Ključna razlika med virusnimi in nevirusnimi vektorji je, da so virusni vektorji gensko spremenjeni virusi, ki delujejo kot prenašalci genov pri dostavi tujega genskega materiala v celice z uporabo njihovega virusnega genoma, medtem ko so nevirusni vektorji kemični vektorji, kot so anorganski delci, vektorji na osnovi lipidov, vektorji na osnovi polimerov in vektorji na osnovi peptidov ter delujejo kot prenašalci genov pri dostavi tujega genskega materiala v celice.
Pri genski terapiji se bolniku vnese tuji genski material za zdravljenje genetske bolezni. V genski terapiji se uporabljajo različne tehnike za vnos genskega materiala od zunaj v notranjost telesa. To je mogoče samo prek sistema dostave, imenovanega vektor. Vektor je mikroskopsko dostavni tovornjak, ki prevaža tuji genski material v ciljno celico. V genski terapiji se običajno uporabljata dve vrsti vektorjev. So virusni in nevirusni vektorji.
Kaj so virusni vektorji?
Virusni vektorji so orodja molekularne biologije, ki se običajno uporabljajo za dostavo tujega genskega materiala v celice. Ta proces lahko izvedemo z uporabo živega organizma (in vivo) ali z uporabo celične kulture. Virusi imajo specializirane molekularne mehanizme, ki običajno prenašajo svoje genome v celice, ki jih okužijo. Transdukcija je mehanizem, ki ga virusi uporabljajo za dostavo svojega genskega materiala v gostiteljske celice. Virusno okužene celice so znane kot transducirane celice. Ta mehanizem transdukcije se lahko razvije v uporabno orodje v genski terapiji. Metodo dostave genov na podlagi virusnih vektorjev je v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja prvi uporabil ameriški biokemik Paul Berg. Uporabil je modificiran genom SV40, ki je vseboval DNA iz bakteriofaga λ, da je okužil ledvične celice, vzdrževane v celičnih kulturah. Poleg molekularne biologije in genske terapije se virusni vektorji uporabljajo tudi pri razvoju cepiv.
Slika 01: Virusni vektor
Virusni vektorji morajo imeti več ključnih lastnosti, da lahko delujejo kot vektorji. Običajno bi morale biti varne, nizko toksične, stabilne, specifične za tip celice in jih je po transdukciji enostavno prepoznati.
Vrste virusnih vektorjev
Trenutno se za različne namene uporabljajo številni virusni vektorji. Nekateri primeri so retrovirusni vektor, lentivirusni vektor, adenovirusni vektor, adeno povezan virusni vektor in rastlinski virusni vektor (virus tobačnega mozaika). Včasih se hibridni vektorji uporabljajo tudi v genskem inženiringu. Hibridni vektorji so vektorski virusi, ki so gensko spremenjeni tako, da imajo lastnosti več kot enega virusnega vektorja.
Kaj so nevirusni vektorji?
Nevirusni vektorji so prenašalci genov, ki so anorganski delci, vektorji na osnovi lipidov, vektorji na osnovi polimerov in vektorji na osnovi peptidov. Običajno so nevirusni vektorji uporabni pri dostavi različnih vrst nukleinskih kislin, vključno z majhno DNA (oligodeoksinukleotidi), veliko DNA (plazmidna DNA) in RNA (ribozimi, Si RNA ali mRNA). Obstajajo različni nevirusni vektorski načini dostave.
Slika 02: Nevirusni vektor
Vrste nevirusnih vektorjev
Anorganski delci vključujejo kalcijev fosfat, silicijev dioksid in zlato, ki olajšajo dostavo tuje DNK v celice. Vektorji na osnovi lipidov, ki dostavljajo tujo DNK, vključujejo kationske lipide, lipidne nanoemulzije, trdne lipidne nanodelce. V vektorjih na osnovi peptidov se za dostavo tuje DNA uporabljajo kationski peptidi, bogati z ostanki, kot sta lizin in arginin, pritrjeni na polipleks. Poleg tega so vektorji na osnovi polimerov kationski polimeri, pomešani s tujo DNK. Vektorji na osnovi polimerov vključujejo polietilenimin, hitozan, dendrimere in polimetakrilat. Poleg tega večina kardiovaskularnih preskušanj uporablja nevirusne vektorje kot način prenosa genov.
Kakšne so podobnosti med virusnimi in nevirusnimi vektorji?
- Virusni in nevirusni vektorji sta dve vrsti vektorjev, ki se običajno uporabljata v genski terapiji.
- So orodja molekularne biologije.
- Oba delujeta kot dostavna vozila pri prenosu tuje DNK v celice.
- Getsko spremenjeni so za učinkovito dostavo tuje DNK.
Kakšna je razlika med virusnimi in nevirusnimi vektorji?
Virusni vektorji so nosilci za dostavo genov, ki temeljijo na dostavi tujega genskega materiala v celico z uporabo virusnega genoma, medtem ko so nevirusni vektorji nosilci za dostavo genov, ki temeljijo na dostavi tujega genskega materiala v celico z uporabo anorganskih delcev, vektorji na osnovi lipidov, vektorji na osnovi polimerov in vektorji na osnovi peptidov. Torej, to je ključna razlika med virusnimi in nevirusnimi vektorji. Poleg tega so virusni vektorji biološki dejavniki, medtem ko so nevirusni vektorji kemični dejavniki.
Spodnja infografika predstavlja razlike med virusnimi in nevirusnimi vektorji v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – Virusni proti nevirusnim vektorjem
Vektorji delujejo kot dostavna vozila pri učinkoviti dostavi tujega genskega materiala v celice. V gensko terapijo sta trenutno vključeni dve vrsti vektorjev. So virusni in nevirusni prenašalci. Virusni vektorji so različne vrste virusov, razvitih za dostavo tujega genskega materiala v celico z uporabo virusnega genoma. Nevirusni vektorji so kemični vektorji, kot so anorganski delci, vektorji na osnovi lipidov, vektorji na osnovi polimerov in vektorji na osnovi peptidov itd., ki se uporabljajo v genski terapiji za dostavo tujega genskega materiala v celice. To je torej povzetek razlike med virusnimi in nevirusnimi vektorji.
