Zakaj so virusi, ki se uporabljajo v genski terapiji

Genka terapija je uvedba tujega genkega materiala v telene celice za kompenzacijo nenormalnih genov ali za intezo koritnih beljakovin. Učinkovit preno genkega materiala v ciljno celico je bitven za do

Zakaj so virusi, ki se uporabljajo v genski terapiji

Vsebina:

Genska terapija je uvedba tujega genskega materiala v telesne celice za kompenzacijo nenormalnih genov ali za sintezo koristnih beljakovin. Učinkovit prenos genskega materiala v ciljno celico je bistven za doseganje želenega terapevtskega učinka. Da bi olajšali prenos gena, lahko uporabimo bodisi virusne ali nevirusne vektorje kot dostavni sistem. Virusi so vrsta široko uporabljenih vektorjev za prenos tuje DNA v celico. Najpogostejši tipi virusnih vektorjev, ki se uporabljajo pri prenosu genov, so retrovirus, adenovirus in adeno-povezan virus. Sposobnost virusov, da okužijo celice, je ključna značilnost, ki omogoča uporabo virusov kot vektorjev v genski terapiji.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je genska terapija
- Definicija, metode, vektorji
2. Zakaj se virusi uporabljajo v genski terapiji
- Virusni vektorji za gensko terapijo

Ključni pojmi: sprememba ekspresije genov, funkcionalni geni, homologna rekombinacija, infekcijski življenjski cikel, genska terapija, virusi, vektorji


Kaj je genska terapija

Genska terapija je vstavitev normalne DNA neposredno v celico, da se popravijo genetske napake. Dva glavna pristopa za gensko terapijo sta uvedba gena, ki kodira za funkcionalni protein ali prenos entitete, ki spreminja ekspresijo gena v genomu.

  1. Med vnosom funkcionalnega gena v genom se v celico vstavijo sorazmerno veliki koščki genov (> 1kb) skupaj s promotorskimi zaporedji, ki sprožijo gensko ekspresijo. Signalne sekvence, ki usmerjajo obdelavo RNA, moramo prav tako uvesti skupaj z regijo, ki kodira protein.
  2. Da bi spremenili gensko ekspresijo endogenega gena v genomu, smo uvedli relativno kratke dele genskega materiala (20-50 bp), ki so komplementarni mRNA defektnega gena.Sprememba genske ekspresije se lahko doseže tako, da se blokira obdelava mRNA, translacijska iniciacija ali vodi do uničenja mRNA.

Učinkoviti načini dostave, kot so vektorji, olajšajo prenos genov v celice med gensko terapijo. V genski terapiji se uporabljata dve vrsti vektorjev: virusni vektorji in nevirusni vektorji. Sistemi, ki ne temeljijo na virusu, so lahko plazmidi ali kemično sintetizirani oligonukleotidi. Optimalna izbira vektorja temelji na več parametrih:

  1. Vrsta ciljne celice in njene značilnosti
  2. Potrebna je dolga življenjska doba izraza
  3. Velikost prenesenega genskega materiala

Zakaj so virusi, ki se uporabljajo v genski terapiji

Zaradi infekcijskega življenjskega cikla se virusi med genskim zdravljenjem široko uporabljajo pri prenosu genov. Na splošno virusi okužijo gostiteljske celice in se replicirajo znotraj gostiteljske celice z integracijo virusne DNA v genom gostitelja. Zato lahko zainteresirane fragmente DNA vnesemo v celico tako, da jo pakiramo znotraj virusnih delcev. Tri glavne vrste virusnih vektorjev, ki se uporabljajo v genski terapiji, so retrovirusi, adenovirusi in adeno-povezani virusi (AAV). Poleg tega se kot vektorji uporabljajo tudi virus herpes simplex-1 (HSV-1), bakulovirus, cepilni virus. Uporaba adenovirusov v genski terapiji je prikazana v slika 1.


Slika 1: Adenovirus v genski terapiji

Za uporabo virusa kot vektorja med gensko terapijo so njegovi virulentni geni nadomeščeni z zanimivim genom. Ostali virusni genom ostane enak. Okuženi virusni elementi urejajo homologno rekombinacijo modificiranega virusnega genoma z gostiteljskim genomom. Lokacija za homologno rekombinacijo lahko določimo z zaporedjem rekombinacijskih elementov. Ko je vključena v genom, je uvedena DNA stabilno izražena in se ponavlja skupaj z gostiteljevim genomom.

Zaključek

Genska terapija je tehnologija za zdravljenje defektnih genov v genomu z uvedbo nove DNA. Oba virusna in nevirusna sistema za dovajanje DNA olajšata prenos nove DNA v celice. Sistemi za virusno dajanje vnašajo novo DNA v gostiteljske celice med infekcijo. Nova DNA se stabilno integrira v genom gostitelja s homologno rekombinacijo, izražanjem in replikacijo skupaj z genomom.

Sklic:

1. PONDER, KATARINA PARKER. "Vektorji genske terapije."Uvod v molekularno medicino in gensko terapijo.Wiley-Liss, Inc., 2001, str. 77-112.