Das Lentivirus, aus dem Lateinischen Lenti Das heißt, langsam, es handelt sich um Viren, die eine lange Zeit zwischen Monaten und Jahren von der Erstinfektion bis zum Ausbruch der Krankheit benötigen. Diese Viren gehören zur Gattung Lentivirus und Retroviren (Familie Retroviridae), die ein RNA-Genom haben, das durch reverse Transkriptase (TR) in DNA transkribiert wird.
In der Natur kommen Lentiviren in Primaten, Huftieren und Katzen vor. Beispielsweise gibt es bei Primaten zwei phylogenetisch verwandte Linien: Affen-Immundefizienz-Viren (SIV) und humane Immundefizienz-Viren (HIV). Beide sind die Erreger des erworbenen Immunschwächesyndroms (AIDS)..
Aus Lentiviren gewonnene Lentivektoren werden häufig in der Grundlagenforschung in den Bereichen Biologie, funktionelle Genomik und Gentherapie eingesetzt..
Artikelverzeichnis
Der Lebenszyklus aller Retroviren beginnt mit der Bindung des Körpers an einen bestimmten Rezeptor auf der Zelloberfläche, gefolgt von der Internalisierung des Virus durch Endozytose..
Der Zyklus setzt sich mit der Entfernung der Virushülle und der Bildung eines viralen Nukleoproteinkomplexes (VNC) fort, der aus dem viralen Genom besteht, das mit viralen und zellulären Proteinen assoziiert ist. Die Zusammensetzung des Komplexes ändert sich im Laufe der Zeit und hängt mit der Umwandlung des Genoms des Eindringlings in eine DNA-Doppelhelix durch TR zusammen.
Die Integration des Virusgenoms mit dem der Zelle hängt von der Fähigkeit des Virusgenoms ab, in den Wirtskern einzudringen. Die VNC-Reorganisation spielt eine wichtige Rolle beim Import in den Kern, obwohl auch wichtige zelluläre Proteine wie Transportin-SR2 / TNPO3, Importin-alpha3 und Importin7 eine Rolle spielen.
Virale Proteine wie Integrase und Transkriptionsfaktoren von Wirtszellen wie LEDCF sind der Schlüssel für die Integration des viralen Genoms.
Es verwendet die Wirtszellmaschinerie, um virale Proteine zu transkribieren und zu translatieren und Virionen zusammenzusetzen und sie in den extrazellulären Raum freizusetzen..
Das Retrovirus-Genom hat drei offene Leserahmen (MLA) für die verschiedenen viralen Elemente. Zum Beispiel Kapsidien und Matrix (Gen. Gag), Enzyme (Gen. pol) und Hülle (Gen. env).
Die Konstruktion eines viralen Vektors besteht in der Eliminierung einiger Gene des Wildvirus, beispielsweise derjenigen, die mit der Virulenz zusammenhängen. Auf diese Weise kann ein viraler Vektor eukaryotische Zellen infizieren, retrotranskribieren, sich in das Genom der eukaryotischen Wirtszelle integrieren und das Transgen (eingefügtes therapeutisches Gen) exprimieren, ohne eine Krankheit zu verursachen..
Eine Methode zur Konstruktion von Lentivektoren ist die vorübergehende Transfektion. Es basiert auf der Verwendung von viralen Minigenomen (Konstrukten genannt), die nur die interessierenden Gene tragen. Die vorübergehende Transfektion besteht in der unabhängigen Abgabe von Konstrukten.
Einige Retrovektoren haben nur Hauptelemente für den Aufbau von Viruspartikeln, die als nicht funktionierende Retrovektoren bezeichnet werden. Sie werden zur Transfektion von Verpackungszellen verwendet.
Vektoren mit einer Transgen-Expressionskassette können Zellen infizieren, transformieren (Transduktion) und das Transgen exprimieren..
Die Verwendung separater Konstrukte soll Rekombinationsereignisse vermeiden, die den Wildtyp-Phänotyp wiederherstellen könnten..
Die Lentivektortechnologie wird häufig in grundlegenden biologischen und translationalen Studien zur stabilen Überexpression von Transgenen, zur ortsgerichteten Geneditierung, zur anhaltenden Gen-Stummschaltung, zur Stammzellmodifikation, zur transgenen Tiergenerierung und zur Stammzellinduktion eingesetzt.
Lentivektoren sind einfach zu handhaben und produzieren Systeme. Sie sind irreversibel und sicher in das Wirtsgenom integriert. Sie infizieren Zellen, die sich teilen oder nicht.
Sie zeigen Tropismus gegenüber bestimmten Geweben, was die Therapie erleichtert. Sie exprimieren keine viralen Proteine und weisen daher eine geringe Immunogenität auf. Sie können komplexe genetische Elemente senden.
In der Grundlagenforschung wurden HIV-basierte Lentivektoren als Interferenz-RNA-Abgabesysteme (RNAi) verwendet, um die Funktion eines bestimmten Gens zu eliminieren und so die Untersuchung der Wechselwirkung mit anderen zu ermöglichen..
In den frühen neunziger Jahren wurden die ersten Lentivektoren aus HVI-1 gebaut, das eng mit dem Schimpansen SIV verwandt ist. LVH-1 ist weltweit für AIDS verantwortlich.
Die erste Generation von Lentivektoren hat einen bedeutenden Anteil am HIV-Genom. Beinhaltet Gene gal Y. pol, und mehrere zusätzliche virale Proteine. Diese Generation wurde mit zwei Konstrukten erstellt. Einer von ihnen, der Env ausdrückt, liefert die Verpackungsfunktionen. Ein anderer drückt alle MLAs mit Ausnahme von Env aus.
Der Transfervektor besteht aus einer Expressionskassette, die durch zwei Arten von langen Wiederholungen (LTRs) und Genen gekennzeichnet ist, die für das Verpacken und die reverse Transkription erforderlich sind..
Der zweiten Generation von Verpackungsvektoren fehlt die Mehrheit der akzessorischen Gene und sie behalten Tat und Rev. Diese Gene wurden in der dritten Generation entfernt und durch ein viertes Konstrukt bereitgestellt..
Übertragungsvektoren der dritten Generation bestehen aus zwei Verpackungskonstrukten. Man verschlüsselt gal Y. pol. Andere Codierungen rev. Ein drittes Konstrukt codiert die Hüllkurve, die von VSV-G abgeleitet ist. Dasjenige, das das Gen von Interesse codiert, enthält inaktivierte lentivirale LTR-Sequenzen, um eine Rekombination zu verhindern.
Im letzteren Fall erhöhen die transkriptionsregulatorischen Elemente die Leistung der Transfergene..
Das HIV-2-Virus ist eng mit dem grauen Magabey SIV (SIV) verwandtIHR) und ist verantwortlich für AIDS in Westafrika. Aus diesem Virus wurden Vektoren der ersten und zweiten Generation erhalten..
Ähnlich wie HVI-1 von SIVIHR, Vektoren der dritten Generation wurden aus EIAV (Virus für infektiöse Anämie bei Pferden), FIV (Virus für Katzen-Immundefizienz) und BIV (Virus für Rinder-Immundefizienz (BIV)) konstruiert. Vektoren, die auf EIAV basieren, wurden für die klinische Verwendung entwickelt.
Vektoren der ersten und dritten Generation wurden aus dem Ziegenarthritis-Enzephalitis-Virus (CAEV) konstruiert. Während Vektoren der ersten Generation aus dem SIV des afrikanischen grünen Affen konstruiert wurden.
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