Ключовата разлика между вирусните и невирусните вектори е, че вирусните вектори са генетично модифицирани вируси, които действат като носители за доставка на гени при доставяне на чужд генетичен материал в клетките чрез използване на техния вирусен геном, докато невирусните вектори са химически вектори като неорганични частици, базирани на липиди вектори, базирани на полимери вектори и базирани на пептиди вектори и действат като носители за доставяне на гени при доставяне на чужд генетичен материал в клетките.
При генната терапия чужди генетични материали се въвеждат в пациент с цел лечение на генетично заболяване. В генната терапия се използват различни техники за въвеждане на генетичен материал отвън във вътрешността на тялото. Това е възможно само чрез система за доставка, наречена вектор. Vector е микроскопичен камион за доставка, който транспортира чужд генетичен материал в целева клетка. Има два вида вектори, които обикновено се използват в генната терапия. Те са вирусни и невирусни вектори.
Какво представляват вирусните вектори?
Вирусните вектори са инструменти на молекулярната биология, които обикновено се използват за доставяне на чужд генетичен материал в клетките. Този процес може да се извърши чрез използване на жив организъм (in vivo) или чрез използване на клетъчна култура. Вирусите имат специализирани молекулярни механизми, които обикновено доставят своите геноми в клетките, които заразяват. Трансдукцията е механизмът, който вирусите използват, за да доставят своя генетичен материал в клетките гостоприемници. Вирусно заразените клетки са известни като трансдуцирани клетки. Този механизъм на трансдукция може да се развие в полезен инструмент в генната терапия. Базираният на вирусен вектор генен метод за доставяне е използван за първи път през 70-те години на миналия век от американския биохимик Пол Берг. Той използва модифициран геном SV40, съдържащ ДНК от бактериофаг λ, за да инфектира бъбречни клетки, поддържани в клетъчни култури. В допълнение към молекулярната биология и генната терапия, вирусните вектори се използват и при разработването на ваксини.
Фигура 01: Вирусен вектор
Вирусните вектори трябва да притежават няколко ключови свойства, за да действат като вектори. Обикновено те трябва да са безопасни, ниско токсични, стабилни, специфични за типа клетки и лесно идентифицирани след трансдукция.
Видове вирусни вектори
Има множество вирусни вектори, използвани в момента за различни цели. Някои примери са ретровирусен вектор, лентивирусен вектор, аденовирусен вектор, адено-свързан вирусен вектор и растителен вирусен вектор (вирус на тютюнева мозайка). Понякога хибридни вектори се използват и в генното инженерство. Хибридните вектори са векторни вируси, които са генетично проектирани да притежават качествата на повече от един вирусен вектор.
Какво представляват невирусните вектори?
Невирусните вектори са носители за доставяне на гени, които са неорганични частици, базирани на липиди вектори, вектори на базата на полимери и вектори на базата на пептиди. Обикновено невирусните вектори са полезни при доставянето на различни видове нуклеинови киселини, включително малка ДНК (олигодезоксинуклеотиди), голяма ДНК (плазмидна ДНК) и РНК (рибозими, Si РНК или иРНК). Има различни невирусни векторни методи за доставка.
Фигура 02: Невирусен вектор
Видове невирусни вектори
Неорганичните частици включват калциев фосфат, силициев диоксид и злато, които улесняват доставянето на чужда ДНК до клетките. Базираните на липиди вектори, които доставят чужда ДНК, включват катионни липиди, липидни наноемулсии, твърди липидни наночастици. В базирани на пептиди вектори, катионни пептиди, богати на остатъци като лизин и аргинин, прикрепени към полиплекс, се използват за доставяне на чужда ДНК. Освен това базираните на полимери вектори са катионни полимери, смесени с чужда ДНК. Базираните на полимери вектори включват полиетиленимин, хитозан, дендримери и полиметакрилат. Освен това повечето сърдечно-съдови изпитвания използват невирусни вектори като начин на генен трансфер.
Какви са приликите между вирусните и невирусните вектори?
- Вирусните и невирусните вектори са два вида вектори, които обикновено се използват в генната терапия.
- Те са инструменти на молекулярната биология.
- И двете действат като превозни средства за доставка при прехвърляне на чужда ДНК в клетките.
- Те са генетично проектирани, за да доставят ефективно чужда ДНК.
Каква е разликата между вирусни и невирусни вектори?
Вирусните вектори са средства за доставяне на гени, които се основават на доставяне на чужд генетичен материал в клетка чрез използване на вирусен геном, докато невирусните вектори са средства за доставяне на гени, които се основават на доставяне на чужд генетичен материал в клетка чрез използване на неорганични частици, вектори, базирани на липиди, вектори, базирани на полимери, и вектори, базирани на пептиди. И така, това е ключовата разлика между вирусните и невирусните вектори. Освен това вирусните вектори са биологични агенти, докато невирусните вектори са химически агенти.
Инфографиката по-долу представя разликите между вирусни и невирусни вектори в таблична форма за сравнение едно до друго.
Обобщение – Вирусни срещу невирусни вектори
Векторите действат като транспортни средства за ефективно доставяне на чужд генетичен материал в клетките. Понастоящем в генната терапия участват два вида вектори. Те са вирусни и невирусни вектори. Вирусните вектори са различни видове вируси, разработени за доставяне на чужд генетичен материал в клетка чрез използване на вирусен геном. Невирусните вектори са химически вектори като неорганични частици, вектори на базата на липиди, вектори на основата на полимери и вектори на базата на пептиди и т.н., използвани в генната терапия за доставяне на чужд генетичен материал в клетките. По този начин, това е обобщението на разликата между вирусни и невирусни вектори.
