Аденовірусні вектори для генної інженерії
Аденовірусні вектори ефективно переносять гени як у клітини, що діляться, так і в клітини, що не діляться, не вбудовуються в геном, забезпечують високі титри рекомбінантного вірусу і високий рівень експресії генів, що вводяться. Однак аденовірусні вектори, що використовуються в даний час, викликають неспецифічне запалення і антивірусну реакцію клітинного імунітету, що скорочує тривалість експресії до тижнів або місяців.
Недоліки ретровірусних векторів спонукають шукати інші векторні системи. Найбільші надії покладають на аденовіруси та герпесвіруси. Геноми у цих вірусів представлені дволанцюжковими ДНК і досить великі: 36 кб у адено-і 150 кб у герпесвірусів. Зазвичай вони не інтегрують до генома клітини господаря (хоча для герпесвірусів і повідомлялося про інтеграцію окремих частин вірусної ДНК).
Багато звичайних серотипів аденовірусів є патогенами людини, що інфікують верхні дихальні шляхи. Інтактні аденовіруси використовувалися для вакцинації і в результаті накопичилася велика інформація щодо безпеки цієї системи для людини. Аденовіруси можуть виходити з дуже високими титрами, до 10 12 інфекційних частинок в мілілітрі культурального середовища. Для цілей генної терапії на сьогоднішній день як вектори використовували два аденовірусні серотипи, 2 і 5. Аденовіруси проникають у клітину, взаємодіючи з двома рецепторами. Вони добре пристосовані до цілей терапії in vivo, оскільки дають високі титри вірусних частинок. Аденовіруси здатні реплікуватися і в клітинах, що діляться і в клітинах, що не діляться. Вони не інтегрують у геном клітин-господарів і залишаються епіхромосомними. Це зменшує небезпеку інсерційного мутагенезу, яку ми говорили у разі ретровирусов. Інфекція пермісивних клітин аденовірусом призводить до їхнього лізису. Схематичноаденовірусний геном представлений на Мал. 3 . Аденовірусний геном може бути перетворений на дефектний по реплікації шляхом делеції Е1 області. (Тут слід зазначити, що вимога Е1 гена для реплікації не є абсолютною. При високій множинності інфекції деяка реплікація все ж таки спостерігається і у дефектних по Е1 області аденовірусів. Однак ця здатність дуже сильно пригнічена). Замість Е1 області може бути вставлений трансген приблизно того ж розміру, що у разі ретровірусних векторів, тобто. до 10 Кб. Для того щоб забезпечити зростання таких реплікаційно дефектних рекомбінантних вірусів, створені спеціальні рекомбінантні клітини, що містять гени Е1, що експресуються. Це дуже схоже на ту хитрість, яку використовували у разі ретровірусу. Ці клітини комплементують дефект аденовірусного вектора і дозволяють йому розмножуватися і утворювати вірусні частинки, які не можуть реплікуватися в клітинах, що некомплементують. На рис. 3 показані місця, які може бути вбудований трансген. Це області Е1а, Е1b і Е3. Аденовірусні вектори були використані нещодавно для ефективної доставки генів до епітеліальних клітин верхніх дихальних шляхів in vivo. Цей епітелій є природним місцем інфекції для більшості аденовірусів, тому в даному випадку аденовіруси мають перевагу перед ретровірусами, оскільки останні, хоч і можуть реплікуватися в епітелії, не можуть бути отримані досить високої концентрації для цілей терапії in vivo. Однак, епіхромосомна локалізація має і недоліки – тривалість експресії трансгену невелика – тижні, у кращому випадку місяці. А хотілося б більше, хотілося б все життя, адже ми найчастіше маємо справу з спадковими , тобто. довічні хвороби. В результаті аденовірусні вектори доведеться вводитипацієнтам неодноразово і назавжди, а регулярно. Чи витримає організм таке насильство?