- Etapes del cicle de vida dels retrovirus
- De lentivirus a lentivector
- Tecnologia de lentivectores
- Lentivectores obtinguts a partir de HIV
- Lentivectores obtinguts a partir d'altres virus
- referències
Els lentivirus, de el llatí Lenti que significa lent, són virus que requereixen un temps llarg, entre mesos i anys, des de la infecció inicial fins a l'aparició de la malaltia. Aquests virus pertanyen a l'gènere Lentivirus i als retrovirus (famila Retroviridae), que posseeixen un genoma d'ARN que és transcrit a ADN mitjançant la transcriptasa inversa (TR).
A la natura, els lentivirus són presents en els primats, ungulats i felins. Per exemple, en els primats hi ha dos llinatges relacionats filogenèticament: els virus d'immunodeficiència de simis (SIV) i els virus d'immunodeficiència d'humans (HIV). Tots dos són els agents causants de la síndrome de la immunodeficiència adquirida (sida).
Font: PhD Dre at English Wikipedia
Els lentivectores, obtinguts a partir de lentivirus, han estat àmpliament utilitzats per a investigació bàsica en biologia, genòmica funcional i teràpia de gens.
Etapes del cicle de vida dels retrovirus
El cicle de vida de tots els retrovirus comença amb la unió de l'organisme a un receptor específic en la superfície de la cèl·lula, seguit per la internalització el virus mitjançant endocitosis.
El cicle continua amb l'eliminació de la coberta de virus i la formació d'un complex d'nucleoproteína viral (VNC), que consisteix de genoma viral associat a proteïnes virals i cel·lulars. La composició de l'complex canvia amb el temps i està relacionada amb la conversió, mitjançant TR, de l'genoma d'l'invasor en una doble hèlix d'ADN.
La integració de l'genoma del virus a el de la cèl·lula dependrà de la capacitat de l'genoma viral per penetrar el nucli de l'hoste. La reorganització de l'VNC té un paper important en la importació a el nucli, tot i que també influeixen proteïnes cel·lulars importants, com ara la transportina-SR2 / TNPO3, la importina-alpha3, i la importina7.
Les proteïnes virals, com ara la integrasa, i els factors de transcripció de la cèl·lula hoste, com ara el LEDCF, són claus en la integració de l'genoma viral.
Aquest utilitza la maquinària de la cèl·lula hoste per transcriure i traduir les proteïnes virals i per acoblar virions, alliberant-los en espai extracel·lular.
De lentivirus a lentivector
El genoma dels retrovirus té tres marcs de lectures oberts (MLA) per als diferents elements virals. Per exemple, capsidia i matriu (gen gag), enzims (gen pol), i embolcall (gen env).
La construcció d'un vector viral consisteix de l'eliminació d'alguns gens de virus silvestre, com ara els relacionats amb la virulència. D'aquesta manera, un vector viral pot infectar cèl·lules eucariotes, retro-transcriure, integrar-se a el genoma de la cèl·lula eucariota hoste i expressar el transgèn (gen terapèutic inserit) sense ocasionar malaltia.
Un mètode de construcció de lentivectores és la transfecció transitòria. Es basa en l'ús de minigenomas virals (anomenats constructes) que transporten únicament els gens d'interès. La transfecció transitòria consisteix en l'enviament independent de constructes.
Alguns retrovectores tenen únicament elements principals per a l'acoblament de partícules virals, denominats retrovectores no funcionals. S'usen per transfectar cèl·lules d'empaquetament.
Els vectors amb un casset d'expressió de l'transgèn són capaços d'infectar, transformar les cèl·lules (transducció) i expressar el transgèn.
L'ús de constructes per separat té com a finalitat evitar esdeveniments de recombinació que podrien restaurar el fenotip silvestre.
Tecnologia de lentivectores
La tecnologia de lentivectores té un ampli ús en biologia bàsica i estudis traduccionals per a la sobreexpressió de transgens de forma estable, l'edició de gens dirigida per lloc, el silenciament de gens persistent, la modificació de cèl·lules mare, la generació d'animals transgènics i la inducció de cèl·lules pluripotents.
Els lentivectores constitueixen sistemes fàcils de manipular i produir. S'integren irreversible i segurament a l'genoma d'l'hoste. Infecten cèl·lules que estan o no en divisió.
Mostren tropisme cap a certs teixits, facilitant la teràpia. No expressen proteïnes virals, per la qual cosa tenen baixa immunogenicitat. Podeu enviar elements genètics complexos.
En investigació bàsica, els lentivectores basats en l'HIV s'han fet servir com a sistemes d'enviament d'ARN d'interferència (ARNi) per eliminar la funció d'algun gen específic, permetent així estudiar la interacció amb altres diferents.
Lentivectores obtinguts a partir de HIV
A començament de la dècada dels 90, els primers lentivectores van ser construïts a partir de l'HVE-1, que està estretament relacionat amb el SIV de ximpanzé. L'HVE-1 és responsable de la SIDA a tot el món.
La primera generació de lentivectores posseeix una part significativa de l'genoma d'l'HIV. Inclou gens legal i pol, i diverses proteïnes virals addicionals. Aquesta generació va ser creada usant dos constructes. Un d'ells, que expressa Env, subministra les funcions d'empaquetament. Un altre expressa tots els MLA, amb l'excepció de Env.
El vector de transferència es compon d'un casset d'expressió marcat per dos tipus de repeticions llargues (LTR) i gens necessaris per a l'empaquetament i la transcripció reversa.
La segona generació de vectors d'empaquetament no té la majoria de gens accessoris i retenen Tat i Rev Aquests gens van ser remoguts en la tercera generació i proveïts mitjançant una cambra constructe.
Els vectors de transferència de la tercera generació estan compostos per dos constructes d'empaquetament. Un codifica legal i pol. Un altre codifica rev. Un tercer constructe codifica l'embolcall, que es deriva de VSV-G. El que codifica el gen d'interès conté seqüències lentivirals LTR inactivades per evitar la recombinació.
En l'últim cas, els elements reguladors de la transcripció incrementen l'acompliment dels gens de transferència.
Lentivectores obtinguts a partir d'altres virus
El virus HIV-2 està estretament relacionat amb el SIV de l'magabey gris (SIV SM), i és el responsable de la SIDA a l'Àfrica occidental. A partir d'aquest virus s'han obtingut vectors de primera i segona generació.
De manera similar a l'HVE-1, a partir de l'SIV SM, de l'EIAV (virus de l'anèmia infecciosa en equins), de l'FIV (virus de la immunodeficiència felina) i de l'BIV (virus de la immunodeficiència bovina (BIV) s'han construït vectors de tres generacions. Els vectors basats en EIAV han estat desenvolupats per a ús clínic.
A partir d'virus de l'artritis-encefalitis caprina (CAEV) s'han construït vectors de primera i tercera generació. Mentre que a partir d'el SIV de mico verd africà s'han construït vectors de primera generació.
referències
- Da Silva, FH, Dalberto, TP, Beyer Nardi, N. 2006. Beyond retrovirus infection: HIV meets gene therapy, Genetics and Molecular Biology, 29, 367-379.
- Durand, S., Cimarelli, A. 2011. The Inside Out of lentiviral Vector. Viruses, 3: 132-159.
- Mátrai, J., Chuah, MKL, Van den Driessche, T. 2010. Recent advances in lentiviral vector development and applications. Molecular Therapy, 18: 477-490.
- Milone, MC, O'Doherty, U. 2018. Clinical usi of lentiviral vectors. Leukemia, 32, 1529-1541.
- Sakuma, T., Barry, MA, Ikeda, I. 2012. lentiviral vectors: bàsica to Translational. Biochemical Journal, 443, 603-618.