Klíčový rozdíl mezi virovými a nevirovými vektory je v tom, že virové vektory jsou geneticky upravené viry, které fungují jako nosiče genů při dodávání cizího genetického materiálu do buněk pomocí jejich virového genomu, zatímco nevirové vektory jsou chemické vektory, jako jsou anorganické částice, vektory na bázi lipidů, vektory na bázi polymerů a vektory na bázi peptidů a fungují jako nosiče genů při dodávání cizího genetického materiálu do buněk.
Při genové terapii se do pacienta zavádějí cizí genetické materiály za účelem léčby genetického onemocnění. V genové terapii se používají různé techniky k zavedení genetického materiálu zvenčí dovnitř těla. Je to možné pouze prostřednictvím doručovacího systému zvaného vektor. Vector je mikroskopický doručovací vůz, který přepravuje cizí genetický materiál do cílové buňky. V genové terapii se běžně používají dva typy vektorů. Jsou to virové a nevirové vektory.
Co jsou virové vektory?
Virové vektory jsou nástroje molekulární biologie, které se běžně používají k dodávání cizího genetického materiálu do buněk. Tento proces lze provést pomocí živého organismu (in vivo) nebo pomocí buněčné kultury. Viry mají specializované molekulární mechanismy, které obvykle dodávají své genomy do buněk, které infikují. Transdukce je mechanismus, který viry používají k doručení svého genetického materiálu do hostitelských buněk. Buňky infikované virem jsou známé jako transdukované buňky. Tento transdukční mechanismus může být vyvinut v užitečný nástroj v genové terapii. Metoda dodání genu založená na virovém vektoru byla poprvé použita v 70. letech 20. století americkým biochemikem Paulem Bergem. K infekci ledvinových buněk udržovaných v buněčných kulturách použil modifikovaný genom SV40 obsahující DNA z bakteriofága λ. Kromě molekulární biologie a genové terapie se virové vektory používají také při vývoji vakcín.
Obrázek 01: Virový vektor
Virové vektory by měly mít několik klíčových vlastností, aby mohly fungovat jako vektory. Normálně by měly být bezpečné, málo toxické, stabilní, specifické pro buněčný typ a po transdukci by měly být snadno identifikovatelné.
Typy virových vektorů
V současnosti existuje mnoho virových vektorů používaných pro různé účely. Některé příklady jsou retrovirový vektor, lentivirový vektor, adenovirový vektor, adeno asociovaný virový vektor a rostlinný virový vektor (virus tabákové mozaiky). Někdy se v genetickém inženýrství používají také hybridní vektory. Hybridní vektory jsou vektorové viry, které jsou geneticky upraveny tak, aby měly vlastnosti více než jednoho virového vektoru.
Co jsou nevirové vektory?
Nevirové vektory jsou nosiče pro přenos genů, kterými jsou anorganické částice, vektory na bázi lipidů, vektory na bázi polymerů a vektory na bázi peptidů. Normálně jsou nevirové vektory užitečné při dodávání různých typů nukleových kyselin, včetně malé DNA (oligodeoxynukleotidy), velké DNA (plazmidové DNA) a RNA (ribozymy, Si RNA nebo mRNA). Existují různé způsoby doručení nevirových vektorů.
Obrázek 02: Nevirový vektor
Typy nevirových vektorů
Anorganické částice zahrnují fosforečnan vápenatý, oxid křemičitý a zlato, které usnadňují přenos cizí DNA do buněk. Vektory na bázi lipidů, které dodávají cizí DNA, zahrnují kationtové lipidy, lipidové nanoemulze, pevné lipidové nanočástice. Ve vektorech na bázi peptidů se k dodání cizí DNA používají kationtové peptidy bohaté na zbytky jako lysin a arginin připojené k polyplexu. Navíc vektory na bázi polymerů jsou kationtové polymery smíchané s cizí DNA. Vektory na bázi polymerů zahrnují polyethylenimin, chitosan, dendrimery a polymethakrylát. Většina kardiovaskulárních studií navíc používá nevirové vektory jako způsob přenosu genů.
Jaké jsou podobnosti mezi virovými a nevirovými vektory?
- Virové a nevirové vektory jsou dva typy vektorů běžně používaných v genové terapii.
- Jsou to nástroje molekulární biologie.
- Oba fungují jako transportní prostředky při přenosu cizí DNA do buněk.
- Jsou geneticky upraveny tak, aby účinně dodávaly cizí DNA.
Jaký je rozdíl mezi virovými a nevirovými vektory?
Virové vektory jsou nosiče pro přenos genů, které jsou založeny na dodávání cizího genetického materiálu do buňky pomocí virového genomu, zatímco nevirové vektory jsou nosiče pro přenos genů, které jsou založeny na dodávání cizího genetického materiálu do buňky pomocí anorganických částic, vektory na bázi lipidů, vektory na bázi polymerů a vektory na bázi peptidů. Toto je klíčový rozdíl mezi virovými a nevirovými vektory. Virové vektory jsou navíc biologické látky, zatímco nevirové vektory jsou chemické látky.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi virovými a nevirovými vektory v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – virové vs nevirové vektory
Vektory fungují jako transportní prostředky při efektivním dodávání cizího genetického materiálu do buněk. V genové terapii se v současnosti používají dva typy vektorů. Jsou to virové a nevirové vektory. Virové vektory jsou různé typy virů vyvinuté k dodání cizího genetického materiálu do buňky pomocí virového genomu. Nevirové vektory jsou chemické vektory, jako jsou anorganické částice, vektory na bázi lipidů, vektory na bázi polymerů a vektory na bázi peptidů atd., používané v genové terapii k dodání cizího genetického materiálu do buněk. Toto je shrnutí toho, jaký je rozdíl mezi virovými a nevirovými vektory.
