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Hochmann J, Millán M, Hernández P, Lafon-Hughes L, Aiuto ND, Silva A, Llaguno J, Alonso J, Fernández A, Pereira-Prado V, Sotelo-Silveira J, Bologna-Molina R, Arocena M. Contributions of viral oncogenes of HPV-18 and hypoxia to oxidative stress and genetic damage in human keratinocytes. Sci Rep 2023; 13:17734. [PMID: 37853061 PMCID: PMC10584980 DOI: 10.1038/s41598-023-44880-3] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/17/2023] [Accepted: 10/12/2023] [Indexed: 10/20/2023] Open
Abstract
Infection with high-risk human papillomaviruses like HPV-16 and HPV-18 is highly associated with the development of cervical and other cancers. Malignant transformation requires viral oncoproteins E5, E6 and E7, which promote cell proliferation and increase DNA damage. Oxidative stress and hypoxia are also key factors in cervical malignant transformation. Increased levels of reactive species of oxygen (ROS) and nitrogen (RNS) are found in the hypoxic tumor microenvironment, promoting genetic instability and invasiveness. In this work, we studied the combined effect of E5, E6 and E7 and hypoxia in increasing oxidative stress and promoting DNA damage and nuclear architecture alterations. HaCaT cells containing HPV-18 viral oncogenes (HaCaT E5/E6/E7-18) showed higher ROS levels in normoxia and higher levels of RNS in hypoxia compared to HaCaT parental cells, as well as higher genetic damage in hypoxia as measured by γH2AX and comet assays. In hypoxia, HaCaT E5/E6/E7-18 increased its nuclear dry mass and both cell types displayed marked heterogeneity in nuclear dry mass distribution and increased nuclear foci. Our results show contributions of both viral oncogenes and hypoxia to oxidative stress, DNA damage and altered nuclear architecture, exemplifying how an altered microenvironment combines with oncogenic transformation to promote tumor progression.
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Affiliation(s)
- Jimena Hochmann
- Departamento de Genómica, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay.
- Departamento de Diagnóstico en Patología y Medicina Bucal, Facultad de Odontología, Universidad de la República, General Las Heras 1925, Montevideo, Uruguay.
| | - Magdalena Millán
- Departamento de Genómica, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay
| | - Paola Hernández
- Departamento de Genética, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay
| | - Laura Lafon-Hughes
- Departamento de Genética, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay
- Grupo de Biofisicoquímica, Departamento de Ciencias Biológicas, Centro Universitario Regional Litoral Norte -Sede Salto, Universidad de la República (CENUR LN, UdelaR), Montevideo, Uruguay
| | - Natali D' Aiuto
- Departamento de Genómica, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay
- Departamento de Biología Odontológica, Facultad de Odontología, Universidad de la República, General Las Heras 1925, Montevideo, Uruguay
| | - Alejandro Silva
- Instituto de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay
| | - Juan Llaguno
- Instituto de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay
| | - Julia Alonso
- Instituto de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay
| | - Ariel Fernández
- Instituto de Física, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay
| | - Vanesa Pereira-Prado
- Departamento de Diagnóstico en Patología y Medicina Bucal, Facultad de Odontología, Universidad de la República, General Las Heras 1925, Montevideo, Uruguay
| | - José Sotelo-Silveira
- Departamento de Genómica, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay
- Sección Biología Celular, Facultad de Ciencias, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay
| | - Ronell Bologna-Molina
- Departamento de Diagnóstico en Patología y Medicina Bucal, Facultad de Odontología, Universidad de la República, General Las Heras 1925, Montevideo, Uruguay
| | - Miguel Arocena
- Departamento de Genómica, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Montevideo, Uruguay.
- Departamento de Biología Odontológica, Facultad de Odontología, Universidad de la República, General Las Heras 1925, Montevideo, Uruguay.
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