ЧТО ТАКОЕ ЛЕНТИВИРУСЫ? - БИОЛОГИЯ - 2025

Лентивирусы , от латинского означают медленный Ленти, являются вирусами , которые требуют длительного времени от нескольких месяцев до года, от заражения до начала заболевания. Эти вирусы принадлежат к роду Lentivirus и ретровирусам (семейство Retroviridae), которые имеют геном РНК, который транскрибируется в ДНК с помощью обратной транскриптазы (TR).

В природе лентивирусы присутствуют у приматов, копытных и кошачьих. Например, у приматов существует две филогенетически родственные линии: вирусы обезьяньего иммунодефицита (SIV) и вирусы иммунодефицита человека (ВИЧ). Оба являются возбудителями синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Источник: PhD Dre в английской Википедии.

Лентивекторы, полученные из лентивирусов, широко используются для фундаментальных исследований в области биологии, функциональной геномики и генной терапии.

Этапы жизненного цикла ретровирусов

Жизненный цикл всех ретровирусов начинается со связывания организма со специфическим рецептором на поверхности клетки, за которым следует интернализация вируса посредством эндоцитоза.

Цикл продолжается удалением вирусной оболочки и образованием комплекса вирусных ядер и белков (VNC), который состоит из вирусного генома, связанного с вирусными и клеточными белками. Состав комплекса меняется со временем и связан с преобразованием TR генома захватчика в двойную спираль ДНК.

Интеграция вирусного генома в геном клетки будет зависеть от способности вирусного генома проникать в ядро ​​хозяина. Реорганизация VNC играет важную роль в импорте в ядро, хотя важные клеточные белки, такие как transportin-SR2 / TNPO3, importin-alpha3 и importin7, также играют роль.

Вирусные белки, такие как интеграза, и факторы транскрипции клетки-хозяина, такие как LEDCF, играют ключевую роль в интеграции вирусного генома.

Он использует аппарат клетки-хозяина для транскрипции и трансляции вирусных белков и для сборки вирионов, высвобождая их во внеклеточное пространство.

От лентивируса до лентивектора

Геном ретровирусов имеет три открытые рамки считывания (MLA) для различных вирусных элементов. Например, капсидий и матрикс (ген gag), ферменты (ген pol) и оболочка (ген env).

Создание вирусного вектора состоит из устранения некоторых генов дикого вируса, например генов, связанных с вирулентностью. Таким образом, вирусный вектор может инфицировать эукариотические клетки, ретротранскрибировать, интегрировать в геном эукариотической клетки-хозяина и экспрессировать трансген (встроенный терапевтический ген), не вызывая заболевания.

Один из методов создания лентивектора - временная трансфекция. Он основан на использовании вирусных минигеномов (называемых конструкциями), которые несут только интересующие гены. Транзиторная трансфекция заключается в независимой доставке конструкций.

Некоторые ретровекторы имеют только основные элементы для сборки вирусных частиц, называемые нефункциональными ретровекторами. Они используются для трансфекции упаковывающих клеток.

Векторы с кассетой экспрессии трансгена способны инфицировать, трансформировать клетки (трансдукция) и экспрессировать трансген.

Использование отдельных конструкций предназначено для предотвращения событий рекомбинации, которые могут восстановить фенотип дикого типа.

Лентивекторная технология

Технология Lentivector широко используется в фундаментальных биологических и трансляционных исследованиях для сверхэкспрессии стабильного трансгена, сайт-направленного редактирования генов, стойкого сайленсинга генов, модификации стволовых клеток, создания трансгенных животных и индукция плюрипотентных клеток.

Лентивекторы просты в обращении и производят системы. Они необратимо и надежно интегрируются в геном хозяина. Они заражают клетки, которые делящиеся или неделящиеся.

Они проявляют тропизм к определенным тканям, облегчая терапию. Они не экспрессируют вирусные белки, поэтому обладают низкой иммуногенностью. Они могут посылать сложные генетические элементы.

В фундаментальных исследованиях лентивекторы на основе ВИЧ использовались в качестве систем доставки РНК-интерференции (РНКи) для устранения функции определенного гена, что позволило изучить взаимодействие с другими генами.

Лентивекторы, полученные от ВИЧ

В начале 1990-х годов были построены первые лентивекторы из HVI-1, который тесно связан с SIV шимпанзе. HVI-1 несет ответственность за СПИД во всем мире.

У первого поколения лентивекторов значительная часть генома ВИЧ. Он включает гены gal и pol, а также несколько дополнительных вирусных белков. Это поколение было создано с использованием двух конструкций. Один из них, выражающий Env, обеспечивает функции упаковки. Другой выражает все MLA, за исключением Env.

Вектор переноса состоит из кассеты экспрессии, маркированной двумя типами длинных повторов (LTR) и генами, необходимыми для упаковки и обратной транскрипции.

Второе поколение упаковывающих векторов лишено большинства дополнительных генов и сохраняет Tat и Rev. Эти гены были удалены в третьем поколении и предоставлены четвертой конструкцией.

Векторы переноса третьего поколения состоят из двух упаковывающих конструкций. Один кодирует gal и pol. Другой кодирует rev. Третья конструкция кодирует конверт, полученный из VSV-G. Ген, кодирующий интересующий ген, содержит инактивированные лентивирусные последовательности LTR для предотвращения рекомбинации.

В последнем случае элементы регуляции транскрипции увеличивают производительность генов переноса.

Лентивекторы, полученные из других вирусов

Вирус ВИЧ-2 тесно связан с вирусом серого магабея SIV (SIV _SM ) и вызывает СПИД в Западной Африке. Из этого вируса были получены векторы первого и второго поколения.

Аналогично HVI-1, векторы были сконструированы из SIV _SM , EIAV (вирус инфекционной анемии у лошадей), FIV (вирус иммунодефицита кошек) и BIV (вирус иммунодефицита крупного рогатого скота (BIV). три поколения векторов на основе EIAV были разработаны для клинического использования.

Векторы первого и третьего поколений были сконструированы из вируса артрита-энцефалита коз (CAEV). В то время как векторы первого поколения были сконструированы из SIV африканской зеленой обезьяны.

Ссылки

1. Да Силва, Ф.Х., Далберто, Т.П., Бейер Нарди, Н. 2006. Помимо ретровирусной инфекции: ВИЧ встречается с генной терапией, Генетика и молекулярная биология, 29, 367–379.
2. Дюран, С., Чимарелли, А. 2011. Изнанка лентивирусного вектора. Вирусы, 3: 132-159.
3. Матраи, Дж., Чуа, MKL, Ван ден Дрише, Т. 2010. Последние достижения в разработке и применении лентивирусных векторов. Молекулярная терапия, 18: 477–490.
4. Милоне, М.К., О'Догерти, У. 2018. Клиническое использование лентивирусных векторов. Лейкемия, 32, 1529–1541.
5. Сакума, Т., Барри, М.А., Икеда, Ю. 2012. Лентивирусные векторы: от основы к трансляции. Биохимический журнал, 443, 603-618.