Die Eigenschaften des Lebenszyklus von Viren machten sie zu den ersten Kandidaten für die Entwicklung von Vektoren (Trägern von Transgenen) für die Gentherapie. Viren können fremde Gene übertragen, die dann in infizierten Zellen exprimiert werden können. Um einen geeigneten Vektor zu schaffen, müssen einige Eigenschaften des Virus verändert werden. In den meisten Fällen muss das Virus seiner Fähigkeit zur Replikation beraubt werden, um eine unkontrollierte Ausbreitung des Transgens zu verhindern. Außerdem muss ein Teil des viralen Genoms entfernt werden, um Platz für fremdes genetisches Material zu schaffen.
Retroviren
Retroviren sind kleine RNA-Viren, die nur sich teilende Zellen infizieren können, in denen sie sich vermehren. Das virale Genom (als Provirus) wird in die DNA der Zielzelle integriert. Daher können retrovirale Vektoren theoretisch eine langfristige Expression der Transgene in bestimmten Zelltypen gewährleisten. Die meisten retroviralen Vektoren basieren auf dem Maus-Leukämievirus vom Moloney-Typ. Das Virengenom wurde so verändert, dass die Expression viraler Proteine in infizierten Zellen verhindert wird, um eine Immunantwort gegen diese Zellen zu verhindern.
Lentiviren
Lentiviren, eine Unterfamilie der Retroviren, können sowohl teilende als auch nicht-teilende Zellen infizieren. Vektoren, die auf dem HIV-1-Virus basieren, haben theoretisch einige Vorteile gegenüber den beschriebenen retroviralen Vektoren. Insbesondere ihre Fähigkeit, hämatopoetische Stammzellen effizient zu transduzieren, ist vielversprechend. Diese Vektoren können auch eine langfristige Transgenexpression gewährleisten. Allerdings muss vor klinischen Studien sorgfältig die Sicherheit dieser lentiviralen Vektoren überprüft werden.
Adenoviren
Adenoviren sind DNA-Viren, die eine sehr hohe Infizierbarkeit verschiedener Zelltypen aufweisen. Adenovirale Vektoren können große Transgene aufnehmen und eine vorübergehende, aber hohe Genexpression in der Zielzelle erreichen. Sie infizieren sowohl teilende als auch ruhende Zellen und integrieren ihr Genom nicht in das Wirtszellgenom, was das Risiko von Insertionsmutagenese minimiert.
Herpes-simplex-Virus Typ 1
Das Herpes-simplex-Virus Typ 1 ist ein DNA-Virus mit einem großen Genom, das es ermöglicht, umfangreiche Fremd-DNA-Sequenzen aufzunehmen. Vektoren auf Basis dieses Virus können eine langfristige Transgenexpression in ruhenden Neuronen vermitteln.
Häufig gestellte Fragen
Was sind virale Vektoren?
Virale Vektoren sind modifizierte Viren, die als Träger für fremde Gene in der Gentherapie eingesetzt werden. Sie können diese Gene in Zielzellen einschleusen und dort exprimieren.
Welche Arten viraler Vektoren gibt es?
Die wichtigsten viralen Vektoren für die Gentherapie sind Retroviren, Lentiviren, Adenoviren und das Herpes-simplex-Virus Typ 1.
Was sind die Vor- und Nachteile von Retroviren als Vektoren?
Retrovirale Vektoren können das Transgen dauerhaft in das Wirtszellgenom integrieren, was eine langfristige Genexpression ermöglicht. Allerdings können sie nur sich teilende Zellen infizieren.
Wie unterscheiden sich Lentiviren von anderen Retroviren?
Lentiviren, eine Untergruppe der Retroviren, können sowohl teilende als auch ruhende Zellen infizieren. Lentivirale Vektoren gelten daher als vielversprechend für die Transduktion von Stammzellen.
Welche Vorteile bieten Adenoviren als Vektoren?
Adenovirale Vektoren können große Transgene aufnehmen und eine hohe, aber vorübergehende Genexpression in der Zielzelle erreichen. Sie infizieren sowohl teilende als auch ruhende Zellen.
Warum eignet sich das Herpes-simplex-Virus Typ 1 als Vektor?
Das große Genom des Herpes-simplex-Virus Typ 1 erlaubt den Einbau umfangreicher Fremd-DNA-Sequenzen. Vektoren auf Basis dieses Virus können eine langfristige Transgenexpression in ruhenden Neuronen vermitteln.