CO JSOU LENTIVIRY? - BIOLOGIE - 2025

Lentivirus, z latiny znamená pomalé Lenti, jsou viry, které vyžadují dlouhou dobu od několika měsíců až let, od počáteční infekce na počátku onemocnění. Tyto viry patří do rodu Lentivirus a do retrovirů (rodina Retroviridae), které mají RNA genom, který je transkribován do DNA reverzní transkriptázou (TR).

V přírodě jsou lentiviry přítomny u primátů, kopytníků a kočkovitých šelem. Například u primátů existují dva fylogeneticky příbuzné linie: viry opičí imunodeficience (SIV) a viry lidské imunodeficience (HIV). Oba jsou původci syndromu získané imunodeficience (AIDS).

Zdroj: PhD Dre na anglické Wikipedii

Lentivektory získané z lentivirů se široce používají pro základní výzkum v biologii, funkční genomice a genové terapii.

Fáze životního cyklu retrovirů

Životní cyklus všech retrovirů začíná vazbou těla ke specifickému receptoru na buněčném povrchu a následnou internalizací viru prostřednictvím endocytózy.

Cyklus pokračuje odstraněním virového obalu a tvorbou virového nukleusproteinového komplexu (VNC), který se skládá z virového genomu spojeného s virovými a buněčnými proteiny. Složení komplexu se v průběhu času mění a souvisí s konverzí genomu útočníka pomocí TR dvojité šroubovice.

Integrace virového genomu do genomu buňky bude záviset na schopnosti virového genomu proniknout do hostitelského jádra. Reorganizace VNC hraje důležitou roli při importu do jádra, ačkoli důležitou roli hrají také důležité buněčné proteiny, jako je transportin-SR2 / TNPO3, importin-alfa3 a importin7.

Virové proteiny, jako je integráza, a transkripční faktory hostitelských buněk, jako je LEDCF, jsou klíčové pro integraci virového genomu.

Využívá mechanismus hostitelských buněk k transkripci a translaci virových proteinů ak sestavení virionů a jejich uvolnění do extracelulárního prostoru.

Od lentiviru k lentiviru

Genom retrovirů má tři otevřené čtecí rámce (MLA) pro různé virové prvky. Například kapsidie ​​a matrice (gen gag), enzymy (pol gen) a obálka (gen env).

Konstrukce virového vektoru spočívá v eliminaci některých genů divokého viru, jako jsou geny související s virulencí. Tímto způsobem může virový vektor infikovat eukaryotické buňky, retro-transkribovat, integrovat se do genomu hostitelské eukaryotické buňky a exprimovat transgen (vložený terapeutický gen), aniž by způsoboval onemocnění.

Jednou z metod konstrukce lentivektoru je přechodná transfekce. Je založen na použití virových minigenomů (nazývaných konstrukty), které nesou pouze požadované geny. Přechodná transfekce spočívá v nezávislém dodání konstruktů.

Některé retrovektory mají pouze hlavní prvky pro sestavení virových částic, které se nazývají nefunkční retrovektory. Používají se k transfekci balicích buněk.

Vektory s expresní kazetou transgenu jsou schopné infikovat, transformovat buňky (transdukce) a exprimovat transgen.

Účelem použití samostatných konstruktů je zabránit rekombinačním událostem, které by mohly obnovit fenotyp divokého typu.

Technologie lentivektoru

Technologie lentivektoru má široké využití v základních biologických a translačních studiích pro stabilní nadměrnou expresi transgenu, místně upravenou genovou úpravu, trvalé umlčení genu, modifikaci kmenových buněk, transgenní generaci zvířat a indukce pluripotentních buněk.

S lentivektory se snadno manipuluje a produkují systémy. Jsou nevratně a bezpečně integrovány do hostitelského genomu. Napadají buňky, které se dělí nebo nerozdělují.

Ukazují tropismus vůči určitým tkáním, což usnadňuje terapii. Neexprimují virové proteiny, a proto mají nízkou imunogenitu. Mohou posílat složité genetické prvky.

V základním výzkumu byly lentivektory na bázi HIV použity jako systémy dodávání interference RNA (RNAi) k eliminaci funkce specifického genu, což umožňuje studium interakce s jinými odlišnými.

Lentivektory získané z HIV

Na začátku 90. let byly první lentivektory postaveny z HVI-1, což úzce souvisí s šimpanzem SIV. HVI-1 je zodpovědný za AIDS na celém světě.

První generace lentivektorů má významnou část genomu HIV. Zahrnuje geny gal a pol a několik dalších virových proteinů. Tato generace byla vytvořena pomocí dvou konstruktů. Jeden z nich, který vyjadřuje Env, poskytuje funkce balení. Jiný vyjadřuje všechny MLA, s výjimkou Env.

Přenosový vektor sestává z expresní kazety označené dvěma typy dlouhých opakování (LTR) a genů nezbytných pro balení a reverzní transkripci.

Druhá generace obalových vektorů postrádá většinu pomocných genů a zachovává Tat a Rev. Tyto geny byly odstraněny ve třetí generaci a poskytnuty čtvrtou konstrukcí.

Přenosové vektory třetí generace se skládají ze dvou obalových konstruktů. Jeden kóduje gal a pol. Další kóduje rev. Třetí konstrukt kóduje obálku, která je odvozena od VSV-G. Jeden kódující požadovaný gen obsahuje inaktivované LTR lentivirové sekvence, aby se zabránilo rekombinaci.

Ve druhém případě transkripční regulační prvky zvyšují účinnost přenosových genů.

Lentivektory získané z jiných virů

Virus HIV-2 úzce souvisí s šedou magabey SIV (SIV _SM) a je zodpovědný za AIDS v západní Africe. Z tohoto viru byly získány vektory první a druhé generace.

Podobným způsobem jako HVI-1 byly konstruovány vektory ze SIV _SM, EIAV (virus infekční anémie u koní), FIV (virus kočičí imunodeficience) a BIV (virus hovězí imunodeficience (BIV)). pro klinické použití byly vyvinuty tři generace vektorů založených na EIAV.

Vektory první a třetí generace byly konstruovány z viru artritidy a encefalitidy koz (CAEV). Zatímco vektory první generace byly konstruovány ze SIV africké zelené opice.

Reference

1. Da Silva, FH, Dalberto, TP, Beyer Nardi, N. 2006. Kromě infekce retrovirem: HIV se setkává s genovou terapií, Genetics and Molecular Biology, 29, 367–379.
2. Durand, S., Cimarelli, A. 2011. Inside Out of Lentiviral Vector. Viruses, 3: 132-159.
3. Mátrai, J., Chuah, MKL, Van den Driessche, T. 2010. Poslední pokroky ve vývoji a aplikacích lentivirových vektorů. Molecular Therapy, 18: 477–490.
4. Milone, MC, O'Doherty, U. 2018. Klinické použití lentivirových vektorů. Leukemia, 32, 1529–1541.
5. Sakuma, T., Barry, MA, Ikeda, Y. 2012. Lentivirové vektory: základní až translační. Biochemical Journal, 443, 603-618.