Ադենոկախյալ վիրուս

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search
Ադենոկախյալ վիրուս
Ադենոկախյալ վիրուս
Գիտական դասակարգում
Վերնաթագավորություն Վիրուսներ
Թագավորություն Վիրուսներ
Խումբ ssDNA
Լատիներեն անվանում
Adeno-associated dependoparvovirus A
Հոմանիշներ
  • AAV
  • Adeno-associated virus 1
  • Adeno-associated virus 2
  • Adeno-associated virus 3
  • Adeno-associated virus 4

Wikispecies-logo.svg
Դասակարգումը
Վիքիցեղերում

Commons-logo.svg
Պատկերներ
Վիքիպահեստում




Ադենոկախյալ վիրուս (անգլ.՝ Adeno-associated dependoparvovirus A), փոքր վիրուս, որը վարակում է մարդուն և այլ պրիմատներին։ Ադենոկախյալ վիրուսը, հավանաբար, մարդու մոտ հիվանդություններ չի առաջացնում, առաջացնում է իմունային պատասխան։

Ադենոկախյալ վիրուսը կարող է ճանաչել բաժանվող և չբաժանվող բջիջներ և կարող է իր գենոմը ներկառուցել տիրոջ գենոմի մեջ։ Այս առանձնահատկությունները AAV-ին դարձնում են գենային թերապիայի վիրուսային լավ վեկտորի թեկնածու[1]։

Ադենոկախյալ վիրուսը պատկանում է Parvoviridae ընտանիքի Dependoparvovirus ցեղին։ Վիրուսը ունի ոչ մեծ չափեր (20 նմ), չունի լիպիդային թաղանթ և չի կոդավորում սեփական ռեպլիկացիայի ֆերմենտներ։

Պատմություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

1965 թվականին Ռոբերտ Ատչիսոնը հրապարակեց մի հոդված, որում նկարագրված էր նոր վիրուս, որը կոչվեց ադենոկախյալ վիրուս[2]։ Վիրուսային մասնիկները հայտնաբերվել են կապիկների ադենովիրուսների պատվաստուկների էլեկտրոնային մանրադիտակով ուսումնասիրման միջոցով, որոնք մի քանի անգամ տեղադրվել էին ռեզուս մակակայի երիկամի բջիջների առաջնային բջիջներում։ Ատչիսոնի խմբի կողմից հայտնաբերված նոր վիրուսային մասնիկները՝ 24 նմ տրամագծով, առանձնացվել էին ավելի խոշոր՝ 80 նմ տրամագծով ադենովիրուսից՝ ուլտրաֆիլտրման եղանակով[3]։

Առանձնացումից հետո ցույց է տրվել, ադենոկախյալ վիրուսի մասնակի մաքրված վիրիոնները չեն կարող ինքնուրույն կրկնապատկվել, սակայն կարող են կրկնապատկվել և տարածվել ադենովիրուսներով վարակված կուլտուրաներում։ Այդ կերպ, ադենոկախյալ վիրուսը պարզվեց դեֆեկտիվ վիրուս-արբանյակ է, որին լիարժեք ռեպլիկացիայի համար անհրաժեշտ է օգնական վիրուս։ Քանի որ ադենոկախյալ վիրուսը չի գաղտնագրում սեփական ԴՆԹ-պոլիմերազները, բազմացման համար նրան անհրաժեշտ է օգնող վիրուս, որպես կանոն, ադենովիրուս[4]։

2013 թվականի հուլիսին ռեվիզիայի հետևանքով ադենոկախյալ վիրուսին մոտ 4 ընտանիք միավորեցին մեկի մեջ, փոխելով ցեղը և անվանումը՝ Adeno-associated dependoparvovirus A[5]։

Գենային թերապիայի վեկտոր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Առավելությունները և թերությունները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ադենոկախյալ վիրուսի վայրի տեսակը ունի մի քանի առավելություններ գենային թերապիայի մեջ։ Առավելություններից մեկը համարվում է այն, որ այս վիրուսը չի համարվում հիվանդածին։ Ադենոկախյալ վիրուսը կարող է ճանաչել չբաժանվող բջիջները և կարող է ներկառուցվել տիրոջ գենոմի տասներկուերորդ քրոմոսոմի սպեցիֆիկ տեղամասերում (AAVS1)[6]։

Տվյալ առանձնահատկությունը ադենոկախյալ վիրուսին դարձնում է ավելի կանխագուշակելի, քան ռետրովիրուսները։ Ռետրովիրուսները համարվում են պոտենցիալ վտանգավոր մուտագեններ, քանի որ տիրոջ գենոմի մեջ ներկառուցվում են պատահականության սկզբունքով և կարող են տանել քաղցկեղային ուռուցքների առաջացմանը։ Ադենոկախյալ վիրուսի գենոմը ներկառուցվում է սպեցիֆիկ սայթերում, իսկ պատահական ներկառուցումները կատարվում են չնչին հաճախականությամբ։ Ադենոկախյալ վիրուսների հիման վրա գենային թերապիայի վեկտորների ձևավորուման ժամանակ վիրուսի ԴՆԹ-ից հեռացնում են rep և cap գեները։ Անհրաժեշտ գենը պրոմոտորի հետ միասին ներկառուցում են ծայրային ինվերտորային կրկնությունների տեղամասում (անգլ.՝ inverted terminal repeats, ITR), ինչի հետևանքով կորիզում՝ ԴՆԹ-պոլիմերազի միջոցով ԴՆԹ-ի երկրորդ շղթայի սինթեզից հետո ձևավորվում են կոնկատամերներ։ Ադենոկախյալ վիրուսների հիման վրա գենային թերապիայի վեկտորները տիրոջ բջջում ձևավորում են էպիսոմային կոնկատամերներ։ Չբաժանվող բջիջներում տվյալ կոնկատամերները մնում են ինակտիվ, բաժանվող բջիջներում ադենոկախյալ վիրուսների ԴՆԹ-ն կորսվում է բջջի բաժանման ժամանակ, քանի որ էպիսոմային ԴՆԹ-ն տեր բջջի ռեպլիկացիայի ժամանակ չի կրկնապատկվում։ Ադենոկախյալ վիրուսի ԴՆԹ-ի պատահական ներկառուցումները տիրոջ գենոմի մեջ պատահական երևույթ է։ Ադենոկախյալ վիրուսը օժտված է նաև ցածր իմունոգենությամբ, հավանաբար, նեյտրալացնող հակամարմինների առաջացման սահմանափակ արդյունավետությամբ, այն ժամանակ, երբ վերջիններիս մոտ ցույց չի տրված ցիտոտոքսիկությունը[7][8][9]։ Նկարագրված առանձնահատկությունները, ինչպես նաև չբաժանվող բջիջներին վարակելու հնարավորությունը, գենային թերապիայի մեջ ապահովում են ադենոկախյալ վիրուսների առավելությունը ադենովիրուսների նկատմամբ։

Ադենոկախյալ վիրուսը ունի նաև որոշ թերություններ։ Վիրուսի գենոմի պարունակությունը հասանելի է թերապեվտիկ գեների կլոնավորման համար, կազմում է ընդամենը նուկլեոտիդների 4800 զույգ։ Այդ կերպ, տվյալ վեկտորը հարմար չէ մեծ գեների կլոնավորման համար։ Երկու գենոմների ծայրային ինվերտացիոն կրկնությունները կարող են հիբրիդացվել և ձևավորել գլուխ-պոչ կոնկատամեր, փաստացի կրկնապատկելով գենոմի պարունակությունը։

Վայրի տիպի վիրուսի ինֆեկցիան առաջ է բերում հումորալ իմունիտետի ակտիվացիա։ Չեզոքացնող հակամարմինների ակտիվությունը որոշ դեպքերում իջեցնում է AAV2 սերոտիպի օգտագործումը։ AAV2 կարող է ներթափանցել ուղեղ և համարվում է խիստ սպեցիֆիկ նեյրոնների նկատմամբ։

Կլինիկական փորձեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ներկա պահին ադենոկախյալ վիրուսի հիման վրա մուկովիսցիդոզի և հեմոֆիլիայի բուժման համար նախատեսված պատրաստուկները անցնում են առաջին կլինիկական փորձարկումները։ Խոստումնալից արդյունքներ են ստացվել Պարկինսոնի հիվանդության համար նախատեսված պատրաստուկի առաջին փորձարկումիներից հետո։ Կլինիկական փորձերի հիման վրա ապացուցված է ադենոկախյալ վիրուսների անվտանգությունը որպես վեկտոր օգտագործելու համար այնպիսի հիվանդություններում, ինչպիսիք են Կանավանի հիվանդությունը, մկանային դիստրոֆիան և Բիլշովսկի-Յանսկիի սինդրոմը։

Ադենոկախյալ վիրուսի հիման վրա ստեղծված վեկտորների կլինիկական փորձարկում[10]
Հիվանդությու Գեն Ներարկման ձև Փորձի ֆազան Փորձարկվողների թիվը Կարգավիճակ
Մուկովիսցիդոզ CFTR Թոքեր, աերոզոլ I 12 Ավարտված են
CFTR Թոքեր, աերոզոլ II 38 Ավարտված են
CFTR Թոքեր, աերոզոլ II 100 Ավարտված են
Հեմոֆիլիա B FIX Ներմկանային I 9 Ավարտված են
FIX Լյարդի զարկերակ I 6 Закончены
Արտրիտ TNFR:Fc Ներհոդային I 1 Շարունակվում են
Ժառանգականէմֆիզեմա AAT Ներմկանային I 12 Շարունակվում են
Մկանային դիստրոֆիա Սարկոգլիկան Ներմկանային I 10 Շարունակվում են
Պարկինսոնի հիվանդություն GAD65, GAD67 Գանգի ներս I 12 Ավարտված են[11]
Կանավանի հիվանդություն AAC Գանգի ներս I 21 Շարունակվում են
Բատենի հիվանդություն CLN2 Գանգի ներս I 10 Շարունակվում են
Ալցգեյմարի սինդրոմ NGF Գանգի ներս I 6 Շարունակվում են

Շագանակագեղձի քաղցկեղի բուժման համար կատարվող կլինիկական փորձերը երրորդ փուլում են[10], սակայն նրանց ex vivo բուժումը իր մեջ չի ներառում հիվանդների օրգանիզմ ադենոկախյալ վիրուսի անմիջական ներարկումը։

Հիվանդածնություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ադենոկախյալ վիրուսը մարդու մոտ չի առաջացնում հիվանդություններ։ Սակայն ցույց է տրվել, որ տվյալ վիրուսը տղամարդկանց անպտղության մեջ համարվում է ռիսկի գործոն[12]։ Ադենոկախյալ վիրուսի գենոմային ԴՆԹ հայտնաբերվում են խախտված կառուցվածքով և ֆունկցիաներով սպերմատոզոիդներով սերմնահեղուկի նմուշներում։ Սակայն, չի հայտնաբերվել ուղղակի կապ ինֆեկցիայի և տղամարդու անպտղության միջև։

Կառուցվածք[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Գենոմ, տրանսկրիպտոմ և պրոտեոմ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ադենոկախյալ վիրուսի գենոմը պարունակում է միաշղթա (+ կամ -) ԴՆԹ (ssDNA)՝ 4,7 հազար նուկլեոտիդ երկարությամբ։ Գենոմային ԴՆԹ-ի մոլեկուլի ծայրերում գտնվում են ծայրային ինվերտորային կրկնություններ (անգլ.՝ inverted terminal repeats, ITRs)։ Գենոմը պարունակում է երկու սպիտակուցներ կոդավորելու ունակ շրջանակ՝ rep և cap։ Առաջինը պարունակում է չորս ծածկվող գեներ, որոնք գաղտնագրում են Rep սպիտակուցները, որոնք անհրաժեշտ են վիրուսի կենսացիկլի համար, երկրորդ շրջանակը պարունակում է կապսիդի սպիտակուցները կոդավորող ծածկվող նուկլեոտիդային հաջորդականություններ՝ VP1, VP2 և VP3, որոնք ձևավորում են կապսիդի իկոսաեդրիկ գլուխը[13]։

Ծայրային ինվերտացիոն կրկնություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ծայրային ինվերտացիոն կրկնությունների (անգլ.՝ Inverted Terminal Repeat, ITR) հաջորդականությունը կազմում է 145 նուկլեոտիդ։ ITR-ը ադենոկախյալ վիրուսի գենոմում տեղակայված են սիմետրիկ և անհրաժեշտ են գենոմային ԴՆԹ-ի ռեպլիկացիայի համար[14]։ ITR-ի այլ հատկություններից մեկը երկշղթա ՌՆԹ-ի կառուցումն է, ինչը ապահովում է ԴՆԹ-ի երկրորդ շղթայի սինթեզը առանց պրայմազայի մասնակցության[15][16]։ Ծայրային ինվերտացիոն կրկնությունները օգտագործվում են նաև վիրուսի ԴՆԹ-ի մարդու 12-րդ քրոմոսոմի մեջ ինտեգրման պրոցեսին և քրոմոսոմից պրովիրուսի ԴՆԹ-ի անջատման մեջ[17]։

Գենային թերապիայի դեպքում ցիս դիրքում թերապևտիկ գենից հետո պետք է տեղակայվի ITR-ը։ Այս կանոնակարգը օգտագործում են ադենոկախյալ վիրուսների հիման վրա ռեկոմբինատային վեկտորների ստացման ժամանակ (անգլ.՝ recombinant AAV, rAAV), որոնք պարունակում են ռեպորտային կամ թերապևտիկ գեներ։ Ցույց է տրված, որ ITR-ը չի պահանջում ցիս դիրք կապսիդի ռեպլիկացիայի և ձևավորման համար։ rep գենի նուկլեոտիդային հաջորդականության մեջ հայտնաբերվել է Rep-կախյալ տարր, որը գործում է cis-դիրքում (անգլ.՝ cis-acting Rep-dependent element, CARE)։ Ցիս դիրքում CARE ուժեղացնում է վիրուսային մասնիկների հավաքագրումը և կրկնապատկումը[18][19][20][21]։

rep սպիտակուցներ և գեներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

«Գենոմի ձախ երեսը» պարունակում է երկու պրոմոտոր՝ p5 և p19, որոնցից արտագրվում են երկու տարբեր երկարության չծածկվող ի-ՌՆԹ-ներ։ Յուրաքանչյուր գեն, որը կոդավորում է համապատասխան ի-ՌՆԹ-ն, պարունակում է ինտրոն, որը կարող է սպլայսինգի ընթացքում կտրտվել։ Դրա հետևանքով կարող են սինթեզվել չորս տարբեր ի-ՌՆԹ-ներ, և, համապատասխանաբար, չորս տարատեսակ Rep սպիտակուցներ՝ ծածկվող հաջորդականություններով։ Սպիտակուցները անվանվել են իրենց զանգվածներին համապատասխան (տրված են զ․ա․մ․-երով)՝ Rep78, Rep68, Rep52 и Rep40[22]։ Rep78 և 68 սպեցիֆիկ կերպով որպես պրայմեր կապվում են երկշղթա ՌՆԹ-ի հետ, որը առաջացնում են ծայրային ինվերտորային կրկնությունները և հետագայում նրան կտրում են ծայրային սայթի (անգլ.՝ terminal resolution site) հատվածում։ Ցույց է տրվել, որ Rep78 և 68 անհրաժեշտ են ադենոկախյալ վիրուսի գենոմը տիրոջ գենոմի մեջ ներկառուցելու համար։ Rep չորս սպիտակուցներ կապվում են АТР-ի հետ և օժտված են հելիկազային ակտիվությամբ։ Տվյալ սպիտակուցները տրանսկրիպցիան ուժեղացնում են p40 պրոմոտորից, սակայն տրանսկրիպցիան թուլացնում են p5 և p19 պրոմոտորներից[16][22][23][24][25][26]։

cap գեներ և VP սպիտակուցներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

AAV2–ի կապսիդ

Ադենոկախյալ վիրուսի գենոմային ԴՆԹ-ի (+)-շղթայի «աջ մասը» պարունակում է ծածկվող հաջորդականություններ, որոնք կոդավորում են կապսիդի երեք սպիտակուց ՝ VP1, VP2 և VP3։ Այդ գեների տրանսկրիպցիան սկսում է մեկ պրոմոտորի՝ p40-ի կողմից։ Համապատասխան սպիտակուցների մոլեկուլային զանգվածը կազմում է 87, 72 և 62 զ․ա․մ․[27]։ Բոլոր երեք սպիտակուցների տրանսլյացիան կատարվում է մեկ ի-ՌՆԹ-ի վրայից։ Տրանսկրիպցիայից հետո պրո-ի-ՌՆԹ-ն կարող է ենթարկվել երկու տարբեր սպլայսինգի, ընդ որում կտրվում է առավել երկար կամ կարճ ինտրոն և առաջանում է 2300 կամ 2600 նուկլեոտիդ երկարությամբ ի-ՌՆԹ։ Սովորաբար, հատկապես ադենովիրուսի առկայության պայմաններում, կտրվում է ավելի երկար ինտրոն։ Այս ձևի ժամանակ կտրվում է առաջին սկզբնական կոդոն AUG-ն, որից սկսվում է VP1 սպիտակուցի սինթեզը, և VP1 սպիտակուցի սինթեզի մակարդակը ընկնում է։ Առաջին AUG կոդոնը, որը ավելի երկար տրանսկրիպտի դեպքում մնում է, համարվում VP3 սպիտակուցի սկզբնային կոդոնը։ Սակայն, նուկլեոտիդների հաջորդականությունը, որը նույն շրջանակի սահմանում նախորդում է այս կոդոնին, պարունակում է ACG հաջորդականությունը, որը կոդավորում է տրեոինը, վերջինս շրջապատված է օպտիմալ Կոզակ հաջորդականությամբ։ Սա բերում է VP2 սպիտակուցի սինթեզի նվազմանը (որը իրենից ներկայացնում է VP3 սպիտակուց՝ N-խայրում լրացուցիչ ամինաթթուների առկայությամբ)[28][29][30][31]։

Քանի որ մեծ ինտրոնը նախընտրում է կտրվել պրո-ի-ՌՆԹ-ից և քանի որ ACG կոդոնը համարվումէ առավել թույլ սկզբնական կոդոն, համապատասխան սպիտակուցները in vivo արտադրվում են 1:1:20 հարաբերակցությամբ, այդ նույն հարաբերությամբ էլ սպիտակուցները մտնում են վիրուսային մասնիկի կազմի մեջ[32]։ VP1 սպիտակուցի N-ծայրի յուրահատուկ ֆրագմենտը ունի ֆոսֆոլիպազ А2-ի (անգլ.՝ PLA2) ակտիվություն, որը, հավանաբար, անհրաժեշտ էնդոսոմներից վիրուսային մասնիկների ազատման համար[33]։ Մուրալիդարը համահեղինակների հետ ապացուցեց, որ սպիտակուցներ VP2 և VP3-ը խիստ անհրաժեշտ են վիրուսային մասնիկների հավաքագրման համար[30]։ Ուորինգտոնը համահեղինակների հետ ցույց տվեցին, որ VP2 սպիտակուցը չեն ազդում N-ծայրային հատվածի հավաքագրման վրա, այն դեպքում, երբ VP1-ի ներկառուցոմները նվազեցնում են նրա ֆոսֆոլիպազային ակտիվությունը[34]։

2002 թվականին VP3 սպիտակուցի բյուրեղային կառուցվածքը հայտնաբերվել է Քսի և Բյու համահեղինակների կողմից[35]։

Սերոտիպերը և ընկալիչները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

2006 թվականի դրությամբ նկարագրվել են ադենոկախյալ վիրուսի 11 սերոտիպեր[36]։ Բոլոր հայտնի սերոտիպերը կարող են վարակել մի շարք հյուսվածքների բջիջները։ Հյուսվածքային առանձնահատկությունը որոշվում է կապսիդի սպիտակուցի սերոտիպերով, այդ պատճառով ադենոկախյալ վիրուսի հիման վրա ստեղծված վեկտորները վերակառուցվում են, նրանց տալով անհրաժեշտ սերոտիպ։

Սերոտիպ 2[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ադենոկախյալ վիրուսի սերոտիպ երկուսը ուսումնասիրվել է ավելի մանրակրկիտ[37][38][39][40][41][42]։ Սերոտիպ 2 ադենոկախյալ վիրուսը օճտված է կմախքային մկանների[43], նեյրոնների[37], անոթների հարթ մկանների[44] և հեպատոցիտներ[45] նկատմամբ բնական խնամակցությամբ։

Ադենոկախյալ վիրուսի սերոտիպ 2-ի համար նկարագրվել են բջջային երեք ընկալիչներ՝ հեպարանսուլֆատպրոտեոգլիկան (անգլ.՝ HSPG), ինտեգրին aVβ5 և ֆիբրիլոբլաստների աճի գորճոնի 1 ընկալիչը (անգլ.՝ FGFR-1)։ Առաջինը համարվում է առաջնային ընկալիչը, վերջին երկուսը համարվում են կո-ընկալիչներ, և ադենոկախյալ վիրուսին թույլ են տալիս բջիջ ներթափանցել ընկալիչ-կախյալ էնդոցիտոզի միջոցով[46][47][48][49]։ HSPG զգալի առկա է արտաբջջային նյութում և գործում է որպես առաջնային ընկալիչ, ընդ որում մաքրելով օրգանիզմը ադենոկախյալ վիրուսի մասնկիներից և իջեցնելով վարակի էֆեկտիվությունը[50]։

Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ադենոկախյալ վիրուսի սերոտիպ 2-ը սպանում է քաղցկեղային բջիջները, այդ ընթացքում չվնասելով առողջ բջիջները։ " Մեր հետազոտությունները ցույց են տվել, որ 2-րդ տիպի ադենոկախյալ վիրուսը, որը վարակում է բջիջների պոպուլյացիայի մեծ մասը, սպանում է քաղցկեղային բջիջների մեծ մասը, այլ ոչ առողջ բջիջները" հայտնում է Կրեյգ Մեները, Պանսիլվանիայի Penn State բժշկական քոլեջի իմունոլոգիայի և միկրոկենսաբանության պրոֆեսորը[51]։ Նշված հետազոտությունները կարող են օգնել նոր հակաքաղցկեղային բջիջների դեմ պատրաստուկների ստեղծման մեջ։

Այլ սերոտիպեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Թեպետ ադենոկախյալ վիրուսի սերոտիպ 2-ը համարվում է գենետիկական ուսումնասիրությունների համար առավել հարմար սերոտիպը, ցույց է տրվել, որ այլ սերոտիպերը ավելի արդյունավետ են որպես վեկտոր օգտագործվելու համար։ Օրինակ, 6-րդ սերոտիպի ադենոկախյալ վիրուսը ավելի լավ վարակում է շնչառական ուղիների էպիթելը, 7-րդ սերոտիպի վիրուսը ունի մկների կմախքային մկանների տրամսդուկցիայի բարձր մակարդակ, 8-րդ սերոտիպի վիրուսը գերազանց տրասդուկտում է հեպատոցիտը[52][53][54], իսկ սերոտիպեր 1-ը և 5-ը շատ էֆեկտիվ կերպով գեները հասցնում են անոթների էնդոթել[55]։ 6-րդ տիպի ադենոկախյալ վիրուսը, որը համարվում է 1 և 2 սերոտիպերի հիբրիդ[54], նույնպես օժտված է ցածր իմունոգենությամբ, քան 2-րդ սերոտիպի վիրուսը[53]։

Սերոտիպերը տարբերվում են ընկալիչներով, որոնց հետ տեղի է ունենում նրանց կապումը։ Օրինակ, 4 և 5 սերոտիպերի տրանսդուկցիան կարել է արգելակել սիալաթթվով[56], իսկ 5-րդ սերոտիպի վիրուսը բջիջ է ներթափանցում թրոմբոցիտների աճի հորմոնի ընկալչի միջոցով[57]։

Իմունային պատասխան[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ադենոկախյալ վիրուսը գենային թերապիայում հետաքրքրություն է ներկայացնում, հաշվի առնելով մարդու մոտ իմունային պատասխան առաջացնելու թույլ ունակության շնորհիվ։ Այս հատկությունը վիրուսին դարձնում է տրանսդուկցիայի համար հարմար օբյեկտ, քանի որ իջեցնում է իմունային հիվանդածնության ռիսկը։

Բնածին իմունիտետ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Կենդանիների մոտ ցույց է տրված ադենոկախյալ վիրուսի նկատմամբ բնածին իմունիտետի առկայություն։ Մկների մեջ վիրուսի ներարկումը առաջացնում է ցիտոկինների բորբոքում, նեյտրոֆիլների և լյարդի այլ լեյկոցիտների ինֆիլտրացիա, ինչը, հավանաբար, զգալի կերպով նվազեցնում է ներմուծված վիրուսային մասնիկների թիվը[58]։

Հումորալ իմունիտետ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ցույց է տրվել, որ վիրուսը կարող է հումորալ պատասխան առաջացնել ինչպես կենդանիների, այնպես էլ մարդու մոտ։ Մարդկային պոպուլյացիաների 80 %-ը համարվում է սերոտիպ 2-ի նկատմամբ սերոպոզիտիվ։ Ցույց է տրված, որ չեզոքացնող հակամարմինները կարող են նվազեցնել ադենոկախյալ վիրուսների հիման վրա ստեղծված վեկտորների տրանսդուկցիան[59]։

Բջջային իմունիտետ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Բջջային իմունիտետը ի պատասխան վիրուսին և վեկտորներին, որոնք ստեղծվել են վիրուսների հիման վրա, 2005 թվականին ուսումնասիրվել է ողջ ամբողջապես[59]։ Ադենոկախյալ վիրուսի 2-րդ սերոտիպի հիման վրա ստեղծված վեկտորի ուսումնասիրությունները՝ հեմոֆիլիա В-ի բուժման համար, ցույց են տվել, որ կարող է տեղի ունենալ տրանսդուկցված բջիջների քայքայում[60]։ Հետազոտություները ցույց են տվել, որ CD8+ T-լիմֆոցիտները կարող են in vitro ճանաչել ադենոկախյալ վիրուսի կապսիդը[61]։ Սակայն, տվյալ ուսումնասիրությունները ավարտված չեն և այդպիսի ցիտոտոքսիկային պատասխանի հնարավորությունը ամբողջությամբ չի ուսումնասիրվել։

Կենսական ցիկլ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Ադենոկախյալ վիրուսի կենսական ցիկլում՝ բջջի վարակումից մինչև նոր վիրուսային մասնիկների առաջացումը կարելի է առանջնացնել մի քանի փուլեր․

  1. ամրացում պլազմային թաղանթին
  2. էնդոցիտոզ
  3. էնդոսոմի կազմում տեղափոխում
  4. անցում դեպի բջջի կորիզ
  5. վիրուսային երկշղթա ռեպլիկատիվ ԴՆԹ-ի ձևավորում
  6. rep գենի էքսպրեսիա
  7. cap գենի էքսպրեսիա, միաշղթա դուստր ԴՆԹ-ների սինթեզ
  8. վիրիոնների հավաքագրում
  9. վարակված բջջից վիրուսային մասնիկների դուրս բերում

Տվյալ էտապներից ոմանք կարող են տարբերվել կախված բջջի տեսակից։ Վիրուսի ԴՆԹ-ի ռեպլիկացիայի նկարագրերը կարող են տարբերվել նաև նույնատիպ բջիջներիմոտ, կախված բջջային ցիկլի փուլերից[62]։

Ադենոկախյալ վիրուսը չի կարող կրկնապատկվել բջիջներում, որոնք վարակված չեն ադենովիրուսներով։ Վիրուսային մասնիկների ձևավորման այդ առանձնահատկությունը վկայում է այն մասին, որ ադենոկախյակլ վիրուսը ծագել է ադենովիրուսներից։ Ցույց է տրված, ադենոկախյալ վիրուսի ԴՆԹ-ի ռեպլիկացիան թեթևանում է ադենովիրուսների[63][64] կամ այլ վիրուսների որոշ սպիտակուցների առկայության շնորհիվ, օրինակ սովորական հերպեսի[65], կամ գենոտոքսիկ ագենտների շնորհիվ, ինչպիսիք են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը կամ հիդրօքսիկարբամիդը[66][67][68]։

Ադենովիրուսների գեների նվազագույն քանակը, որը անհրաժեշտ է ադենկախյալ վիրուսների բազմացման համար, նկարագրվել է Մատսուշիտայի, Էլինգերի և համահեղինակների կողմից[63]։ Տվյալ բացահայտումը թույլ է տվել ստեղծել ռեկոմբինատային ադենոկախյալ վիրուսներ, որոնց անհրաժեշտ չէ ադենովիրուսների հետ կո-վարակումը։ Օգնական վիրուսների կամ գենտոքսիկ գործոնների բացակայության դեպքում, ադենոկախյալ վիրուսի ԴՆԹ-ն կարող է տիրոջ գենոմի մեջ ներկառուցվել էպիսոմային ձևով։ Առաջին դեպքում տեր օրգանիզմ գենոմի ինտեգրացիան կատարվում է Rep78 և Rep68 սպիտակուցների կողմից և պահանջում է ծայրային ինվերտացիոն կրկնությունների (անգլ.՝ ITR) ներկառուցվող հաջորդականություն։ Մկների մոտ ադենոկախյալ վիրուսների գենոմը կարող է գտնվել էպիսոմի ձևով (օղակաձև ԴՆԹ, գլուխ-պոչ դիրքով)՝ չբաժանվող հյուսվածքներում՝ օրինակ, կմախքային մկաններում[69]։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Grieger, JC; Samulski, RJ (2005), «Adeno-associated virus as a gene therapy vector: vector development, production and clinical applications.», Advances in biochemical engineering/biotechnology (Berlin, Germany) (99): 119-145, PMID 16568890 
  2. Atchison RW, Castro BC, Hammon WM Adenovirus-associated defective virus particles // Science. — 1965. — Т. 149. — С. 754-756.
  3. Smith R. H. Adeno-associeated virus integration: virus versus vector // Gene Therapy. — 2008. — Т. 15. — № 11. — С. 817-822. doi:10.1038/gt.2008.55
  4. Ni T-H, McDonald WF, Zolotukhin I, Melendy T, Waga S, Stillman B, Muzyczka N Cellular proteins required for adeno-associated virus DNA replication in the absence of adenovirus coinfection // J Virol. — 1998. — Т. 72. — С. 2777-2787.
  5. Rationalization and extension of the taxonomy of the family Parvoviridae, p. 8
  6. Surosky, RT; Urabe, M; Godwin, SG et al. (1997), «Adeno-associated virus Rep proteins target DNA sequences to a unique locus in the human genome», Journal of virology 71 (10), PMID 9311886 
  7. Chirmule, N; Propert, K; Magosin, S et al. (1999), «Immune responses to adenovirus and adeno-associated virus in humans», Gene therapy (September): 1574-83, PMID 10490767 
  8. Hernandez, YJ; Wang, J; Kearns, WG et al. (1999), «Latent adeno-associated virus infection elicits humoral but not cell-mediated immune responses in a nonhuman primate model», Journal of virology (October): 8549-58, PMID 10482608 
  9. Ponnazhagan, S; Mukherjee, P; Yoder, MC et al. (1997), «Adeno-associated virus 2-mediated gene transfer in vivo: organ-tropism and expression of transduced sequences in mice», Gene (ապրիլի 29): 203-10, PMID 9185868 
  10. 10,0 10,1 Carter, BJ (2005), «Adeno-Associated Virus Vectors in Clinical Trials», Human Gene Therapy 16: 541-50, PMID 15916479 
  11. Kaplitt, MG; Feigin, A; During, MJ; others (2007), «Safety and tolerability of gene therapy with an adeno-associated virus (AAV) borne GAD gene for Parkinson's disease: an open label, phase I trial», Lancet 369: 2097-2105, PMID 17586305 
  12. Erles K, Rohde V, Thaele M, Roth S, Edler L, Schlehofer JR (November 2001)։ «DNA of adeno-associated virus (AAV) in testicular tissue and in abnormal semen samples»։ Hum. Reprod. 16 (11): 2333–7։ PMID 11679515 
  13. Carter, BJ (2000), «Adeno-associated virus and adeno-associated virus vectors for gene delivery», in DD Lassic & N Smyth Templeton, Gene Therapy: Therapeutic Mechanisms and Strategies, New York City: Marcel Dekker, Inc., pp. 41-59, ISBN 0-585-39515-2 
  14. Bohenzky, RA; LeFebvre, RB; Berns, KI (1988), «Sequence and symmetry requirements within the internal palindromic sequences of the adeno-associated virus terminal repeat», Virology (San Diego: Academic Press) 166 (2), PMID 2845646 
  15. Wang, X.S.; Ponnazhagan; Srivastava (1995), «Rescue and replication signals of the adeno-associated virus 2 genome», Journal of Molecular Biology 250: 573-80, PMID 7623375 
  16. 16,0 16,1 Weitzman, MD; Kyostio, SR; Kotin, RM; Owens, RA (1994), «Adeno-associated virus (AAV) Rep proteins mediate complex formation between AAV DNA and its integration site in human DNA», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 91 (13): 5808-12, PMID 8016070 
  17. Zhou, X; Muzyczka, N (1998), «In vitro packaging of adeno-associated virus DNA», Journal of virology 72 (4): 3241-7, PMID 9525651 
  18. Nony, P; Tessier, J; Chadeuf, G; Ward, P et al. (2001), «Novel cis-acting replication element in the adeno-associated virus type 2 genome is involved in amplification of integrated rep-cap sequences», Journal of virology 75 (20): 9991-4, PMID 11559833 
  19. Nony, P; Chadeuf, G; Tessier, J; Moullier, P et al. (2003), «Evidence for packaging of rep-cap sequences into adeno- associated virus (AAV) type 2 capsids in the absence of inverted terminal repeats: a model for generation of rep-positive AAV particles», Journal of virology 77, PMID 12477885 
  20. Philpott, NJ; Giraud-Wali, C; Dupuis, C; Gomos, J et al. (2002), «Efficient integration of recombinant adeno-associated virus DNA vectors requires a p5-rep sequence in cis», Journal of virology 76 (11), PMID 11991970 
  21. Tullis, GE; Shenk, T (2000), «Efficient replication of adeno-associated virus type 2 vectors: a cis-acting element outside of the terminal repeats and a minimal size», Journal of virology 74 (24), PMID 11090148 
  22. 22,0 22,1 Kyostio, SR; Owens, RA; Weitzman, MD; Antoni, BA et al. (1994), «Analysis of adeno-associated virus (AAV) wild-type and mutant Rep proteins for their abilities to negatively regulate AAV p5 and p19 mRNA levels», Journal of virology 68 (5): 2947-57, PMID 8151765 
  23. Im, DS; Muzyczka, N (1990), «The AAV origin binding protein Rep68 is an ATP-dependent site-specific endonuclease with DNA helicase activity.», Cell 61 (3): 447-57, PMID 2159383 
  24. Im, DS; Muzyczka, N (1992), «Partial purification of adeno-associated virus Rep78, Rep52, and Rep40 and their biochemical characterization», Journal of virology 66 (2): 1119-28, PMID 1309894 
  25. Samulski, RJ (2003), «AAV vectors, the future workhorse of human gene therapy», Ernst Schering Research Foundation workshop (43): 25-40, PMID 12894449 
  26. Trempe, JP; Carter, BJ (1988a), «Regulation of adeno-associated virus gene expression in 293 cells: control of mRNA abundance and translation», Journal of virology (1): 68-74, PMID 2824856 
  27. Jay, FT; Laughlin, CA; Carter, BJ (1981), «Eukaryotic translational control: adeno-associated virus protein synthesis is affected by a mutation in the adenovirus DNA-binding protein», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 78 (5): 2927-31, PMID 6265925 
  28. Becerra, SP; Rose, JA; Hardy, M; other (1985), «Direct mapping of adeno-associated virus capsid proteins B and C: a possible ACG initiation codon», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 82 (23): 7919-23, PMID 2999784 
  29. Cassinotti, P; Weitz, M; Tratschin, JD (1988), «Organization of the adeno-associated virus (AAV) capsid gene: mapping of a minor spliced mRNA coding for virus capsid protein 1», Virology 167 (1): 176-84, PMID 2847413 
  30. 30,0 30,1 Muralidhar, S; Becerra, SP; Rose, JA (1994), «Site-directed mutagenesis of adeno-associated virus type 2 structural protein initiation codons: effects on regulation of synthesis and biological activity», Journal of virology 68 (1): 170-6, PMID 8254726 
  31. Trempe, JP; Carter, BJ (1988b), «Alternate mRNA splicing is required for synthesis of adeno-associated virus VP1 capsid protein», Journal of virology 62 (9): 3356-63, PMID 2841488 
  32. Rabinowitz, JE; Samulski, RJ (2000), «Building a better vector: the manipulation of AAV virions», Virology 278 (2): 301-8, PMID 11118354 
  33. Girod, A; Wobus, CE; Zádori, Z; others (2002), «The VP1 capsid protein of adeno-associated virus type 2 is carrying a phospholipase A2 domain required for virus infectivity», The Journal of general virology 83 (5): 973-8, PMID 11961250 
  34. Warrington, KH,Jr; Gorbatyuk, OS; Harrison, JK; others (2004), «Adeno-associated virus type 2 VP2 capsid protein is nonessential and can tolerate large peptide insertions at its N terminus», Journal of virology 78 (12): 6595-609, PMID 15163751 
  35. Xie, Q; Bu, W; Bhatia, S; others (2002), «The atomic structure of adeno-associated virus (AAV-2), a vector for human gene therapy», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99 (16): 10405-10, PMID 12136130 
  36. Mori, S; Wang, L; Takeuchi, T; Kanda, T (2004), «Two novel adeno-associated viruses from cynomolgus monkey: pseudotyping characterization of capsid protein», Virology 330 (2): 375-83, PMID 15567432 
  37. 37,0 37,1 Bartlett, JS; Samulski, RJ; McCown, TJ; others (1998), «Selective and rapid uptake of adeno-associated virus type 2 in brain», Human gene therapy 9 (8): 1181-6, PMID 9625257 
  38. Fischer, AC; Beck, SE; Smith, CI; others (2003), «Successful transgene expression with serial doses of aerosolized rAAV2 vectors in rhesus macaques», Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy 8 (6): 918-26, PMID 14664794 
  39. Nicklin, SA; Buening, H; Dishart, KL; others (2001), «Efficient and selective AAV2-mediated gene transfer directed to human vascular endothelial cells», Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy 4 (3): 174-81, PMID 11545607 
  40. Rabinowitz, JE; Xiao, W; Samulski, RJ (1999), «Insertional mutagenesis of AAV2 capsid and the production of recombinant virus», Virology 265 (2): 274-85, PMID 10600599 
  41. Shi, W; Bartlett, JS (2003), «RGD inclusion in VP3 provides adeno-associated virus type 2 (AAV2)-based vectors with a heparan sulfate-independent cell entry mechanism», Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy 7 (4): 515-25, PMID 12727115 
  42. Wu, P; Xiao, W; Conlon, T; others (2000), «Mutational analysis of the adeno-associated virus type 2 (AAV2) capsid gene and construction of AAV2 vectors with altered tropism», Journal of virology 74 (18): 8635-47, PMID 10954565 
  43. Manno, CS; Chew, AJ; Hutchison, S; others (2003), «AAV-mediated factor IX gene transfer to skeletal muscle in patients with severe hemophilia B», Blood 101 (8): 2963-72, PMID 12515715 
  44. Richter, M; Iwata, A; Nyhuis, J; others (2000), «Adeno-associated virus vector transduction of vascular smooth muscle cells in vivo», Physiological genomics 2 (3): 117-27, PMID 11015590 
  45. Koeberl, DD; Alexander, IE; Halbert, CL; others (1997), «Persistent expression of human clotting factor IX from mouse liver after intravenous injection of adeno-associated virus vectors», Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 94 (4): 1426-31, PMID 9037069 
  46. Qing, K; Mah, C; Hansen, J; other (1999), «Human fibroblast growth factor receptor 1 is a co-receptor for infection by adeno-associated virus 2», Nature medicine 5 (1): 71-7, PMID 9883842 
  47. Summerford, C; Samulski, RJ (1998), «Membrane-associated heparan sulfate proteoglycan is a receptor for adeno-associated virus type 2 virions», Journal of virology 72 (2): 1438-45, PMID 9445046 
  48. Summerford, C; Bartlett, JS; Samulski, RJ (1999), «AlphaVbeta5 integrin: a co-receptor for adeno-associated virus type 2 infection», Nature medicine 5 (1): 78-82, PMID 9883843 
  49. Qiu, J; Handa, A; Kirby, M; Brown, KE (2000), «The interaction of heparin sulfate and adeno-associated virus 2», Virology 269 (1): 137-47, PMID 10725206 
  50. Pajusola, K; Gruchala, M; Joch, H; other (2002), «Cell-type-specific characteristics modulate the transduction efficiency of adeno-associated virus type 2 and restrain infection of endothelial cells», Journal of virology 76 (22): 11530-40, PMID 12388714 
  51. CNN.com (2005), Common virus 'kills cancer', http://www.cnn.com/2005/HEALTH/06/22/cancer.virus/index.html 
  52. Gao, GP; Alvira, MR; Wang, L; other (2002), Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99 (18): 11854-9, PMID 12192090 
  53. 53,0 53,1 Halbert, CL; Allen, JM; Miller, AD (2001), «Adeno-associated virus type 6 (AAV6) vectors mediate efficient transduction of airway epithelial cells in mouse lungs compared to that of AAV2 vectors», Journal of virology. (J Virol) Jul; (): 75 (14): 6615-24, PMID 11413329 
  54. 54,0 54,1 Rabinowitz, JE; Bowles, DE; Faust, SM; other (2004), «Cross-dressing the virion: the transcapsidation of adeno-associated virus serotypes functionally defines subgroups», Journal of virology 78 (9): 4421-32, PMID 15078923 
  55. Chen, S; Kapturczak, M; Loiler, SA; others (2005), «Efficient transduction of vascular endothelial cells with recombinant adeno-associated virus serotype 1 and 5 vectors», Human gene therapy 16 (2): 235-47, PMID 15761263 
  56. Kaludov, N; Brown, KE; Walters, RW; others (2001), «Adeno-associated virus serotype 4 (AAV4) and AAV5 both require sialic acid binding for hemagglutination and efficient transduction but differ in sialic acid linkage specificity», Journal of virology 75 (15): 6884-93, PMID 11435568 
  57. Di Pasquale, G; Davidson, BL; Stein, CS; others, «Identification of PDGFR as a receptor for AAV-5 transduction», Nature medicine 9 (10): 1306-12, PMID 14502277 
  58. Zaiss, AK; Liu, Q; Bowen, GP; others (2002), «Differential Activation of Innate Immune Responses by Adenovirus and Adeno-Associated Virus Vectors», Journal of Virology 76 (9): 4580-90, PMID 11932423 
  59. 59,0 59,1 Zaiss, AK; Muruve, DA (2005), «Immune responses to adeno-associated virus vectors», Current Gene Therapy 5 (3): 323-31, PMID 15975009 
  60. High, KA; Mannos, CS; Pierce, GF; Others (2006), «Successful transduction of liver in hemophilia by AAV-Factor IX and limitations imposed by the host immune response», Nature Medicine 12 (3): 342-47, PMID 16474400 
  61. High, KA; Sabatino, DE; Mingozzi, F; Others (2005), «Identification of Mouse AAV Capsid-Specific CD8+ T Cell Epitopes», Molecular Therapy 12 (6): 1023-33, PMID 16263332 
  62. Rohr, UP; Kronenwett, R; Grimm, D; others (2002), «Primary human cells differ in their susceptibility to rAAV-2-mediated gene transfer and duration of reporter gene expression», Journal of virological methods 105 (2): 265-75, PMID 12270659 
  63. 63,0 63,1 Matsushita, T; Elliger, S; Elliger, C; others (1998), «Adeno-associated virus vectors can be efficiently produced without helper virus», Gene therapy 5 (7): 938-45, PMID 9813665 
  64. Myers, MW; Laughlin, CA; Jay, FT; other (1980), «Adenovirus helper function for growth of adeno-associated virus: effect of temperature- sensitive mutations in adenovirus early gene region 2», Journal of virology 35 (1): 65-75, PMID 6251278 
  65. Handa, H; Carter, BJ (1979), «Adeno-associated virus DNA replication complexes in herpes simplex virus or adenovirus-infected cells», The Journal of biological chemistry 254 (14): 6603-10, PMID 221504 
  66. Yalkinoglu, AO; Heilbronn, R; Bürkle, A; other (1988), «DNA amplification of adeno-associated virus as a response to cellular genotoxic stress», Cancer research 48 (11): 3123-9, PMID 2835153 
  67. Yakobson, B; Koch, T; Winocour, E (1987), «Replication of adeno-associated virus in synchronized cells without the addition of a helper virus», Journal of virology 61 (4): 972-81, PMID 3029431 
  68. Yakobson, B; Hrynko, TA; Peak, MJ; Winocour, E (1989), «Replication of adeno-associated virus in cells irradiated with UV light at 254 nm», Journal of virology 63 (3): 1023-30, PMID 2536816 
  69. Duan, D; Sharma, P; Yang, J; others (1998), «Circular intermediates of recombinant adeno-associated virus have defined structural characteristics responsible for long-term episomal persistence in muscle tissue», Journal of virology 72 (11): 8568-77, PMID 9765395 

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Шахбазов А.В., Северин И.Н., Гончарова Н.В., Гринев В.В., Космачева С.М., Потапнев М.П. Вирусные векторы для стабильной трансдукции мезенхимальных стволовых клеток человека: системы на основе аденоассоциированных вирусов и лентивирусов // Клеточные технологии в биологии и медицине. — 2008. — Т. 4. — С. 216-218.