Tổng quan: Các hệ thống vector adenovirus trong nghiên cứu liệu pháp gen

Bài viết này thảo luận về những ưu điểm và hạn chế của vector adenovirus để phát triển các hệ vector ưu việt hơn cho những nghiên cứu về gen trị liệu trong tương lai. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan: Các hệ thống vector adenovirus trong nghiên cứu liệu pháp gen TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2014 TỔNG QUAN: CÁC HỆ THỐNG VECTOR ADENOVIRUS TRONG NGHIÊN CỨU LIỆU PHÁP GEN Hoàng Quốc Trường*; Hồ Anh Sơn** Dương Thuận Thiên***; Nguyễn Lĩnh Toàn** TÓM TẮT Adenovirus vector được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về liệu pháp gen, vắc xin virut tái tổ hợp và trong nghiên cứu cơ bản. Adenovirus vector được sử dụng để chuyển trở các gen trị liệu vào tế bào (TB) bệnh để phục hồi chức năng bị mất của một số gen, tăng cường hệ thống miễn dịch của vật chủ, hoặc làm tăng tính nhạy cảm của TB ung thư với thuốc hóa trị liệu. Một số hệ thống vector adenovirus đã được nghiên cứu phát triển, bao gồm: thế hệ vector đầu tiên là những vector được xóa bỏ các gen E1a và E1b, thế hệ vector thứ hai là những vector được xóa bỏ vùng gen E1 và các gen khác của virut, helper-dependent adenovirus vector được thiết kế xóa bỏ tất cả các trình tự mang mã hóa cho protein của virut. Thế hệ vector thứ nhất và thứ hai thiết kế và sản xuất tương đối dễ dàng. Thế hệ vector thứ ba ưu việt hơn cả so với bất kỳ hệ thống adenovirus nào khác do hiệu suất biểu hiện và thời gian biểu hiện lâu dài của gen chuyển đạt được trong nghiên cứu in vivo. Bài tổng quan này thảo luận những ưu điểm và hạn chế của vector adenovirus để phát triển các hệ vector ưu việt hơn cho những nghiên cứu về gen trị liệu trong tương lai. * Từ khóa: Adenovirus; Liệu pháp gen; Vector. REVIEW: ADENOVIRAL VECTOR SYSTEMS FOR GENE THERAPY summary Adenoviral (Ad) vectors are widely used in gene therapies, recombinant viral vaccine, and basic science studies. The vectors can deliver therapeutic genes into cells to recover lost function of some genes, to enhance the ability of host immune systems, or to increase the sensitivity of cancer cells to chemotherapeutic drugs. Several adenoviral vector systems have been developed: first-generation vectors are those with deletion of the E1a and E1b genes, second-generation vectors with deletions of the E1 and another viral gene, and helperdependent adenovirus vectors removed all coding sequences for viral proteins. The first- and second-generation vectors are relatively easy to construct and produce. The helper-dependent adenovirus vectors are substantially superior to any other adenoviral systems for achieving high-level and longterm expression in vivo. This review focuses on the advantages and limitations of adenovirus vectors and discusses potential strategies for further improvement of vectors for gene therapy. * Key words: Adenovirus; Gene therapies; Vectors. * Bệnh viện TWQ§ 108 ** Học viện Quân y *** Bệnh viện Quân y 103 Người phản hồi (Corresponding): Hoàng Quốc Trường (hqtruong2002@yahoo.com) Ngày nhận bài: 16/01/2014; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 04/04/2014 Ngày bài báo được đăng: 07/04/2014 1 TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2014 ®Æt vÊn ®Ò Adenovirus được Rowe và CS phát hiện từ 1/2 thế kỷ trước qua các thí nghiệm nuôi cấy virut phân lập từ vùng vòm họng [1]. Mặc dù adenovirus gây các bệnh về đường hô hấp, mắt và đường tiêu hóa, nhưng virut này đã được tập trung nghiên cứu trong nhiều năm như một mô hình để tìm hiểu các cơ chế sinh học của TB có nhân bậc cao, bao gồm: quá trình phiên mã, xử lý ARN, khuếch đại ADN, dịch mã và cơ chế bệnh sinh ung thư. Adenovirus thuộc họ adenoviridae với 51 kiểu huyết thanh, được chia thành sáu nhóm (từ A - F) dựa trên trình tự tương đồng và khả năng ngưng kết TB hồng cầu người [2]. Hệ gen của adenovirus là chuỗi đôi có kích thước 36 Kb. Ở hai đầu tận cùng của hệ gen là hai trình tự lặp tận cùng đảo ngược (ITR - inverted terminal repeat) với kích thước từ 100 - 400 bp, liên kết với protein kết thúc (TP - terminal protein) bằng liên kết hóa trị. Về hình thái, adenovirus có vỏ và protein cấu trúc bao bọc hệ gen của virut với cấu trúc hình khối 20 mặt. Trên cấu trúc tiếp giáp giữa hai mặt của vỏ có cấu trúc penton base giữ vai trò neo giữ protein sợi (fibre protein) và làm cho virut bám dính với bề mặt của TB. Mỗi mặt của vỏ virut bao gồm 03 protein hexon và các protein pIIIa, pVI, pVIII và pIX (hình 1). Protein VII, có trình tự peptide nhỏ được gọi là mu [3], liên kết chặt chẽ với ADN virut, trong khi protein V được đóng gói với phức hợp ADN-protein cung cấp liên kết cấu trúc với vỏ qua protein VI [4]. Các thành viên của họ adenovirus có khả năng lây nhiễm TB sau phân bào, thậm chí cả mô biệt hóa cao như cơ vân, phổi, não và tim. Với khả năng vận chuyển hệ gen tới nhân và hiệu quả khuếch đại cao, adenovirus là ứng viên số một để biểu hiện và chuyên chở các gen trị liệu đến TB đích với phạm vi rộng. Hình 1: Cấu trúc của adenovirus: A) Cấu trúc mô phỏng của adenovirus dựa trên sự hiểu biết về thành phần polypeptide và ADN. B) Ảnh chụp kính hiển vi điện tử của adenovirus [3]. Chu kú nh©n lªn cña adenovirus 1. Bám và xâm nhập vào bên trong TB. Trong tất cả các nhóm, loại trừ adenovirus nhóm B, hạt virut ban đầu bám vào bề mặt TB thông qu ...