Kľúčový rozdiel medzi vírusovými a nevírusovými vektormi je v tom, že vírusové vektory sú geneticky upravené vírusy, ktoré pôsobia ako nosiče génov pri doručovaní cudzieho genetického materiálu do buniek pomocou ich vírusového genómu, zatiaľ čo nevírusové vektory sú chemické vektory, ako sú anorganické častice, vektory na báze lipidov, vektory na báze polymérov a vektory na báze peptidov a fungujú ako nosiče génov pri dodávaní cudzieho genetického materiálu do buniek.
Pri génovej terapii sa do pacienta vkladajú cudzie genetické materiály, aby sa liečilo genetické ochorenie. V génovej terapii sa používajú rôzne techniky na zavedenie genetického materiálu zvonku do vnútra tela. Je to možné len prostredníctvom dodávacieho systému nazývaného vektor. Vector je mikroskopický nákladný automobil, ktorý prepravuje cudzí genetický materiál do cieľovej bunky. V génovej terapii sa bežne používajú dva typy vektorov. Sú to vírusové a nevírusové vektory.
Čo sú vírusové vektory?
Vírusové vektory sú nástroje molekulárnej biológie, ktoré sa bežne používajú na prenos cudzieho genetického materiálu do buniek. Tento proces sa môže uskutočniť použitím živého organizmu (in vivo) alebo použitím bunkovej kultúry. Vírusy majú špecializované molekulárne mechanizmy, ktoré zvyčajne dodávajú svoje genómy do buniek, ktoré infikujú. Transdukcia je mechanizmus, ktorý vírusy používajú na dodanie svojho genetického materiálu do hostiteľských buniek. Bunky infikované vírusom sú známe ako transdukované bunky. Tento transdukčný mechanizmus sa môže vyvinúť na užitočný nástroj v génovej terapii. Metódu dodania génu založenú na vírusovom vektore prvýkrát použil v 70. rokoch minulého storočia americký biochemik Paul Berg. Na infikovanie obličkových buniek udržiavaných v bunkových kultúrach použil modifikovaný genóm SV40 obsahujúci DNA z bakteriofága λ. Okrem molekulárnej biológie a génovej terapie sa vírusové vektory používajú aj pri vývoji vakcín.
Obrázok 01: Vírusový vektor
Vírusové vektory by mali mať niekoľko kľúčových vlastností, aby mohli pôsobiť ako vektory. Normálne by mali byť bezpečné, nízko toxické, stabilné, špecifické pre bunkový typ a po transdukcii by mali byť ľahko identifikovateľné.
Typy vírusových vektorov
V súčasnosti sa na rôzne účely používa množstvo vírusových vektorov. Niektoré príklady sú retrovírusový vektor, lentivírusový vektor, adenovírusový vektor, adenovírusový vektor a rastlinný vírusový vektor (vírus tabakovej mozaiky). Niekedy sa hybridné vektory používajú aj v genetickom inžinierstve. Hybridné vektory sú vektorové vírusy, ktoré sú geneticky upravené tak, aby mali vlastnosti viac ako jedného vírusového vektora.
Čo sú nevírusové vektory?
Nevírusové vektory sú nosiče génov, ktorými sú anorganické častice, vektory na báze lipidov, vektory na báze polymérov a vektory na báze peptidov. Normálne sú nevírusové vektory užitočné na dodávanie rôznych typov nukleových kyselín, vrátane malej DNA (oligodeoxynukleotidy), veľkej DNA (plazmidovej DNA) a RNA (ribozýmy, Si RNA alebo mRNA). Existujú rôzne spôsoby doručenia nevírusových vektorov.
Obrázok 02: Nevírusový vektor
Typy nevírusových vektorov
Anorganické častice zahŕňajú fosforečnan vápenatý, oxid kremičitý a zlato, ktoré uľahčujú prenos cudzej DNA do buniek. Vektory na báze lipidov, ktoré dodávajú cudziu DNA, zahŕňajú katiónové lipidy, lipidové nanoemulzie, pevné lipidové nanočastice. Vo vektoroch na báze peptidov sa na dodanie cudzej DNA používajú katiónové peptidy bohaté na zvyšky ako lyzín a arginín pripojené k polyplexu. Navyše vektory na báze polymérov sú katiónové polyméry zmiešané s cudzou DNA. Vektory na báze polymérov zahŕňajú polyetylénimín, chitosan, dendriméry a polymetakrylát. Okrem toho väčšina kardiovaskulárnych štúdií používa nevírusové vektory ako spôsob prenosu génov.
Aké sú podobnosti medzi vírusovými a nevírusovými vektormi?
- Vírusové a nevírusové vektory sú dva typy vektorov bežne používaných v génovej terapii.
- Sú to nástroje molekulárnej biológie.
- Obe fungujú ako transportné prostriedky pri prenose cudzej DNA do buniek.
- Sú geneticky upravené tak, aby účinne dodávali cudziu DNA.
Aký je rozdiel medzi vírusovými a nevírusovými vektormi?
Vírusové vektory sú nosiče génov, ktoré sú založené na prenose cudzieho genetického materiálu do bunky pomocou vírusového genómu, zatiaľ čo nevírusové vektory sú nosiče génov, ktoré sú založené na prenose cudzieho genetického materiálu do bunky pomocou anorganických častíc, vektory na báze lipidov, vektory na báze polymérov a vektory na báze peptidov. Toto je kľúčový rozdiel medzi vírusovými a nevírusovými vektormi. Okrem toho, vírusové vektory sú biologické činidlá, zatiaľ čo nevírusové vektory sú chemické činidlá.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi vírusovými a nevírusovými vektormi v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Súhrn – vírusové verzus nevírusové vektory
Vektory fungujú ako transportné prostriedky pri efektívnom dodávaní cudzieho genetického materiálu do buniek. V génovej terapii sú v súčasnosti zapojené dva typy vektorov. Sú to vírusové a nevírusové vektory. Vírusové vektory sú rôzne typy vírusov vyvinuté na dodanie cudzieho genetického materiálu do bunky pomocou vírusového genómu. Nevírusové vektory sú chemické vektory, ako sú anorganické častice, vektory na báze lipidov, vektory na báze polymérov a vektory na báze peptidov atď., ktoré sa používajú v génovej terapii na dodávanie cudzieho genetického materiálu do buniek. Toto je súhrn toho, aký je rozdiel medzi vírusovými a nevírusovými vektormi.
