KAS IR LENTIVĪRUSI? - BIOLOĢIJA - 2025

Lentivirus , no latīņu nozīmē lēni Lenti ir vīrusi, kas prasa ilgu laiku no mēnešiem līdz gadiem, no sākotnējās inficēšanās ar slimības pazīmju parādīšanās. Šie vīrusi pieder Lentivirus ģintij un retrovīrusiem (Retroviridae ģimene), kuriem ir RNS genoms, kas tiek transkribēts DNS ar reversās transkriptāzes (TR) palīdzību.

Dabā lentivīrusi atrodas primātos, nagaiņos un kaķiem. Piemēram, primātos ir divas filoģenētiski saistītas līnijas: simiāna imūndeficīta vīrusi (SIV) un cilvēka imūndeficīta vīrusi (HIV). Abi ir iegūtā imūndeficīta sindroma (AIDS) izraisītāji.

Avots: PhD Dre angļu Vikipēdijā

Lentivetors, kas iegūts no lentivīrusiem, ir plaši izmantots pamatpētījumos bioloģijā, funkcionālā genomikā un gēnu terapijā.

Retrovīrusu dzīves cikla posmi

Visu retrovīrusu dzīves cikls sākas ar organisma saistīšanos ar īpašu šūnu virsmas receptoriem, kam seko vīrusa internalizācija caur endocitozi.

Cikls turpinās ar vīrusa apvalka izmešanu un vīrusu kodola olbaltumvielu kompleksa (VNC) veidošanos, kas sastāv no vīrusa genoma, kas saistīts ar vīrusu un šūnu proteīniem. Kompleksa sastāvs laika gaitā mainās un ir saistīts ar iebrucēja genoma pārvēršanu TR dubultā spirālē.

Vīrusa genoma integrācija šūnā būs atkarīga no vīrusa genoma spējas iekļūt saimnieka kodolā. VNC reorganizācijai ir liela nozīme importēšanā kodolā, lai arī lomu spēlē arī svarīgi šūnu proteīni, piemēram, transportīns-SR2 / TNPO3, importīns-alfa3 un importin7.

Vīrusu genoma integrācijā galvenie ir vīrusu proteīni, piemēram, integrāze, un saimniekorganisma šūnu transkripcijas faktori, piemēram, LEDCF.

Tas izmanto saimnieka šūnu mehānismu, lai transkribētu un translētu vīrusu proteīnus un saliktu virionus, atbrīvojot tos ārpusšūnu telpā.

No lentivirus līdz lentivector

Retrovīrusu genomam ir trīs atvērtie lasīšanas ietvari (MLA) dažādiem vīrusu elementiem. Piemēram, kapsidija un matrica (gag gēns), fermenti (pol gēns) un apvalks (env gēns).

Vīrusu vektora konstruēšana sastāv no dažu savvaļas vīrusa gēnu eliminācijas, piemēram, tādu, kas saistīti ar virulenci. Tādā veidā vīrusu vektors var inficēt eikariotu šūnas, retrotranskriptēt, integrēties saimnieka eikariotu šūnas genomā un izteikt transgēnu (ievietotu terapeitisku gēnu), neizraisot slimību.

Viena no lentivektoru konstruēšanas metodēm ir īslaicīga transfekcija. Tā pamatā ir vīrusu minigenomu (sauktu par konstrukcijām) izmantošana, kas nes tikai interesējošos gēnus. Pārejoša transfekcija sastāv no neatkarīgas konstrukciju piegādes.

Dažiem retrovektoriem ir tikai galvenie vīrusu daļiņu montāžas elementi, ko sauc par nefunkcionāliem retrovektoriem. Tos izmanto iepakojuma šūnu transfekcijai.

Vektori ar transgēna ekspresijas kaseti spēj inficēt, pārveidot šūnas (transdukcija) un izteikt transgēnu.

Atsevišķu konstrukciju izmantošana ir paredzēta, lai izvairītos no rekombinācijas gadījumiem, kas varētu atjaunot savvaļas tipa fenotipu.

Lentivector tehnoloģija

Lentivector tehnoloģija tiek plaši izmantota pamata bioloģijā un translatīvajos pētījumos stabilai transgēna pārmērīgai ekspresijai, uz vietas vērstam gēna rediģēšanai, pastāvīgai gēnu klusēšanai, cilmes šūnu modifikācijai, transgēnu dzīvnieku paaudzei un pluripotentu šūnu indukcija.

Lentivetors ir viegli lietojams un ražo sistēmas. Viņi ir neatgriezeniski un droši integrēti saimnieka genomā. Viņi inficē šūnas, kuras ir vai nav dalāmas.

Tie parāda tropismu pret noteiktiem audiem, atvieglojot terapiju. Viņi neizpauž vīrusu olbaltumvielas, tāpēc viņiem ir zema imunogenitāte. Viņi var nosūtīt sarežģītus ģenētiskos elementus.

Pamatpētījumos HIV balstītie aizdevēji ir izmantoti kā RNS traucējumu piegādes sistēmas (RNSi), lai novērstu noteikta gēna funkcijas, tādējādi ļaujot pētīt mijiedarbību ar citiem dažādiem.

Lentivetors, kas iegūts no HIV

Deviņdesmito gadu sākumā no HVI-1 tika uzbūvēti pirmie aizdevēji, kas ir cieši saistīti ar šimpanzes SIV. HVI-1 ir atbildīgs par AIDS visā pasaulē.

Pirmās paaudzes aizdevējiem ir ievērojama HIV genoma daļa. Tas ietver gal un pol gēnus un vairākus papildu vīrusu proteīnus. Šī paaudze tika izveidota, izmantojot divas konstrukcijas. Viens no tiem, kas izsaka Env, nodrošina iepakošanas funkcijas. Cits izsaka visas MLA, izņemot Env.

Pārnešanas vektors sastāv no ekspresijas kasetes, ko apzīmē divu veidu gari atkārtojumi (LTR) un gēni, kas nepieciešami iesaiņošanai un reversai transkripcijai.

Otrajā iepakošanas vektoru paaudzē trūkst visvairāk papildgēnu, un tie saglabā Tat un Rev. Šie gēni tika noņemti trešajā paaudzē un nodrošināti ar ceturto konstrukciju.

Trešās paaudzes pārnešanas vektori sastāv no divām iepakojuma konstrukcijām. Viens kodē gal un pol. Vēl viens kodē rev. Trešā konstrukcija kodē aploksni, kas iegūta no VSV-G. Viens, kas kodē interesējošo gēnu, satur inaktivētas LTR lentivīrusu sekvences, lai novērstu rekombināciju.

Pēdējā gadījumā transkripcijas regulējošie elementi palielina pārneses gēnu veiktspēju.

No citiem vīrusiem iegūti aizdevēji

HIV-2 vīruss ir cieši saistīts ar pelēko žurnālu SIV (SIV _SM ), un tas ir atbildīgs par AIDS Rietumāfrikā. No šī vīrusa ir iegūti pirmās un otrās paaudzes pārnēsātāji.

Līdzīgi kā HVI-1, no SIV _SM , EIAV (zirgu infekciozās anēmijas vīrusa), FIV (kaķu imūndeficīta vīruss) un BIV (liellopu imūndeficīta vīruss (BIV)) ir izveidoti vektori. trīs paaudzes uz EIAV balstīti vektori ir izstrādāti klīniskai lietošanai.

Pirmās un trešās paaudzes vektori ir izveidoti no kazu artrīta-encefalīta vīrusa (CAEV). Kamēr pirmās paaudzes pārnēsātāji ir veidoti no Āfrikas zaļā pērtiķa SIV.

Atsauces

1. Da Silva, FH, Dalberto, TP, Beyer Nardi, N. 2006. Ārpus retrovīrusa infekcijas: HIV atbilst gēnu terapijai, Ģenētika un molekulārā bioloģija, 29, 367–379.
2. Durants, S., Cimarelli, A. 2011. Lentiviral Vector iekšējā ārpuse. Vīrusi, 3: 132-159.
3. Mátrai, J., Chuah, MKL, Van den Driessche, T. 2010. Jaunākie sasniegumi lentivīrusu vektoru izstrādē un lietojumos. Molekulārā terapija, 18: 477–490.
4. Milone, MC, O'Doherty, U. 2018. Lentivīrusu vektoru klīniskā izmantošana. Leikēmija, 32, 1529–1541.
5. Sakuma, T., Barry, MA, Ikeda, Y. 2012. Lentivīrusu vektori: no pamata līdz translatīvajam. Biochemical Journal, 443, 603-618.