حامل‌های ويروسی

ژن‌هاي ويروسی gag،pol و env با استفاده از ‌يک نسخه از DNA ژنوم رتروويروسي حذف شده و ژن‌هاي neo و ada(آدنوزين‌دآميناز) جانشين آنها مي‌شوند. حامل اصلاح شده از طريق الکتروپوريشن‌يا رسوب فسفات کلسيم، به درون خط سلولي بسته‌بندي کننده ترانسفکت مي‌شود و DNA به طور تصادفي وارد ژنوم ميزبان مي‌گردد. خط سلولي بسته‌بندي کننده محتوي ژن‌هايي است که پروتئين‌هاي gag،pol و env را رمزگذاري مي‌کنند اين ژن‌ها در ترانس فعاليت مي‌کنند تا پروتئين‌هاي ويروسي گفته شده را توليد نمايند. RNAکه از حامل تغيير داده شده به طريق ژنتيکي، رونويسي شده، علاوه بر ژن‌هاي neo و ada، پيام بسته‌بندي کننده ساي را نيز حمل مي‌کند که براي تجمع مولکول RNA به صورت ذرات ويروس بالغ ضروري است. ذرات ويروسي که ژنوم‌هاي اصلاح شده را حمل مي‌نمايند به وسيله جوانه زدن از سلول آزاد مي‌شوند و تنها‌ يک بار مي‌توانند سلول هدف را عفوني کنند. DNA دورشته‌اي به دست آمده از ژنوم حامل اصلاح شده، به ژنوم ميزبان سلول هدف وارد شده و سلولي توليد مي‌کند که به طور ثابت پروتئين آدنوزين‌دآميناز را بيان مي‌کند.

سلول‌هايي که DNA حامل ناقص را در خود ادغام کرده‌اند، اکنون داراي ژن neo هستند و از اين رو به طور ثابت در برابر G418 مقاومند. خطوط سلولي داراي حامل ويروسي اصلاح شده که به طور ثابت وارد کروموزوم مي‌شود، خطوط سلولي مولد هستند که حامل‌هاي رتروويروسي را که ژن ada را حمل مي‌کنند، توليد مي‌نمايند.

خطوط سلولي دربردارنده ژن‌هاي ويروسي هستند که پروتئين‌هاي Gag، Pol و Env را در ترانس مي‌سازند اما مولکول‌هاي RNA توليد شده که براي اين عملکرد‌ها رمزگذاري مي‌نمايند، حامل توالي ساي نيستند. DNA حامل ويروسي معيوب، ‌يک مولکول RNA را توليد مي‌کند که دربردارنده LTR، توالي ساي، ژن ada و ژن neo مي‌باشد. در حضور پروتئين‌هاي عمل کننده در ترانس، تنها آن دسته از مولکول‌هاي RNA که حاوي توالي ساي و در نتيجه ژن‌هاي ada و neo مي‌باشند، درون ذرات ويروس بسته‌بندي و کپسول مي‌شوند که با جوانه زدن از سلول به محيط کشت وارد مي‌گردند.

ذرات ويروسي رها شده از سلول‌ يا مي‌توانند مستقيماً به سلول هدف اضافه شوند، ‌يا اينکه اول خالص‌سازي شده و سپس به سلول هدف افزوده شوند. اين ذره‌هاي ويروس بالغ، با وجود ناقص بودن، هنوز مي‌توانند سلول هدف را طي روند نرمالي عفوني کنند اما تنها‌ يک بار قادر به انجام اين عمل هستند. به اين علت که آنها‌ يک ترانسکريپتاز معکوس کاربردي را درون ذره ويروسي حمل مي‌کنند، حامل ويروسي ناقص ‌يک نسخه DNA از RNA آن مي‌سازد و DNA را به طور پايدار به درون کروموزوم سلول هدف مي‌فرستد. با انجام اين عمل، سلول هدف داراي ‌يک ژن ثابت تلفيقي و‌ يک ژن کاربردي مانند ژن ada مي‌شود. عدم وجود هر گونه ژن ويروسي در سلول هدف و بر روي ژنوم حامل ويروسي ناقص وارد شونده، مانع هر نوع توليد بيشتر ذرات ويروس از سلول هدف مي‌گردد.

با اينکه در حال حاضر رتروويروس‌ها در آزمايشات باليني ژن‌درماني خارج بدن به کار مي‌روند، هنوز از مضراتي برخوردارند. اين طور تشخيص داده شده که رتروويروس‌ها در پستانداران عامل بيماري سرطان هستند. به اين علت که هنوز ‌يک احتمال ضعيف وجود دارد که رتروويروس‌هاي متخصص در تکثير، ممکن است گاهي در طول فرايند تکثير شوند، آمادگي حامل‌ها بايد قبل از استفاده در انسان به طور کامل آزمايش شود. حامل‌هاي ويروسي قادر به حمل تنها ۸ تا ۹ کیلوباز از DNA مي‌باشند بنابراين فرايند انتقال ژن به ژن‌هاي کوچک‌تر محدود مي‌شود. علاوه بر اين رتروويروس‌ها تنها سلول‌هاي در حال رشد فعال را آلوده کرده و آن‌ها را براي انتقال ژن به سلول‌هايي که رشد نمي‌کنند و‌ يا سلول‌هاي تمايز‌يافته، نامناسب مي‌گردانند. در آخر، ورود تصادفي DNA ويروسي به کروموزوم‌هاي ميزبان، شانس کوچکي در اختيار جهش زايي دخولي مي‌گذارد اگر ادغام درون‌يک ژن سلولي حياتي رخ دهد.

حامل‌هاي رتروويروسي عليرغم محدوديت‌هايشان مزاياي غيرقابل‌انکاري نسبت به روش‌هاي ديگر انتقال ژن دارند. اولين و مهمترين آنها، توانايي اين حامل‌ها در وارد ساختن‌ يک نسخه از ژنومشان به درون کروموزوم ميزبان است. با اينکه عمل ورود اتفاقي است، راهي براي توليد سلولي به وجود مي‌آورد که به طور ثابت ژن انتقال‌يافته را حفظ کرده و موجب بيان طولاني‌مدت ژن مي‌شود. ويروس محدوده ميزباني وسيعي در اختيار دارد و با چندين نوع سلول در حال رشد ترنس‌داکشن موثر دارد، که اين موارد ويروس را براي بسياري از روش‌هاي خارج از بدن در ژن درماني مناسب مي‌سازد. به دلايل ذکر شده، امروزه در تعداد زيادي از آزمايشات باليني از حامل‌هاي رتروويروسي براي انتقال ژن‌هاي اگزوژني به سلول‌هاي انسان استفاده مي‌شود.

برگرفته از کتاب پزشکی هافی