Edukira joan

Bektore erretrobiral

Wikipedia, Entziklopedia askea
Erretrobirusen infekzioa animalia zelula eukarioto batean. (A)Irudian agertzen diren elementuen legenda. (1) Aialia zelula eukariotoa eta bektore erretrobirala. (2) Bektore erretrobiralaren bidezko infekzioa. Fase goiztiarra. (3) Ez da bektore biralaren fase berantiarra gertatzen.

Bektore erretrobiralak erretrobirusetan oinarritutako gene bektoreak dira, bektore biral mota bat direnak. Bektore biralak, birus eraldatuak diren aldetik, orokorrean, azido nukleikoen transferentzia burutzen dute. Batez ere, material genetikoa zelulen barnean sartzeko erabiltzen dira, izan ere, agente infekzioso azelular hauek ebolutiboki mekanismo zehatzak garatu dituzte mota ezberdineko material genetikoa (DNA zein RNA, harizpi bakarrekoa zein bikoitzekoa eta lineala zein zirkularra) beste zelula batean txertatzeko hauek infektatuz[1]. Gaur egun, terapia genikoan zein txertoen garapenerako erabiltzen dira[2], beste aplikazioen artean. Bektore biralak erretrobiralak, lentibiralak (erretrobirusak direnak) eta adenobiralak izan daitezke, besteak beste.[1]

Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com)de la traducción Ortisa, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons
GIBaren alderantzizko transkriptasaren egitura

Bektore erretrobiralen osagai nagusia erretrobirusa da. Birus hauek ezagunak dira alderanzizko transkripzioaren erabileragatik (alderantzizko transkriptasa entzimaren bidez), haien material genetikoa den polaritate positiboko kate bakarreko RNA (ssRNA: single strand RNA) zelula ostalariaren dsDNAn (double strand DNA, edo kate bikoitzeko DNA) bihurtzen dute eta horrela ostalariaren genoman txertatu dezakete integrasa entzimaren bidez, probirusa eratuz eta fase goiztiarra amaituz. Zelula eukariotoek, DNA nukleo barnean dutenez, erretrobirusek faktore bereziak behar dituzte haien genoma bertara bideratzeko. Behin ostalariaren DNAn txertatuak, zelularen makineria metabolikoa erabiliko dute genoma epe luzean adierazteko eta horrela ugaltzeko, fase berantiarrari dagokiona. Hala ere, bektore erretrobiralak osatzeko intereseko genea behar da, hau da, aukeratutako organismora transferitu behar den genea edo gene multzoa[3][4][5][6]. Bektore erretrobiralek erretrobirusen fase goiztiarra burutzen dute baina ez dute fase berantiarrik, horretarako haien material genetikoa eraldatua dute. Hau da, birusa zelula barnean erreplikatzea ahalbidetzen dituzten geneak falta dira, ezin daiteke fase berantiarra burutu, eta horrela, erretrobirusak daraman intereseko genea ostalarian txertatzen da baina ez dago birusaren ugalketarik eta, horren ondorioz, birus berriak ezin izango dira zelulatik kanpo askatu eta beste zelula batzuk infektatuz.[7]

Bektore erretrobiralen ekoizpena[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Bektore erretrobiralen ekoizpenerako behar diren ezinbesteko osagaiak eta ekoizpenaren prozesua.

Bektore hauek diseinatuta daude soilik birusaren fase goiztiarra burutzeko gai izateko. Hauek ekoizteko zelula hazkuntza baten, tranferentzia bektorearen (intereseko genea duen bektorea) eta bektore laguntzailearen (gag, pol eta env geneak dituena) beharra dago. Bektore laguntzaileak zeluletan adieraziko dira bektorearen kapsula eta partikula birala ekoizteko, berriz, ez dauka paketamendu sekuentziarik (𝜓) eta ezingo da partikula biraletan sartu. Hala ere, transferentzia bektoreak 𝜓 sekuentziak izango ditu eta partikula biralean paketatuko dira, gainera, intereseko genea LTR (Long Terminal Repeats) sekuentzien artean kokatuko da alderantzizko transkripzioa burutuko dela bermatzeko.  

Bi bektore hauek zelulen hazkuntzetara gehitzen dira, zelulen transfekziorako. Horrela zeluletan bektore laguntzailea adierazten da, "zelula paketatzaileak" eratuz, non birusaren osagai estrukturalak ekoizten dira hazkuntzako zeluletan. Transferentzia bektorea birusean paketatuko da RNA "biral" gisa. Bektore hauek hazkuntzatik jasoko dira eta prest egongo dira itu-zelulak infektatzeko eta bertan intereseko genearen adierazpena burutzeko epe luzean.[7]

Erretrobirus motak eta azpiklaseak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Hauek dira erretrobirus mota nagusiak; gammarretrobirusak, onkorretrobirusak, lentibirusak eta espumabirusak. Hala ere, gammaretrobirusak, espumabirusak eta lentibirusak dira batez ere bektore biral gisa erabiltzen direnak.

Gammaretrobirusak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Mohammad Khalid Parvez, Department of Pharmacognosy, College of Pharmacy, King Saud University, Riyadh 22451, Saudi Arabia, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons
Karraskarien leukemia birusa (Murine leukemia virus)

Erretrobirus hauek ssRNA positiboa txertatzen dute zelula ostalarian[7]. Eragiten dituzten gaixotasunak orokorrean sarkomak, leuzemiak, linfomak eta immunoeskasiak dira[8]. Ezagunena ikerkuntzan karraskarien leuzemia birusa (MLV) da, bektore erretrobiral gisa nagusiki erabiltzen dena. Haien genoman paketatuak dituzten geneak (gag, pol, env) ez dira gainjartzen (hau da geneek ez dituzte nukleotidoak partekatzen, irakurtarau berdina dute). Gainera, genoma nahiko sinplea dute eta egoki integratzen dute ostalariaren DNAn. Hala ere, haien genoma ostalariaren DNAn zoriz integratzen dutenez, hainbat arazo eragin ditzakete; minbizia, besteak beste.[9]

Lentibirusak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Hauen adibidea GIBa (Giza Immunoeskasiaren Birusa) da[10]. Zatitzen ez diren zelulak infektatzeko ahalmena duen birus mota bakarrak dira lentibirusak[11]. Zelula bat infektatzean haien genoma ostalariaren DNAren zorizko gune batean integratzen dute, normalean, aktiboak diren geneetatik hurbil[10]. Aldiz, gammarretrobirusak baino aukera gutxiago dituzte minbiziaren garapenarekin erlazionatuta dauden geneen inguruan integratzeko[12] eta, horrez gain, birus endogenoak bihurtu daitezke. Terapia genikoan ere erabiltzen dira, diabetesa[13], A hemofilia[14], artritisa[15] eta mota ezberdineko minbizien aurka.[16]

Espumabirusak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Erretrobirus eta hepadnabirusen ezaugarriak dituzten erretrobirusak dira. Bektore gisa PFV (Prototypic Foamy Virus) erabiltzen da. Orokorrean, beste bektore erretrobiralak baino seguruagoak eta efizienteagoak dira. Gammarretrobirusekin alderatuak, haien genoman sartzen den genea ez dago LTR (Long Terminal Repeats) sustatzaile baten mende. Horrez gain, transdukzio ahalmen handiagoa dute, informazioa txertatzeko. Azkenik, beste erretrobirusak (MLV edo HIV) baino patogenizitate maila baxuagoa dute, hau da, gizakietan gaixotasunak eragiteko aukerak murritzak dira.[17]

Aplikazioak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Giza terapia genikoa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Artikulu nagusia: «Terapia genetiko»

Terapia genikoa gaixotasun genetiko bat duten pertsonetan burutu ohi da. Intereseko geneak erretrobirusaren genomaren barnean txertatzen dira, ondoren, erretrobirusak zelula bat infektatzean, bere genoma (probirusa) eta intereseko genea zelula ostalariaren genoman integratzeko. Ohikoena da gaixotasun genetikoa gene baten mutazio baten ondorioa izatea eta, horrela, genearen kopia osasuntsu bat txertatzen da gaixoan. Berriz, albo ondorio kaltegarriak egon daitezke, adibidez, erretrobirusaren genoma intereseko genearekin batera zelularen DNAren zorizko gune batean txertatzen bada, posiblea da ezinbesteko gene batzuen erdian kokatzea eta hauek afuntzionalak bihurtzea. Halaber, posiblea da giza sistema-immuneak erretrobirusaren aurka egitea infekzioa ekiditzeko eta, ondorioz, ez da gene transferentzia gertatuko.[18][19][20]

Oinarrizko ikerkuntza[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Bektore erretrobiralak erabiltzen dira erretrobirusen infekzio zikloa eta ostalarian emandako DNAren integrazioa aztertzeko. Horrela prozesu hauen ezagutza aplikazio klinikoan erabilgarria izan daiteke bektoreen segurtasuna eta efizientzia hobetzeko.[21]

Beste batzuk[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Erretrobirusak eraldatuz eta ez infekziosoak bihurtuz, gene transferentzia ez terapeutikoa burutu daiteke. Horrela zelula transgenikoak eratu daitezke[6]. Eukariotoen geneen elementuekin interakzioak eduki ditzakete, aldaketak burutuz, hala nola, areagotzailean (enhancer) edo sustatzailean (promoter)[10]. Gainera, mutagenesia eragiteko ahalmena dute eta metodo honen bidez, minbizi geneak identifikatu daitezke bektore erretrobiralak erabiliz[21]. Azkenik, bektore biraletan oinarritutako txertoen ekoipena ikerketa prozesuan dago[22].

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1. a b Warnock, James N.; Daigre, Claire; Al-Rubeai, Mohamed. (2011). Merten, Otto-Wilhelm ed. «Introduction to Viral Vectors» Viral Vectors for Gene Therapy (Humana Press) 737: 1–25.  doi:10.1007/978-1-61779-095-9_1. ISBN 978-1-61779-094-2. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  2. (Ingelesez) Lukashev, A. N.; Zamyatnin, A. A.. (2016-07). «Viral vectors for gene therapy: Current state and clinical perspectives» Biochemistry (Moscow) 81 (7): 700–708.  doi:10.1134/S0006297916070063. ISSN 0006-2979. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  3. Belshaw, Robert; Pereira, Vini; Katzourakis, Aris; Talbot, Gillian; Pačes, Jan; Burt, Austin; Tristem, Michael. (2004-03-25). «Long-term reinfection of the human genome by endogenous retroviruses» Proceedings of the National Academy of Sciences 101 (14): 4894–4899.  doi:10.1073/pnas.0307800101. ISSN 0027-8424. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  4. (Ingelesez) Peters, Philip J; Marston, Barbara J; Weidle, Paul J; Brooks, John T. (2013). «Human Immunodeficiency Virus Infection» Hunter's Tropical Medicine and Emerging Infectious Disease (Elsevier): 217–247.  doi:10.1016/b978-1-4160-4390-4.00027-8. ISBN 978-1-4160-4390-4. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  5. Retroviruses : molecular biology, genomics, and pathogenesis. Caister Academic Press 2010 ISBN 978-1-904455-55-4. PMC 426816268. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  6. a b (Ingelesez) Elsner, Carina; Bohne, Jens. (2017-10). «The retroviral vector family: something for everyone» Virus Genes 53 (5): 714–722.  doi:10.1007/s11262-017-1489-0. ISSN 0920-8569. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  7. a b c (Ingelesez) Lech, Patrycja; Somia, Nikunj V.. (2008). Benigni, A. ed. «Retrovirus Vectors» Contributions to Nephrology (KARGER): 30–46.  doi:10.1159/000125574. ISBN 978-3-8055-8505-7. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  8. Duvaud, Séverine; Gabella, Chiara; Lisacek, Frédérique; Stockinger, Heinz; Ioannidis, Vassilios; Durinx, Christine. (2021-04-13). «Expasy, the Swiss Bioinformatics Resource Portal, as designed by its users» Nucleic Acids Research 49 (W1): W216–W227.  doi:10.1093/nar/gkab225. ISSN 0305-1048. (Noiz kontsultatua: 2022-04-01).
  9. Veterinary virology. (3rd ed. argitaraldia) Academic Press 1999 ISBN 978-0-08-055203-3. PMC 176629520. (Noiz kontsultatua: 2022-04-01).
  10. a b c (Ingelesez) Maetzig, Tobias; Galla, Melanie; Baum, Christopher; Schambach, Axel. (2011-06). «Gammaretroviral Vectors: Biology, Technology and Application» Viruses 3 (6): 677–713.  doi:10.3390/v3060677. ISSN 1999-4915. PMID 21994751. PMC PMC3185771. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  11. Marini B, Kertesz-Farkas A, Ali H, Lucic B, Lisek K, Manganaro L, et al. (May 2015). "Nuclear architecture dictates HIV-1 integration site selection" (PDF). Nature. 521 (7551): 227–31. Bibcode:2015Natur.521..227M
  12. Yamashita M, Emerman M (June 2004). "Capsid Is a Dominant Determinant of Retrovirus Infectivity in Nondividing Cells". Journal of Virology. 78 (11): 5670–5678. doi:10.1128/JVI.78.11.5670-5678.2004. PMC 415837. PMID 15140964.
  13. Cattoglio C, Facchini G, Sartori D, Antonelli A, Miccio A, Cassani B, et al. (September 2007). "Hot spots of retroviral integration in human CD34+ hematopoietic cells". Blood. 110 (6): 1770–8. doi:10.1182/blood-2007-01-068759. PMID 17507662
  14. Oh TK, Li MZ, Kim ST (March 2006). "Gene therapy for diabetes mellitus in rats by intramuscular injection of lentivirus containing insulin gene". Diabetes Res. Clin. Pract. 71 (3): 233–40. doi:10.1016/j.diabres.2005.08.005. PMID 16171885
  15. Shi Q, Wilcox DA, Fahs SA, Fang J, Johnson BD, DU LM, Desai D, Montgomery RR (February 2007). "Lentivirus-mediated platelet-derived factor VIII gene therapy in murine haemophilia A". J. Thromb. Haemost. 5 (2): 352–61. doi:10.1111/j.1538-7836.2007.02346.x. PMID 17269937
  16. Roybal JL, Endo M, Radu A, Zoltick PW, Flake AW (July 2011). "Early gestational gene transfer of IL-10 by systemic administration of lentiviral vector can prevent arthritis in a murine model". Gene Ther. 18 (7): 719–26. doi:10.1038/gt.2011.23. PMID 21390071
  17. (Ingelesez) Zhang, K-x; Moussavi, M; Kim, C; Chow, E; Chen, I S; Fazli, L; Jia, W; Rennie, P S. (2009-11). «Lentiviruses with trastuzumab bound to their envelopes can target and kill prostate cancer cells» Cancer Gene Therapy 16 (11): 820–831.  doi:10.1038/cgt.2009.28. ISSN 0929-1903. (Noiz kontsultatua: 2022-04-01).
  18. (Ingelesez) Lindemann, Dirk; Rethwilm, Axel. (2011-05-11). «Foamy Virus Biology and Its Application for Vector Development» Viruses 3 (5): 561–585.  doi:10.3390/v3050561. ISSN 1999-4915. PMID 21994746. PMC PMC3185757. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  19. Ginn, Samantha L.; Alexander, Ian E.; Edelstein, Michael L.; Abedi, Mohammad R.; Wixon, Jo. (2013-02). «Gene therapy clinical trials worldwide to 2012 - an update» The Journal of Gene Medicine 15 (2): 65–77.  doi:10.1002/jgm.2698. ISSN 1099-498X. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  20. (Ingelesez) Ferry, Nicolas; Pichard, Virginie; Bony, Dominique Aubert Sebastien; Nguyen, Tuan Huy. «Retroviral Vector-mediated Gene Therapy for Metabolic Diseases: An Update» Current Pharmaceutical Design 17 (24): 2516–2527.  doi:10.2174/138161211797247587. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  21. a b (Ingelesez) Zhao, Zongmin; Anselmo, Aaron C.; Mitragotri, Samir. (2022-01). «Viral vector‐based gene therapies in the clinic» Bioengineering & Translational Medicine 7 (1)  doi:10.1002/btm2.10258. ISSN 2380-6761. PMID 35079633. PMC PMC8780015. (Noiz kontsultatua: 2022-03-31).
  22. Serrao, Erik; Engelman, Alan N.. (2016-01-02). «Sites of retroviral DNA integration: From basic research to clinical applications» Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 51 (1): 26–42.  doi:10.3109/10409238.2015.1102859. ISSN 1040-9238. PMID 26508664. PMC PMC4866806. (Noiz kontsultatua: 2022-04-01).