Pagrindinis skirtumas tarp virusinių ir nevirusinių vektorių yra tas, kad virusiniai vektoriai yra genetiškai modifikuoti virusai, kurie veikia kaip genų pernešimo priemonės, pernešančios svetimą genetinę medžiagą į ląsteles naudodami viruso genomą, o nevirusiniai vektoriai yra cheminiai vektoriai, pvz., neorganinės dalelės., lipidų pagrindu pagaminti vektoriai, polimerų pagrindu pagaminti vektoriai ir peptidų pagrindu pagaminti vektoriai ir veikia kaip genų pernešimo priemonės pernešant svetimą genetinę medžiagą į ląsteles.
Genų terapijoje svetimos genetinės medžiagos įvedamos į pacientą, siekiant gydyti genetinę ligą. Genų terapijoje naudojami įvairūs būdai genetinei medžiagai įvesti iš išorės į kūno vidų. Tai įmanoma tik per pristatymo sistemą, vadinamą vektoriumi. Vektorius yra mikroskopinis pristatymo sunkvežimis, pernešantis svetimą genetinę medžiagą į tikslinę ląstelę. Paprastai genų terapijoje naudojami dviejų tipų vektoriai. Jie yra virusiniai ir nevirusiniai vektoriai.
Kas yra virusiniai vektoriai?
Virusiniai vektoriai yra molekulinės biologijos įrankiai, kurie dažniausiai naudojami svetimos genetinės medžiagos tiekimui į ląsteles. Šis procesas gali būti atliktas naudojant gyvą organizmą (in vivo) arba naudojant ląstelių kultūrą. Virusai turi specializuotus molekulinius mechanizmus, kurie paprastai perduoda savo genomus į ląsteles, kurias jie užkrečia. Transdukcija yra mechanizmas, kurį virusai naudoja savo genetinei medžiagai pristatyti į šeimininko ląsteles. Virusu užkrėstos ląstelės yra žinomos kaip transdukuotos ląstelės. Šis transdukcijos mechanizmas gali būti sukurtas kaip naudinga priemonė genų terapijoje. Virusiniu vektoriumi pagrįstą genų pristatymo metodą 1970-aisiais pirmą kartą panaudojo amerikiečių biochemikas Paulas Bergas. Jis panaudojo modifikuotą SV40 genomą, turintį bakteriofago λ DNR, kad užkrėstų inkstų ląsteles, palaikomas ląstelių kultūrose. Be molekulinės biologijos ir genų terapijos, kuriant vakcinas taip pat naudojami virusiniai vektoriai.
01 pav.: Virusinis vektorius
Virusiniai vektoriai turi turėti keletą pagrindinių savybių, kad veiktų kaip vektoriai. Paprastai jie turi būti saugūs, mažai toksiški, stabilūs, būdingi ląstelių tipui ir lengvai atpažįstami po transdukcijos.
Virusinių vektorių tipai
Šiuo metu yra daug virusinių vektorių, naudojamų įvairiems tikslams. Kai kurie pavyzdžiai yra retrovirusinis vektorius, lentivirusinis vektorius, adenovirusinis vektorius, adeno susijęs virusinis vektorius ir augalų virusinis vektorius (tabako mozaikos virusas). Kartais hibridiniai vektoriai taip pat naudojami genų inžinerijoje. Hibridiniai vektoriai yra vektoriniai virusai, kurie yra genetiškai modifikuoti taip, kad turėtų daugiau nei vieno virusinio vektoriaus savybes.
Kas yra nevirusiniai vektoriai?
Nevirusiniai vektoriai yra genų pristatymo priemonės, kurios yra neorganinės dalelės, vektoriai lipidų pagrindu, vektoriai polimerų pagrindu ir vektoriai peptidų pagrindu. Paprastai nevirusiniai vektoriai yra naudingi tiekiant įvairių tipų nukleino rūgštis, įskaitant mažą DNR (oligodeoksinukleotidus), didelę DNR (plazmidinę DNR) ir RNR (ribozimus, Si RNR arba mRNR). Yra įvairių nevirusinių vektorių pristatymo būdų.
02 pav.: Nevirusinis vektorius
Nevirusinių vektorių tipai
Neorganinės dalelės apima kalcio fosfatą, silicio dioksidą ir auksą, kurie palengvina svetimos DNR patekimą į ląsteles. Lipidų pagrindu pagaminti vektoriai, pernešantys svetimą DNR, yra katijoniniai lipidai, lipidų nanoemulsijos, kietosios lipidų nanodalelės. Peptidų pagrindu veikiančiuose vektoriuose svetimai DNR tiekti naudojami katijoniniai peptidai, kuriuose yra daug liekanų, tokių kaip lizinas ir argininas, prijungti prie poliplekso. Be to, polimerų pagrindu pagaminti vektoriai yra katijoniniai polimerai, sumaišyti su svetima DNR. Polimeriniai vektoriai apima polietileniminą, chitozaną, dendrimerus ir polimetakrilatą. Be to, daugumoje širdies ir kraujagyslių sistemos tyrimų naudojami nevirusiniai vektoriai kaip genų perdavimo būdas.
Kokie yra virusinių ir nevirusinių vektorių panašumai?
- Virusiniai ir nevirusiniai vektoriai yra dviejų tipų vektoriai, paprastai naudojami genų terapijoje.
- Jie yra molekulinės biologijos įrankiai.
- Abu veikia kaip pristatymo priemonės, pernešančios svetimą DNR į ląsteles.
- Jie yra genetiškai modifikuoti taip, kad efektyviai pristatytų svetimą DNR.
Kuo skiriasi virusiniai ir nevirusiniai vektoriai?
Virusiniai vektoriai yra genų pernešimo priemonės, pagrįstos svetimos genetinės medžiagos perdavimu į ląstelę naudojant viruso genomą, o nevirusiniai vektoriai yra genų tiekimo priemonės, kurių pagrindas yra svetimos genetinės medžiagos įnešimas į ląstelę naudojant neorganines daleles. vektoriai lipidų pagrindu, vektoriai polimerų pagrindu ir vektoriai peptidų pagrindu. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp virusinių ir nevirusinių vektorių. Be to, virusiniai vektoriai yra biologiniai veiksniai, o nevirusiniai vektoriai yra cheminiai veiksniai.
Toliau pateiktoje infografikoje pateikiami skirtumai tarp virusinių ir nevirusinių vektorių lentelės pavidalu, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – virusiniai ir nevirusiniai vektoriai
Vektoriai veikia kaip pristatymo priemonės, efektyviai pernešdamos svetimą genetinę medžiagą į ląsteles. Šiuo metu genų terapijoje dalyvauja dviejų tipų vektoriai. Jie yra virusiniai ir nevirusiniai vektoriai. Virusiniai vektoriai yra įvairių tipų virusai, sukurti svetimos genetinės medžiagos pristatymui į ląstelę naudojant viruso genomą. Nevirusiniai vektoriai yra cheminiai vektoriai, tokie kaip neorganinės dalelės, vektoriai lipidų pagrindu, vektoriai polimerų pagrindu, vektoriai peptidų pagrindu ir kt., naudojami genų terapijoje svetimos genetinės medžiagos pristatymui į ląsteles. Taigi, tai yra santrauka, kuo skiriasi virusiniai ir nevirusiniai vektoriai.
