WAT ZIJN LENTIVIRUSSEN? - BIOLOGIE - 2024

Het lentivirus , van het Latijnse wat langzame Lenti betekent, zijn virussen die een lange tijd nodig hebben, van maanden tot jaren, van de eerste infectie tot het begin van de ziekte. Deze virussen behoren tot het genus Lentivirus en tot de retrovirussen (Retroviridae-familie), die een RNA-genoom hebben dat door reverse transcriptase (TR) in DNA wordt getranscribeerd.

In de natuur zijn lentivirussen aanwezig bij primaten, hoefdieren en katachtigen. Bij primaten zijn er bijvoorbeeld twee fylogenetisch verwante lijnen: simian immunodeficiency virussen (SIV) en human immunodeficiency virussen (HIV). Beide zijn de veroorzakers van het verworven immunodeficiëntiesyndroom (AIDS).

Bron: PhD Dre op Engelse Wikipedia

Lentivectoren, verkregen uit lentivirussen, zijn op grote schaal gebruikt voor fundamenteel onderzoek in de biologie, functionele genomica en gentherapie.

Stadia in de levenscyclus van retrovirussen

De levenscyclus van alle retrovirussen begint met de binding van het lichaam aan een specifieke receptor op het celoppervlak, gevolgd door internalisatie van het virus door endocytose.

De cyclus gaat verder met het afstoten van de virusmantel en de vorming van een viraal nucleus-eiwitcomplex (VNC), dat bestaat uit het virale genoom dat is geassocieerd met virale en cellulaire eiwitten. De samenstelling van het complex verandert in de tijd en houdt verband met de omzetting, door TR, van het indringersgenoom in een dubbele DNA-helix.

De integratie van het virusgenoom in dat van de cel hangt af van het vermogen van het virale genoom om de gastheerkern binnen te dringen. VNC-reorganisatie speelt een belangrijke rol bij de invoer in de kern, hoewel belangrijke cellulaire eiwitten, zoals transportin-SR2 / TNPO3, importin-alpha3 en importin7 ook een rol spelen.

Virale eiwitten, zoals integrase, en transcriptiefactoren van de gastheercel, zoals LEDCF, spelen een sleutelrol bij de integratie van het virale genoom.

Het gebruikt de machine van de gastheercel om virale eiwitten te transcriberen en te vertalen en om virionen samen te stellen, waardoor ze in de extracellulaire ruimte worden afgegeven.

Van lentivirus tot lentivector

Het genoom van retrovirussen heeft drie open leeskaders (MLA) voor de verschillende virale elementen. Bijvoorbeeld capsidia en matrix (gag-gen), enzymen (pol-gen) en envelop (env-gen).

De constructie van een virale vector bestaat uit de eliminatie van enkele genen van het wilde virus, zoals die welke verband houden met virulentie. Op deze manier kan een virale vector eukaryote cellen infecteren, retro-transcriberen, integreren in het genoom van de eukaryote gastheercel en het transgen tot expressie brengen (ingebracht therapeutisch gen) zonder ziekte te veroorzaken.

Een methode van lentivector constructie is transiënte transfectie. Het is gebaseerd op het gebruik van virale minigenomen (constructen genoemd) die alleen de genen van belang bevatten. Voorbijgaande transfectie bestaat uit de onafhankelijke levering van constructen.

Sommige retrovectoren hebben alleen hoofdelementen voor de assemblage van virusdeeltjes, de zogenaamde niet-functionele retrovectoren. Ze worden gebruikt om inpakcellen te transfecteren.

Vectoren met een transgenexpressiecassette zijn in staat om cellen te infecteren, te transformeren (transductie) en het transgen tot expressie te brengen.

Het gebruik van afzonderlijke constructen is bedoeld om recombinatiegebeurtenissen te vermijden die het wildtype fenotype zouden kunnen herstellen.

Lentivector-technologie

Lentivector-technologie wordt op grote schaal gebruikt in de basisbiologie en translationele studies voor stabiele overexpressie van transgenen, locatiegestuurde genbewerking, aanhoudende genuitschakeling, stamcelmodificatie, transgene diergeneratie en inductie van pluripotente cellen.

Lentivectors zijn gemakkelijk te hanteren en te produceren systemen. Ze zijn onomkeerbaar en veilig geïntegreerd in het gastheergenoom. Ze infecteren cellen die zich wel of niet delen.

Ze vertonen tropisme naar bepaalde weefsels, wat de therapie vergemakkelijkt. Ze brengen geen virale eiwitten tot expressie, daarom hebben ze een lage immunogeniteit. Ze kunnen complexe genetische elementen sturen.

In fundamenteel onderzoek zijn op HIV gebaseerde lentivectoren gebruikt als RNA-interferentie-afgiftesystemen (RNAi) om de functie van een specifiek gen te elimineren, waardoor de interactie met andere verschillende kan worden bestudeerd.

Lentivectors verkregen van HIV

Begin jaren negentig werden de eerste lentivectors gebouwd van HVI-1, dat nauw verwant is aan chimpansee SIV. HVI-1 is wereldwijd verantwoordelijk voor aids.

De eerste generatie lentivectoren heeft een aanzienlijk deel van het hiv-genoom. Het bevat gal- en pol-genen en verschillende aanvullende virale eiwitten. Deze generatie is gemaakt met behulp van twee constructies. Een van hen, die Env uitdrukt, levert de verpakkingsfuncties. Een andere geeft alle MLA's weer, met uitzondering van Env.

De transfervector bestaat uit een expressiecassette die wordt gekenmerkt door twee soorten lange herhalingen (LTR's) en genen die nodig zijn voor verpakking en reverse transcriptie.

De tweede generatie verpakkingsvectoren missen de meeste bijkomende genen en behouden Tat en Rev. Deze genen werden verwijderd in de derde generatie en verschaft door een vierde construct.

Overdrachtsvectoren van de derde generatie zijn samengesteld uit twee verpakkingsconstructies. Een codeert gal en pol. Een ander codeert rev. Een derde construct codeert de envelop, die is afgeleid van VSV-G. Het gen dat codeert voor het gen van belang, bevat geïnactiveerde lentivirale LTR-sequenties om recombinatie te voorkomen.

In het laatste geval verhogen de transcriptionele regulerende elementen de prestatie van de transfergenen.

Lentivectors verkregen uit andere virussen

Het hiv-2-virus is nauw verwant aan de grijze magabey SIV (SIV _SM ) en is verantwoordelijk voor aids in West-Afrika. Van dit virus zijn vectoren van de eerste en tweede generatie verkregen.

Op een vergelijkbare manier als HVI-1 zijn vectoren geconstrueerd uit SIV _SM , EIAV (infectieus anemievirus bij paarden), FIV (feline immunodeficiency virus) en BIV (bovine immunodeficiency virus (BIV) er zijn drie generaties op EIAV gebaseerde vectoren ontwikkeld voor klinisch gebruik.

Vectoren van de eerste en derde generatie zijn geconstrueerd uit het caprine-artritis-encefalitisvirus (CAEV). Terwijl vectoren van de eerste generatie zijn geconstrueerd uit de SIV van de Afrikaanse groene aap.

Referenties

1. Da Silva, FH, Dalberto, TP, Beyer Nardi, N. 2006. Beyond retrovirus-infectie: HIV ontmoet gentherapie, Genetics and Molecular Biology, 29, 367-379.
2. Durand, S., Cimarelli, A. 2011. The Inside Out of Lentiviral Vector. Virussen, 3: 132-159.
3. Mátrai, J., Chuah, MKL, Van den Driessche, T. 2010. Recente vorderingen in de ontwikkeling en toepassingen van lentivirale vectoren. Molecular Therapy, 18: 477-490.
4. Milone, MC, O'Doherty, U. 2018. Klinisch gebruik van lentivirale vectoren. Leukemie, 32, 1529-1541.
5. Sakuma, T., Barry, MA, Ikeda, Y. 2012. Lentivirale vectoren: basis naar translationeel. Biochemical Journal, 443, 603-618.