§ 2. Вирусные векторы и генотерапия.

Векторы – это репликоны (самореплицирующиеся генетические структуры), способные включать в себя и переносить чужеродные гены в организм реципиента. В качестве векторов наиболее часто используются канонические вирусы (адено-, покс-, бакуло-, герпес-, ретро-, прикорна-, ортомиксо-, рабдо-, тогавирусы) и реже – бактериальные плазмиды.

Вирусные векторы применяются для изучения генной регуляции, процессинга мРНК, экспресии биологически активных белков, иммунобиологии специфических патогенов, а также для создания рекомбинантных вакцин, лечения рака и генетических болезней человека. Конструирование вирусных векторов и их перенос в организм реципиента включает следующие этапы: 1) внесение интересующего гена в геном вируса; 2) трансфекция рекомбинантного вирусного генома в чувствительные упаковывающие вирусы клетки; 3) сбор культуральной среды упаковывающих клеток, в которой содержатся вирионы вируса-вектора; 4) трансдукция интересующего гена в составе вектора клетки-мишени организма человека.

Вирусные векторы подразделяются на хелпер-зависимые и хелпер-независимые. Хелпер-независимые векторы содержат полный вирусный геном с одним или несколькими транспозируемыми генами (трансгены), и не нуждаются для своей репликации в вирусе-помощнике. Хелпер-зависимые векторы, наряду с трансгенами, содержат только последовательности, необходимые для репликации и упаковки, а все остальные функции выполняют вирусы-помощники.

В зависимости от биологических особенностей вирусов-векторов, они могут инфицировать либо покоящиеся, либо делящиеся клетки.

Вирусные векторы используются для генотерапии. Генотерапия – это перенос и экспрессия в клетках пациентов нормальных генов с целью восполнения дефицита функции гена, вызванного мутациями или полным отсутствием этого гена в случае моногенных заболеваний; а в случае онкологических заболеваний – введение в злокачественные клетки больного генов, увеличивающих их иммуногенность или сообщающих им чувствительность к химиотерапевтическим агентам. В случаях полигенных заболеваний в клетки больного вводят гены, кодирующие белки, способные приостановить развитие патологического процесса.

Генотерапия с использованием вирусных векторов применяется для лечения ряда патологий.

Комбинированный иммунодефицит, вызванный недостаточностью аденозиндезаминазы. Ген, кодирующий этот фермент, в составе ретровирусного вектора вводится в изолированные лимфоциты, которые затем размножают in vitro и возвращают в организм пациента.

Семейная гиперхолестеринемия, вызванная дефектами в белке-рецепторе липопротеинов низкой плотности. Лечение включает получение клеток печени больного, введение в них ретровирусного вектора с нормальным геном рецептора и возвращение трансдуцированных гепатоцитов непосредственно в печень пациента.

Онкологические заболевания. Для генотерапии рака используют несколько подходов. Один из них заключается в том, что гены апоптоза FAS и FASL в составе аденовирусных векторов вводятся в опухолевые клетки. Экспрессия продуктов этих генов стимулирует Т-клеточный иммунный ответ, что ведет к гибели опухолевых клеток. Другой подход состоит во внесении в составе поксвирусного вектора гена CD₈₀. Продукт гена увеличивает узнавание Т-киллерами раковых клеток. Третий подход состоит во введении в составе векторов в опухолевые клетки генов, которые переводят неактивные формы химиопрепаратов в активные, что усиливает гибель трансформированных клеток. Противоположный подход – введение в здоровые клетки генов, сообщающих им устойчивость к токсическим, химиотерапевтическим препаратам, используемым в терапии онкологических заболеваний.

Ишемическая болезнь сердца. Аденовирусный вектор, содержащий ген, кодирующий фактор роста сосудистого эндотелия, используется для помощи в росте новых сосудов ишемизированного сердца. Другие векторы используются для предотвращения закрытия сосудов, вновь открытых при ангиопластике.

Аутоиммунные заболевания (ревматоидный артрит, рассеянный склероз). Предусматривается введение терапевтических генов в лимфоциты, специфические к аутоантигену. Это достигается стимуляцией лимфоцитов, выделенных из селезенки, соответствующим антигеном (для ревматоидного артрита – это коллаген, для рассеянного склероза - миелин). Подобная процедура приводит к пролиферации только сенсибилизированных лимфоцитов, в которые и осуществляется перенос терапевтических генов.

Вирусные векторы нашли применение в качестве вакцин.