» » » Использование лентивирусов


Лентивирус является родом семейства Retroviridae, который очень подходит для ремоделирования в векторы переноса генов из-за его стабильной трансгенной экспрессии, способности достигать ядер важных не делящихся клеток и его по существу низкого иммуногенного профиля. Наиболее важным применением лентивирусных векторов является генная терапия, которая включает передачу терапевтических генов в клетки пациента.

Лентивирусные векторы как мощные терапевтические инструменты

Лентивирусные векторы имеют преимущества над другими ретровирусными векторами из-за их склонности к эффективному нацеливанию на не делящиеся и дифференцированные клетки, такие как нейроны или дендритные клетки. Как таковые, эти векторы широко используются во множестве приложений in vivo и ex vivo для генной терапии.

Способность этих векторов трансформировать клетки, которые не делятся, вызвала множество различных применений генной терапии со стабильной трансдукцией, обнаруженной в разных тканях. Более конкретное местное введение лентивирусных векторов в сетчатку или мозг приводило к стабильной трансдукции дифференцированных клеток.

РНК-интерференция (RNAi) представляет собой механизм транскрипции посттранскрипционного гена, который сохраняется среди многих организмов, включая растения, плодовых мух и млекопитающих. Поставка shRNAs лентивирусами как в клетки, так и в нециклирующие клетки млекопитающих, зиготы, стволовые клетки и их дифференцированное потомство выявила способность этого механизма к достижению функционального и специфического «молчания» экспрессии генов.

Одним из первых применений лентивирусных векторов была попытка лечения гематологических нарушений, таких как β-талассемия и серповидноклеточная болезнь. Вектор, полученный из ВИЧ-1, экспрессирующий продукт против гена оболочки ВИЧ-1 (называемый VRX496), переносился в аутологичные Т-клетки CD4 в первом описанном клиническом исследовании с использованием таких векторов.

В области неврологии рекомбинантные лентивирусные векторы используются для осуществления экспрессии трансгена в клетках головного мозга. Генетическая терапия, основанная на замене ферментов и доставке нейротрофических факторов нейродегенеративных заболеваний, уже разработана в доклинических условиях. Такие векторы подтвердили доказательство концепции и, как было показано, пригодны для экспрессии siRNAs при лечении болезни Альцгеймера и бокового амиотрофического склероза.

Несколько отличительных особенностей делают лентивирусы предпочтительными векторами – прежде всего их способность инфицировать как делящиеся, так и не делящиеся клетки. Лентивирусные векторы могут интегрировать свой генетический материал прямо в хромосому клетки-мишени, а не передавать последовательности, которые кодируют белки, полученные из упаковочного вируса в процессе. Это имеет решающее значение для предотвращения иммунного ответа на клетки, содержащие инородный ген.

Вопросы безопасности

Интеграционные профили лентивирусных векторов и присущие онкогенные риски зависят от нескольких переменных, которые включают тип клеток, число копий векторов, характер самого трансгена, векторный дизайн, лежащее в основе заболевание и потенциальное избирательное преимущество быстро растущих клеток. В разрешительных условиях может быть возможным выявить инсерционные онкогенные события, которые могут быть отнесены к лентивирусному вектору.

Безопасность использования лентивирусных векторов в различных клинических сценариях затруднена его внутренней способностью интегрироваться в геном клетки-мишени и, в меньшей степени, с патогенностью вируса ВИЧ дикого типа, из которого они получаются.

Для достижения более высокой эффективности и биобезопасности лентивирусные векторы эволюционировали с течением времени. Когда речь заходит об использовании ВИЧ в качестве вектора, лентивирусы первого поколения состоят из всех генов, за исключением белка оболочки. Второе поколение имеет 5 из 9 генов, которые несут ответственность за структурные и ферментативные компоненты.

Третье поколение лентивирусных векторов считается самым безопасным методом и направлено на клинические применения. Эти системы содержат только гены gag, pol и rev и используют химерный 5′-длинный терминальный повтор (LTR). Кроме того, векторы переноса рассчитаны на самоизактивацию.

Хотя нереалистично ожидать, что лентивирусные векторы послужат панацеей и окончательным решением для генной терапии, эта платформа обеспечит надежный подход при разработке улучшенных терапевтических средств и методов лечения, одновременно стремясь лечить иначе неизлечимые болезни.