Адено-ассоциированный вирус (AAV). Катионные липиды в качестве векторов
Адено-ассоциированный вирус (AAV) - это дефектный парвовирус человека, свойства которого позволяют использовать его в качестве вектора для переноса генов. Вирусный вектор с высоким титром в норме для человека не патогенен, но в условиях in vitro инфицирует клетки различных типов. Геном AAV представлен одпоцепочечной линейной молекулой ДНК длиной 5 тыс. п.н. AAV дикого типа сайт-специфичным образом интегрируется в особый участок 19-й хромосомы человека длиной 7 тыс. п.н.
Геном AAV фланкирован попарно-инвертированными терминальными повторами (по 145 п.н. каждый), содержащими последовательности, необходимые для упаковки, репликации ДНК и ее интеграции. Кодирующая область содержит две открытых рамки считывания, которые в процессе конструкции вектора удаляются и заменяются одной или более молекулами кДПК вместе с транскрипционными регуляторными единицами.
AAV-векторы связывают трансгенные кассеты (упакованный генетический материал, содержащий более одного гена и предназначенный для вставки в геном клетки.) длиной не более 4-5 тыс. п.н., что лимитирует число их вариантов. Для репродукции AAV-векторов необходима сложная упаковка, включающая белки Rep и Сар, специфические для AAV, и пять аденовирусных белков (Е1А, Е1В, Е2А, Е4 и VA). Столь жесткие требования к упаковке исключают конструкцию линии клеток-хелперов AAV. В настоящее время векторы конструируют путем котрансфекции клеток AAV-всктором и неупаковываемой плазмидой, содержащей присущие AAV белки Rep и Сар.
Вслед за этим трансфектированные клетки инфицируют аденовирусом-помощником дикого типа или мутантным. AAV отделяют от аденовируса путем нагревания и центрифугирования в равновесном градиенте плотности. В работе изложены протоколы конструкции AAV-векторов.
В условиях in vitro AAV-векторы инфицируют многие типы клеток, однако возможность их применения в условиях in vivo остается неопределенной. Неясной остается возможность трансдукции сосудистых эпдотелиальных клеток и ГМК. К дополнительным ограничениям можно отнести отсутствие упаковочных клеточных линий и необходимость коинфекции с аденовирусом, что затрудняет приготовление чистых AAV-векторов в значительных количествах.
Удаление вирусных генов в процессе конструкции вектора ограничивает их способность к сайт-специфичной интеграции, по ставит вопрос о возможности инсерционного мутагенеза. Теоретически AAV векторы весьма привлекательны, однако еще многое предстоит сделать, прежде чем они найдут применение в клинике.
Катионные липиды — это препараты положительно заряженных клеток, которые спонтанно образуют комплексы с отрицательно заряженной ДНК, формируя ДНК-липидные конъюгаты. Липидный компонент способствует доставке ДНK в клетки путем слияния с мембраной плазмиды или с мембранами эндосом после завершения эпдоцитоза. После выхода из эндосом плазмидная ДНК находится вне хромосом.
Катионные липосомы были апробированы в исследованиях по переносу генов в клетки артерий на многих животных моделях, включая крыс, кроликов, собак и свиней. К преимуществам применения катионных липосом следует отнести их благоприятный профиль безопасности, отсутствие вирусных кодирующих последовательностей и ограничений на размер кДНК.
Эти липосомы отличает минимальное токсическое действие на биохимические процессы, гемодинамику и сердечную функцию как у животных, так и у человека. Эти векторы практически готовы к использованию в экспериментах и в клинике, Лимитирует их внедрение низкая эффективность трансфекции и кратковременность генной экспрессии.
Нуклеиновые кислоты и лекарственные препараты в виде полимерных гелей, которыми изнутри покрывали стенты или баллоны, вводили непосредственно в артерии. Использование многих полимеров первого поколения ассоциировалось с интенсивными воспалительными реакциями. Новые составы успешно применяют в разработке стентов с лекарственным покрытием.
