Viral vektör

Viral vektörler yaygın olarak kullanılan araçlardır moleküler biyoloji ilgilenilen bir geni verilmesi için - veya uzatma, ilgi konusu bir genetik konstrüktü ile - iç hücreleri . Bu yöntem, canlı bir organizma üzerinde ( in vivo ) veya kültürde tutulan hücrelerde ( in vitro ) kullanılabilir. Evrim, virüslerin genomlarını enfekte ettikleri hücrelere dahil etmek için spesifik ve özellikle verimli mekanizmalar geliştirmesine izin verdi . Genetik materyali (DNA veya RNA) birleştirme mekanizmasına transdüksiyon denir . Paul Berg , kültürde tutulan maymun böbrek hücrelerini dönüştürmek için SV40 virüsünü bakteriyofaj lambdadan DNA ile değiştirmeyi başardığından beri, moleküler biyologlar bu mekanizmayı 1970'lerden beri kullanıyorlar .

Ana Özellikler

Her bir viral vektör, amaçlanan spesifik kullanıma uyacak şekilde hassas bir şekilde tasarlanır ve oluşturulur. Bununla birlikte, bir vektör olarak, bu virüsler, manipülasyonları için temel özellikleri karşılamalıdır:

Başvurular

Temel araştırma

Viral vektörler orijinal olarak moleküler genetik deneyler için çıplak DNA'nın transfeksiyonuna bir alternatif olarak geliştirildi . Kalsiyum fosfat çökeltme gibi geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında , transdüksiyon,% 100'e yakın enfeksiyon etkinliğine ve hücre canlılığını etkilemeden izin verir. Ek olarak, bazı virüsler genlerini enfekte olmuş hücrenin genomuna entegre ederek daha yüksek ekspresyon stabilitesine izin verir.

Bir viral vektör, belirli bir ilgili proteini kodlayan bir geni ifade etmek için kullanılabilir ve bu, bu proteinin hücre içindeki rolünü incelemeyi kolaylaştırır. Viral vektörler, özellikle floresan protein GFP gibi işaretleyici genlerin stabil ifadesine izin veren retrovirüsler, hücreleri kalıcı olarak etiketlemek için çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu işaretleme, zaman içinde hücreleri takip etmeyi ve aynı zamanda onların soyundan gelenleri işaretlemeyi mümkün kılar. Örneğin, bir ksenograft sırasında , in vitro olarak enfekte olan hücreler, bir konakçı hayvana implante edilir ve bu nedenle, yalnızca transplante edilen hücreler GFP'yi eksprese eder, bu da transplantasyondan sonra kaderlerini incelemeyi mümkün kılar.

Genetik tedavi

Gen terapisi, patolojilerin kökenindeki kusurlu genleri düzeltmeyi amaçlar. Gelecekte gen tedavisi , kistik fibroz , alenfositoz veya hemofili gibi genetik hastalıkları tedavi etmeyi mümkün kılabilir . Bu hastalıkların tümü, belirli bir genin DNA dizisindeki bir mutasyondan kaynaklanır. Bu nedenle gen terapisi, bu genin mutasyona uğramamış (işlevsel) kopyalarını hastanın vücuduna iletmek için viral vektörleri kullanmaya çalışır. Çok sayıda klinik denemenin başarılı olduğu kanıtlanmıştır .

Bununla birlikte, bu vektörlerin geniş ölçekli kullanımı belirli zorlukların üstesinden gelmeyi gerektirir. İmmün tepkisi viral vektörün varlığından tedavinin etkinliğini engellemektedir, aynı zamanda, hasta için ciddi komplikasyonlara yol açabilir. 1999'daki ilk gen terapisi denemelerinden birinde olan ve adenoviral vektörle tedavi edilen bir hasta olan Jesse Gelsinger'in ölümüne neden olan şey buydu . Öte yandan, belirli vektörler, özellikle lentiviraller, yapılarını hastanın genomuna neredeyse rastgele yerleştirir, bu da hücresel işlevlerde öngörülemeyen değişikliklere ve kanserlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. 2002 yılında alenfositozdan muzdarip hastalar üzerinde yürütülen bir retroviral vektör ile klinik bir çalışma sırasında, deneklerden dördü, tedaviye yanıt olarak bu şekilde lösemi geliştirdi; üçü kemoterapi sonrası iyileşmeyi başardı. Adeno ilişkili virüslere dayalı vektörler, genoma entegre olmadıklarından bu açıdan çok daha az tehlikelidir (aşağıya bakınız).

Aşılar

Belirli bir patojenin proteinlerini ifade eden virüsler şu anda bu sözde patojenlere karşı aşılama için geliştirilmektedir, prensip DNA aşılamasına benzerdir . T hücreleri, patojenin etkisi altında hücre tarafından üretilen yabancı proteinlerin tespit ederek bir hücre içi patojen ile enfekte edilmiş hücreleri tanıyan. Bu tanıma, viral enfeksiyonlara veya sıtma gibi hastalıklara karşı bağışıklık koruması için çok önemlidir . Bir viral vektör, patojenik proteinlerin konakçı hücreler tarafından ekspresyonunu indükleyerek bu fenomeni yeniden üretecektir. Prensip, çocuk felci aşısı ve diğer zayıflatılmış aşılara benzer . Bununla birlikte, viral vektörler, orijinal patojenik genlerin yalnızca hedeflenen bir kısmını içerir ve bu nedenle, hiçbir durumda aşılamayı amaçlayan patojen tarafından bir enfeksiyonu tetikleyemez.

Bu teknik, karşı ERVEBO aşısı tarafından kullanılan Ebola , hem de tarafından AstraZeneca Oxford AZD1222 , Sputnik V / Gam-COVID-Vac (Gamaleya Enstitüsü), JNJ-78.436.735 / Ad26.COV2.S (Johnson & Johnson Janssen) aşılar karşı Covid-19 .

Viral vektör türleri

Retrovirüs

Lentivirüs

Adeno ilişkili virüsler

Adenovirüs

Lentivirüslerin aksine adenoviral DNA, genoma entegre olmaz ve hücre bölünmesi sırasında kopyalanmaz. Bu, adenoviral vektörler hala in vitro ve in vivo kullanılmasına rağmen, temel araştırmadaki kullanımlarını sınırlar. Başlıca uygulamaları gen tedavisi ve aşılamadır. İnsanlar genellikle solunum, gastrointestinal veya göz enfeksiyonlarına neden olan adenovirüslerle temasa geçtiğinden, çoğu hasta, hedef hücreye ulaşmadan önce virüsü etkisiz hale getiren nötralize edici antikorlara sahiptir. Sorunu çözmek için bilim adamları, insanların bağışıklığı olmayan diğer türleri enfekte eden adenovirüsleri kullanmaya çalışıyorlar. Bu, özellikle bir durumdur AZD1222 Covid-19, bir simian adenovirüs türetilen bir vektör kullanır karşı.

Kullanım zorlukları

Referanslar

  1. (in) S. Goff ve P. Berg , "  SV40 ve λ faj DNA segmentlerini içeren hibrit virüslerin yapımı ve bunların kültürlenmiş maymun hücrelerinde yayılması  " , Cell , cilt.  9, n, o  , 4,1976, s.  695–705 ( PMID  189942 , DOI  10.1016 / 0092-8674 (76) 90133-1 )
  2. (in) Beardsley T, "  Trajik bir ölüm, yenilikçi bir tedavi yönteminin geleceğini gölgeliyor  " , Scientific American ,Şubat 2000( çevrimiçi okuyun )
  3. (inç) McDowell N, "  Yeni Kanser kutusu ABD gen tedavisi denemelerini durduruyor  " , New Scientist ,15 Ocak 2003( çevrimiçi okuyun )
  4. (en) Hacein-Bey-Abina S, Hauer J, Lim A, Picard C, Wang GP, Berry CC, Martinache C., Rieux-Laucat F, Latour S, Belohradsky BH, Leiva L, Sorensen R, Debre M, Casanova JL, Blanche S, Durandy A, Bushman FD, Fischer A, Cavazzana-Calvo M, "  X-Linked Ciddi Kombine İmmün Yetmezlik için Gen Terapisinin Etkinliği  " , New England Journal of Medicine , cilt.  363, n o  4,22 Temmuz 2010, s.  355–364 ( PMID  20660403 , PMCID  2957288 , DOI  10.1056 / NEJMoa1000164 , 13 Nisan 2013'te erişilen çevrimiçi okuma )

İlgili Makaleler