CO TO SĄ LENTIWIRUSY? - BIOLOGIA - 2026

Lentiwirusa , od łacińskiego oznaczającego powolnego Lenti, są wirusy, które wymagają długiego czasu od miesięcy do lat, od początkowego zakażenia do wystąpienia choroby. Wirusy te należą do rodzaju Lentivirus i retrowirusów (rodzina Retroviridae), które mają genom RNA, który jest transkrybowany do DNA za pomocą odwrotnej transkryptazy (TR).

W naturze lentiwirusy są obecne u naczelnych, kopytnych i kotów. Na przykład u naczelnych istnieją dwie pokrewne filogenetycznie linie genealogiczne: małpie wirusy niedoboru odporności (SIV) i ludzkie wirusy niedoboru odporności (HIV). Oba są przyczyną zespołu nabytego niedoboru odporności (AIDS).

Źródło: PhD Dre z angielskiej Wikipedii

Lentiwektory, otrzymywane z lentiwirusów, są szeroko stosowane w badaniach podstawowych w biologii, genomice funkcjonalnej i terapii genowej.

Etapy cyklu życiowego retrowirusów

Cykl życiowy wszystkich retrowirusów rozpoczyna się od związania organizmu z określonym receptorem na powierzchni komórki, po czym następuje internalizacja wirusa poprzez endocytozę.

Cykl jest kontynuowany wraz z usunięciem płaszcza wirusa i utworzeniem kompleksu wirusowego jądra białkowego (VNC), który składa się z genomu wirusa związanego z białkami wirusowymi i komórkowymi. Skład kompleksu zmienia się w czasie i jest związany z konwersją przez TR genomu najeźdźcy do podwójnej helisy DNA.

Integracja genomu wirusa z genomem komórki będzie zależeć od zdolności genomu wirusa do penetracji jądra gospodarza. Reorganizacja VNC odgrywa ważną rolę w imporcie do jądra, chociaż ważną rolę odgrywają również ważne białka komórkowe, takie jak transportin-SR2 / TNPO3, importin-alpha3 i importin7.

Białka wirusowe, takie jak integraza, i czynniki transkrypcyjne komórek gospodarza, takie jak LEDCF, odgrywają kluczową rolę w integracji genomu wirusa.

Wykorzystuje maszynerię komórki gospodarza do transkrypcji i translacji białek wirusowych oraz do składania wirionów, uwalniając je do przestrzeni zewnątrzkomórkowej.

Od lentiwirusa do lentiwektora

Genom retrowirusów ma trzy otwarte ramki odczytu (MLA) dla różnych elementów wirusowych. Na przykład kapsydia i macierz (gen gag), enzymy (gen pol) i otoczka (gen env).

Konstrukcja wektora wirusowego polega na eliminacji niektórych genów dzikiego wirusa, na przykład genów związanych z wirulencją. W ten sposób wektor wirusowy może zakażać komórki eukariotyczne, poddawać retro transkrypcję, integrować się z genomem eukariotycznej komórki gospodarza i wyrażać transgen (wstawiony gen terapeutyczny) bez powodowania choroby.

Jedną z metod konstrukcji lentiwektora jest transfekcja przejściowa. Opiera się na wykorzystaniu minigenomów wirusowych (zwanych konstruktami), które przenoszą tylko interesujące geny. Przejściowa transfekcja polega na niezależnym dostarczeniu konstruktów.

Niektóre retrowektory mają tylko główne elementy składające się z cząstek wirusowych, zwane retrowektorami niefunkcjonalnymi. Służą do transfekcji komórek pakujących.

Wektory z kasetą ekspresyjną transgenu są zdolne do infekowania, transformowania komórek (transdukcji) i ekspresji transgenu.

Zastosowanie oddzielnych konstruktów ma na celu uniknięcie zdarzeń rekombinacji, które mogłyby przywrócić fenotyp typu dzikiego.

Technologia Lentivector

Technologia lentivector ma szerokie zastosowanie w podstawowych badaniach biologicznych i translacyjnych w zakresie stabilnej nadekspresji transgenu, ukierunkowanej edycji genów, trwałego wyciszania genów, modyfikacji komórek macierzystych, generowania zwierząt transgenicznych i indukcja pluripotencjalnych komórek.

Lentiwektory są łatwe w obsłudze i produkcji systemów. Są nieodwracalnie i bezpiecznie zintegrowane z genomem żywiciela. Infekują komórki, które się dzielą lub nie.

Wykazują tropizm w stosunku do określonych tkanek, ułatwiając terapię. Nie wykazują ekspresji białek wirusowych, dlatego mają niską immunogenność. Mogą wysyłać złożone elementy genetyczne.

W badaniach podstawowych lentiwektory oparte na HIV zostały wykorzystane jako systemy dostarczania interferencji RNA (RNAi) w celu wyeliminowania funkcji określonego genu, umożliwiając w ten sposób badanie interakcji z innymi różnymi genami.

Lentiwektory uzyskane z wirusa HIV

Na początku lat 90-tych pierwsze lentiwektory zostały zbudowane z HVI-1, który jest blisko spokrewniony z szympansem SIV. HVI-1 jest odpowiedzialny za AIDS na całym świecie.

Pierwsza generacja lentiwektorów ma znaczną część genomu HIV. Zawiera geny gal i pol oraz kilka dodatkowych białek wirusowych. Ta generacja została stworzona przy użyciu dwóch konstrukcji. Jeden z nich, który wyraża Env, pełni funkcje pakowania. Inny wyraża wszystkie umowy MLA z wyjątkiem Env.

Wektor transferowy składa się z kasety ekspresyjnej oznaczonej dwoma typami długich powtórzeń (LTR) oraz genów niezbędnych do pakowania i odwrotnej transkrypcji.

Druga generacja wektorów pakujących nie zawiera większości genów pomocniczych i zachowuje Tat i Rev. Te geny zostały usunięte w trzeciej generacji i dostarczone przez czwarty konstrukt.

Wektory transferowe trzeciej generacji składają się z dwóch konstrukcji opakowaniowych. Jeden koduje gal i pol. Inny koduje rev. Trzecia konstrukcja koduje obwiednię, która pochodzi z VSV-G. Ten, który koduje interesujący gen, zawiera inaktywowane sekwencje lentiwirusowe LTR, aby zapobiec rekombinacji.

W tym drugim przypadku elementy regulujące transkrypcję zwiększają wydajność genów transferowych.

Lentiwektory otrzymane z innych wirusów

Wirus HIV-2 jest blisko spokrewniony z szarą magią SIV (SIV _SM ) i jest odpowiedzialny za AIDS w Afryce Zachodniej. Z tego wirusa uzyskano wektory pierwszej i drugiej generacji.

W podobny sposób jak HVI-1 skonstruowano wektory z SIV _SM , EIAV (wirus zakaźnej anemii u koni), FIV (wirus niedoboru odporności kotów) i BIV (wirus niedoboru odporności bydła (BIV) Wektory oparte na EIAV trzech generacji zostały opracowane do użytku klinicznego.

Wektory pierwszej i trzeciej generacji skonstruowano z wirusa zapalenia stawów i zapalenia mózgu kóz (CAEV). Podczas gdy wektory pierwszej generacji zostały skonstruowane z SIV afrykańskiej małpy zielonej.

Bibliografia

1. Da Silva, FH, Dalberto, TP, Beyer Nardi, N. 2006. Poza zakażeniem retrowirusem: HIV spotyka terapię genową, Genetyka i biologia molekularna, 29, 367–379.
2. Durand, S., Cimarelli, A. 2011. The Inside Out of Lentiviral Vector. Viruses, 3: 132–159.
3. Mátrai, J., Chuah, MKL, Van den Driessche, T. 2010. Ostatnie postępy w rozwoju i zastosowaniach wektorów lentiwirusowych. Molecular Therapy, 18: 477–490.
4. Milone, MC, O'Doherty, U. 2018. Kliniczne zastosowanie wektorów lentiwirusowych. Leukemia, 32, 1529–1541.
5. Sakuma, T., Barry, MA, Ikeda, Y. 2012. Wektory lentiwirusowe: basic to translational. Biochemical Journal, 443, 603-618.