
HPV to najczęstsza infekcja przenoszona drogą płciową na świecie – szacuje się, że zakażenie przechodzi nawet 80% aktywnych seksualnie dorosłych. Wyróżnia się ponad 200 szczepów tego wirusa, a wiele z nich stanowi główną przyczynę raka głowy i szyi.
„Jedna osoba może być jednocześnie zakażona kilkunastoma typami HPV” – wyjaśnia Biswas. – „Nie wiemy jeszcze, jak te typy współdziałają, wciąż pozostaje wiele niewiadomych.”
U większości młodych dorosłych wirus zostaje zwalczony przez układ odpornościowy w ciągu dwóch lat, jednak HPV może pozostawać w stanie utajonym przez wiele lat, co utrudnia jego eliminację u osób po 40. roku życia. „Lekarz może powiedzieć, że pacjent został wyleczony, ale nie zawsze jest to prawda” – ostrzega Biswas. – „Wirus może pozostać niewykrywalny w badaniu cytologicznym, a mimo to utrzymywać kopię swojego materiału genetycznego w komórce, która wiele lat później stanie się początkiem raka.”
Dla mężczyzn brak jest skutecznych testów diagnostycznych w kierunku HPV, dlatego wielu z nich dowiaduje się o zakażeniu dopiero po rozpoznaniu choroby nowotworowej. Prof. Biswas-Fiss podkreśla, że klucz do skutecznej profilaktyki i terapii HPV leży w zrozumieniu jego działania na poziomie molekularnym.
„Wiele dotychczasowych badań skupiało się na aspektach klinicznych i epidemiologicznych, ale aby skutecznie zapobiegać i leczyć infekcje HPV, musimy poznać dokładnie, jak wirus powoduje transformację nowotworową na poziomie białek i genów” – zaznacza badaczka.
Bioinformatyka i uczenie maszynowe w badaniach nad HPV
Fletcher planuje kontynuować badania, wykorzystując bioinformatykę i modelowanie molekularne do analizy każdego atomu w strukturze białek HPV. Jego praca jest wspierana przez program Delaware INBRE Academic Year Undergraduate Fellows Award, po wcześniejszym udziale w letnim programie badawczym tej samej instytucji.
„To, co dziś robimy, jeszcze pięć lat temu nie byłoby możliwe” – mówi Fletcher. – „Dzięki uczeniu maszynowemu możemy identyfikować ukryte wzorce w białkach i opracowywać strategie blokowania ich interakcji, zanim doprowadzą do rozwoju raka. To ekscytujące, że te rozwiązania oparte na danych mogą wkrótce znaleźć zastosowanie w medycynie klinicznej.”
Źródło: Virology Journal, “Identification of conserved and functionally significant regions in HPV E2 protein through bioinformatic analysis”
DOI: http://dx.doi.org/10.1186/s12985-025-02903-7
