'
Научный журнал «Вестник науки»

Режим работы с 09:00 по 23:00

zhurnal@vestnik-nauki.com

Информационное письмо

  1. Главная
  2. Архив
  3. Вестник науки №12 (33) том 4
  4. Научная статья № 40

Просмотры  126 просмотров

Райков А.А., Райкова В.А., Ионов С.Н.

  


ВИРУСНЫЕ ВЕКТОРЫ *

  


Аннотация:
на сегодняшний день изучение вирусных векторов является неотъемлемым звеном в развитии генной терапии. Благодаря им стало возможным излечение пациентов с тяжелыми наследственными и онкологическими заболеваниями, а также создание вакцин нового поколения   

Ключевые слова:
вирусы, вирусные векторы, генная терапия, вакцинопрофилактика   


Согласно классификации выделяются следующие типы вирусных векторов: 1. РНК-содержащие вирусы: ретровирусы (онкоретровирусы, лентивирусы и др.) 2. ДНК-содержащие вирусы: аденовирусы, вирусы герпеса, аденоассоциированные вирусы Ретровирусы (РНК-содержащие) Это небольшие РНК-содержащие вирусы, способные заражать только делящиеся клетки, в которых они репродуцируются. Геном вируса изменен так, чтобы избежать экспрессии вирусных белков в зараженных клетках, что предотвращает развитие иммунного ответа против этих клеток. Поскольку эти вирусы заражают только делящиеся клетки, ретровирусные векторы используют в основном для трансдукции клеток ex vivo или для экспериментального лечения злокачественных новообразований. С помощью ретровирусных векторов обычно осуществляют трансдукцию клеток больного ex vivo или векторы вводят непосредственно в ткани. Первый подход требует выделения клеток больного и поддержания их в культуре зараженных клеток ретровирусным вектором и последующего введения клеток больному. Так пытались модифицировать лимфоциты и стволовые кроветворные клетки при недостаточности аденозиндезаминазы (Parkman et al., 2000) и семейной гиперхолестеринемии (Grossman et al., 1994). Аналогичным образом поступали, чтобы вызвать экспрессию иммуномодуляторов в опухолевых клетках (Lode and Reisfeld, 2000). Прямую инъекцию ретровирусных векторов пробуют применять в основном для лечения солидных опухолей (Gomez-Navarro et al., 1999). Поскольку вирус встраивается в клеточный геном, причем случайным образом, существует риск возникновения мутации. Например, встраивание вируса может изменить функцию гена, регулирующего деление клеток, что приведет к нежелательным последствиям. Способные к репродукции ретровирусы обладают некоторой канцерогенностью, однако, этого не наблюдается у ретровирусных векторов, лишенных такой способности. ДНК-содержащие вирусы Аденовирусы Аденовирусы - это микроорганизмы сферической формы, диаметр которого составляет 70-90 нм. Они содержат линейную двухцепочечную ДНК и способны к репродукции независимо от деления клетки-хозяина. Аденовирусные векторы обеспечивают эффективную трансдукцию как делящихся, так и неделящихся клеток с последующей экспрессией трансгенов. Можно использовать разные пути введения, например, внутривенный, внутрибрюшинный, внутрипузырный, внутричерепной, интраторакальный, а также инъекцию в желчные пути или непосредственно в паренхиму органа. Многообразие путей введения позволяет выбрать наилучший для выбранной мишени. Аденовирусные векторы имеют два существенных недостатка. Вопервых, после заражения клетки вирусный геном не встраивается в ДНК клетки, поэтому длительной экспрессии трансгена не происходит. Во-вторых, аденовирусная инфекция активирует как клеточное, так и гуморальное звенья иммунитета, что ведет к уничтожению трансфицированных клеток и снижает эффективность повторного введения вектора. Побочные эффекты аденовирусных векторов также объясняются иммунным ответом. Аденовирусы заражают широкий круг делящихся и неделящихся клеток, поскольку рецепторы для вирусов Коксаки и аденовирусов имеются почти у всех клеток. Лишь у некоторых клеток этих рецепторов мало или они недоступны. Существуют способы изменения тропности аденовирусов (Wickham, 2000). Использование антител двойной специфичности к нитям вируса и мембранным белкам клетки позволяет блокировать естественную тропность вируса и перенаправить его на определенный тип клеток. Для изменения тропности или облегчения взаимодействия с клетками можно с помощью методов генной инженерии модифицировать вирусные нити или их концевые головки (Douglas et al., 1999). Наконец, можно использовать адаптерные белки, например химерный белок, содержащий последовательности эпидермального фактора роста и рецептора вирусов Коксаки и аденовирусов. Это облегчает связывание вируса с клетками, экспрессирующими рецептор эпидермального фактора роста (Dmitriev et al., 2000). В настоящее время проводится много клинических испытаний, в которых аденовирусные векторы применяют для лечения как наследственных, так и приобретенных заболеваний. При лечении наследственных заболеваний одним из недостатков является непродолжительность экспрессии трансгенов и иммунный ответ на зараженные клетки. Внехромосомная локализация аденовирусного генома в клетке ограничивает продолжительность экспрессии трансгенов в активно делящихся клетках (например, клетках костного мозга или эпителия), так как деление клеток не сопровождается репликацией трансгена. Аденовирусные векторы, как способные, так и не способные к репродукции, могут найти применение в лечении злокачественных новообразований. Аденоассоциированные вирусы Маленькие, лишенные оболочки вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК, обладают рядом свойств, необходимых хорошему вектору. Для репродукции аденоассоциированные вирусы нуждаются в генетической информации вирусапомощника. Аденоассоциированные векторы начали применять в клинике: сейчас проводятся клинические испытания доставки генов в легкие и в скелетные мышцы. По-видимому, эти векторы подходят для обеспечения длительной экспрессии трансгенов в скелетных мышцах, сердце, ЦНС и других тканях. Первые результаты клинического испытания, в котором с помощью аденоассоциированного вектора осуществляли доставку гена фактора IX в скелетные мышцы больных гемофилией, оказались успешными. Способность этих векторов обеспечивать длительную экспрессию трансгенов, не оказывая  токсического действия на клетки и не вызывая иммунного ответа, делает их перспективным инструментом лечения некоторых наследственных заболеваний. Аденоассоциированные вирусы непатогенны. Первые опыты с использованием соответствующих векторов показали, что они не активируют иммунную систему. Аденоассоциированные векторы могут встраиваться в геном клетки случайным образом, что теоретически может привести к инсерционному мутагенезу. Вероятно, необходимо сохранить в векторах способность специфического встраивания в 19-ю хромосому. Вирус простого герпеса типа 1 Этот вирус содержит большую (152 000 пар нуклеотидов) молекулу двухцепочечной ДНК, которая реплицируется в ядре зараженной клетки. Вирус заражает различные клетки, как делящиеся, так и неделящиеся; вирусный геном находится вне хромосом. В вирусный геном путем гомологичной рекомбинации или путем делеции и вставки можно встроить до 20 000—30 000 пар нуклеотидов чужеродной ДНК. Герпесвирусный вектор не способен к репликации, поскольку у него нет нескольких необходимых для этого генов, таких, как сверхранние гены ICP4, 1СР22и ICP27(Krisky et al., 1998). Удаление этих генов уменьшает также цитотоксичность вектора и увеличивает продолжительность экспрессии трансгена. Были разработаны методы, позволяющие без использования вирусовпомощников получить герпесвирусные векторы, хотя и с невысоким титром. Такие векторы способны заражать нервные клетки in vivo, не повреждая их (Fraefel et al., 1996). Наиболее эффективные способы получения вектора на основе вируса простого герпеса типа 1 позволяют включить в него два независимых трансгена (Krisky et al., 1997). Большим препятствием к использованию герпесвирусных векторов является кратковременность экспрессии, вызванная замолканием трансгена.  Вирус простого герпеса типа 1 способен заражать различные клетки человека, но особенно выражена его тропность к нейронам, поэтому его предложено использовать в качестве вектора для генотерапии нервных болезней, например болезни Паркинсона или злокачественных новообразований мозга (Fink and Glorioso, 1997; Simonato et al.,2000). Большим препятствием к использованию герпесвирусных векторов является кратковременность экспрессии, вызванная замолканием трансгена. Перспективный способ преодоления этой проблемы — использование промоторов, активирующих синтез LAT-транскриптов (Goins et al., 1999; Lachmann and Efstathiou, 1997; Marshall et al., 2000). Иногда для облегчения трансляции трансген сшивают с внутренним сайтом связывания рибосом (IRES) вируса энцефаломиокардита. Основная опасность герпесвирусных векторов — цитотоксичность. Новейшие способы получения векторов, включающие удаление дополнительных вирусных генов, снижают этот риск. Заключение. На сегодняшний день применение вирусных векторов является неотъемлемой частью прогресса в лечении широкого спектра заболеваний. К ним относятся наследственные, онкологические и сердечно-сосудистые заболевания. Но несмотря на это, подобные методики нуждаются в повышении эффективности, так как наблюдается кратковременность экспрессии «терапевтического гена». Зачастую системы вирусных векторов бывают небезопасны. Не стоит забывать о защитной системе клеток - апоптозе, который сопровождается инактивацией генно-терапевтических конструкций.

  


Полная версия статьи PDF

Номер журнала Вестник науки №12 (33) том 4

  


Ссылка для цитирования:

Райков А.А., Райкова В.А., Ионов С.Н. ВИРУСНЫЕ ВЕКТОРЫ // Вестник науки №12 (33) том 4. С. 192 - 198. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3971 (дата обращения: 28.03.2024 г.)


Альтернативная ссылка латинскими символами: vestnik-nauki.com/article/3971



Нашли грубую ошибку (плагиат, фальсифицированные данные или иные нарушения научно-издательской этики) ?
- напишите письмо в редакцию журнала: zhurnal@vestnik-nauki.com


Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020.    16+




* В выпусках журнала могут упоминаться организации (Meta, Facebook, Instagram) в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25 июля 2002 года № 114-ФЗ 'О противодействии экстремистской деятельности' (далее - Федеральный закон 'О противодействии экстремистской деятельности'), или об организации, включенной в опубликованный единый федеральный список организаций, в том числе иностранных и международных организаций, признанных в соответствии с законодательством Российской Федерации террористическими, без указания на то, что соответствующее общественное объединение или иная организация ликвидированы или их деятельность запрещена.