Ключевое различие между вирусными и невирусными векторами заключается в том, что вирусные векторы представляют собой генетически модифицированные вирусы, которые действуют как средства доставки генов при доставке чужеродного генетического материала в клетки с использованием своего вирусного генома, в то время как невирусные векторы представляют собой химические векторы, такие как неорганические частицы., векторы на основе липидов, векторы на основе полимеров и векторы на основе пептидов и действуют как средства доставки генов при доставке чужеродного генетического материала в клетки.
В генной терапии пациенту вводят чужеродный генетический материал для лечения генетического заболевания. В генной терапии используются различные методы для введения генетического материала извне внутрь организма. Это возможно только через систему доставки, называемую вектором. Вектор - это микроскопический грузовик, который доставляет чужеродный генетический материал в клетку-мишень. В генной терапии обычно используются два типа векторов. Это вирусные и невирусные переносчики.
Что такое вирусные векторы?
Вирусные векторы - это инструменты молекулярной биологии, которые обычно используются для доставки чужеродного генетического материала в клетки. Этот процесс может быть осуществлен с использованием живого организма (in vivo) или с использованием клеточной культуры. Вирусы имеют специализированные молекулярные механизмы, обычно предназначенные для доставки их геномов в клетки, которые они заражают. Трансдукция - это механизм, который вирусы используют для доставки своего генетического материала в клетки-хозяева. Клетки, инфицированные вирусом, известны как трансдуцированные клетки. Этот механизм трансдукции можно превратить в полезный инструмент генной терапии. Метод доставки генов на основе вирусных векторов был впервые использован в 1970-х годах американским биохимиком Полом Бергом. Он использовал модифицированный геном SV40, содержащий ДНК бактериофага λ, для заражения клеток почек, поддерживаемых в клеточных культурах. Помимо молекулярной биологии и генной терапии, вирусные векторы также используются при разработке вакцин.
Рисунок 01: Вирусный вектор
Вирусные переносчики должны обладать несколькими ключевыми свойствами, чтобы действовать как переносчики. Обычно они должны быть безопасными, малотоксичными, стабильными, типоспецифичными для клеток и легко идентифицируемыми после трансдукции.
Типы вирусных векторов
Существует множество вирусных векторов, используемых в настоящее время для различных целей. Некоторыми примерами являются ретровирусный вектор, лентивирусный вектор, аденовирусный вектор, аденоассоциированный вирусный вектор и растительный вирусный вектор (вирус табачной мозаики). Иногда гибридные векторы также используются в генной инженерии. Гибридные векторы представляют собой векторные вирусы, генетически сконструированные таким образом, чтобы они обладали качествами более чем одного вирусного вектора.
Что такое невирусные векторы?
Невирусные векторы представляют собой средства доставки генов, которые представляют собой неорганические частицы, векторы на основе липидов, векторы на основе полимеров и векторы на основе пептидов. Обычно невирусные векторы используются для доставки различных типов нуклеиновых кислот, включая малые ДНК (олигодезоксинуклеотиды), большие ДНК (плазмидные ДНК) и РНК (рибозимы, Si-РНК или мРНК). Существуют различные способы доставки невирусных векторов.
Рисунок 02: Невирусный вектор
Типы невирусных векторов
Неорганические частицы включают фосфат кальция, диоксид кремния и золото, которые облегчают доставку чужеродной ДНК в клетки. Векторы на основе липидов, которые доставляют чужеродную ДНК, включают катионные липиды, липидные наноэмульсии, твердые липидные наночастицы. В векторах на основе пептидов для доставки чужеродной ДНК используются катионные пептиды, богатые остатками, такими как лизин и аргинин, присоединенными к полиплексу. Более того, векторы на полимерной основе представляют собой катионные полимеры, смешанные с чужеродной ДНК. Векторы на основе полимеров включают полиэтиленимин, хитозан, дендримеры и полиметакрилат. Кроме того, в большинстве сердечно-сосудистых исследований используются невирусные векторы в качестве способа переноса генов.
Каковы сходства между вирусными и невирусными переносчиками?
- Вирусные и невирусные векторы - это два типа векторов, обычно используемых в генной терапии.
- Это инструменты молекулярной биологии.
- Оба действуют как средства доставки при переносе чужеродной ДНК в клетки.
- Они генетически модифицированы для эффективной доставки чужеродной ДНК.
В чем разница между вирусными и невирусными переносчиками?
Вирусные векторы - это средства доставки генов, основанные на доставке чужеродного генетического материала в клетку с использованием вирусного генома, в то время как невирусные векторы - это средства доставки генов, основанные на доставке чужеродного генетического материала в клетку с использованием неорганических частиц, векторы на основе липидов, векторы на основе полимеров и векторы на основе пептидов. Итак, в этом ключевое различие между вирусными и невирусными векторами. Кроме того, вирусные векторы являются биологическими агентами, а невирусные векторы - химическими агентами.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между вирусными и невирусными векторами в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – вирусные и невирусные векторы
Векторы эффективно доставляют чужеродный генетический материал в клетки. В настоящее время в генной терапии используются два типа векторов. Это вирусные и невирусные переносчики. Вирусные векторы представляют собой различные типы вирусов, разработанные для доставки чужеродного генетического материала в клетку с использованием вирусного генома. Невирусные векторы представляют собой химические векторы, такие как неорганические частицы, векторы на основе липидов, векторы на основе полимеров, векторы на основе пептидов и т. д., используемые в генной терапии для доставки чужеродного генетического материала в клетки. Таким образом, это краткое изложение того, в чем разница между вирусными и невирусными векторами.
