Avainero virus- ja ei-virusvektoreiden välillä on se, että virusvektorit ovat geneettisesti muokattuja viruksia, jotka toimivat geeninkuljetusvälineinä vieraiden geneettisten materiaalien kuljettamisessa soluihin käyttämällä virusgenomiaan, kun taas ei-virusvektorit ovat kemiallisia vektoreita, kuten epäorgaanisia hiukkasia., lipidipohjaiset vektorit, polymeeripohjaiset vektorit ja peptidipohjaiset vektorit ja toimivat geeninkuljetusvälineinä vieraiden geneettisten materiaalien kuljettamisessa soluihin.
Geeniterapiassa vieraita geneettisiä materiaaleja viedään potilaaseen geneettisen sairauden hoitamiseksi. Geeniterapiassa käytetään erilaisia tekniikoita geneettisen materiaalin tuomiseksi kehon ulkopuolelta sisälle. Se on mahdollista vain vektoriksi kutsutun jakelujärjestelmän kautta. Vector on mikroskooppinen jakeluauto, joka kuljettaa vierasta geneettistä materiaalia kohdesoluun. Geeniterapiassa tavallisesti käytetään kahdenlaisia vektoreita. Ne ovat virus- ja ei-virusvektoreita.
Mitä ovat virusvektorit?
Virusvektorit ovat molekyylibiologian työkaluja, joita käytetään yleisesti viemään vieraan geneettisen materiaalin soluihin. Tämä prosessi voidaan suorittaa käyttämällä elävää organismia (in vivo) tai käyttämällä soluviljelmää. Viruksilla on erikoistuneet molekyylimekanismit, jotka tavallisesti kuljettavat genominsa soluihin, joihin ne tartuttavat. Transduktio on mekanismi, jota virukset käyttävät kuljettaakseen geneettistä materiaaliaan isäntäsoluihin. Viruksen infektoimat solut tunnetaan transdusoituneina soluina. Tämä transduktiomekanismi voidaan kehittää hyödylliseksi työkaluksi geeniterapiassa. Virusvektoriin perustuvaa geeninkuljetusmenetelmää käytti ensimmäisen kerran 1970-luvulla amerikkalainen biokemisti Paul Berg. Hän käytti modifioitua SV40-genomia, joka sisälsi DNA:ta bakteriofagista λ, infektoimaan soluviljelmissä ylläpidettyjä munuaissoluja. Molekyylibiologian ja geeniterapian lisäksi virusvektoreita käytetään myös rokotekehityksessä.
Kuva 01: Virusvektori
Virusvektoreilla tulee olla useita keskeisiä ominaisuuksia, jotta ne voisivat toimia vektoreina. Normaalisti niiden tulee olla turvallisia, vähän myrkyllisiä, stabiileja, solutyyppispesifisiä ja helposti tunnistettavissa transduktion jälkeen.
Virusvektorityypit
On olemassa lukuisia virusvektoreita, joita käytetään tällä hetkellä eri tarkoituksiin. Joitakin esimerkkejä ovat retrovirusvektori, lentivirusvektori, adenovirusvektori, adeno-assosioitunut virusvektori ja kasvivirusvektori (tupakan mosaiikkivirus). Joskus hybridivektoreita käytetään myös geenitekniikassa. Hybridivektorit ovat vektoriviruksia, jotka on muunnettu geneettisesti siten, että niillä on useamman kuin yhden virusvektorin ominaisuuksia.
Mitä ovat ei-viraaliset vektorit?
Ei-virusvektorit ovat geeninkuljetusvälineitä, jotka ovat epäorgaanisia hiukkasia, lipidipohjaisia vektoreita, polymeeripohjaisia vektoreita ja peptidipohjaisia vektoreita. Normaalisti ei-virusvektorit ovat käyttökelpoisia erityyppisten nukleiinihappojen, mukaan lukien pienen DNA:n (oligodeoksinukleotidit), suuren DNA:n (plasmidi-DNA) ja RNA:n (ribotsyymit, Si-RNA tai mRNA) kuljettamiseen. On olemassa useita ei-viraalisen vektorin kuljetusmenetelmiä.
Kuva 02: Ei-virusvektori
Ei-virusvektorityypit
Epäorgaanisia hiukkasia ovat kalsiumfosfaatti, piidioksidi ja kulta, jotka helpottavat vieraan DNA:n kulkeutumista soluihin. Lipidipohjaisia vektoreita, jotka kuljettavat vierasta DNA:ta, ovat kationiset lipidit, lipidinanoemulsiot, kiinteät lipidinanohiukkaset. Peptidipohjaisissa vektoreissa vieraan DNA:n kuljettamiseen käytetään kationisia peptidejä, joissa on runsaasti tähteitä, kuten lysiiniä ja arginiinia, jotka ovat kiinnittyneet polypleksiin. Lisäksi polymeeripohjaiset vektorit ovat kationisia polymeerejä, jotka on sekoitettu vieraan DNA:n kanssa. Polymeeripohjaisia vektoreita ovat polyetyleeni-imiini, kitosaani, dendrimeerit ja polymetakrylaatti. Lisäksi useimmissa kardiovaskulaarisissa kokeissa käytetään ei-virusvektoreita geeninsiirtomuotona.
Mitä yhtäläisyyksiä virusvektorien ja ei-virusvektorien välillä on?
- Virus- ja ei-virusvektorit ovat kahdenlaisia vektoreita, joita tavallisesti käytetään geeniterapiassa.
- Ne ovat molekyylibiologian työkaluja.
- Molemmat toimivat kuljetusvälineinä vieraan DNA:n siirtämisessä soluihin.
- Ne on geneettisesti muokattu kuljettamaan vieraita DNA:ta tehokkaasti.
Mitä eroa virusvektorien ja ei-virusvektorien välillä on?
Virusvektorit ovat geeninkuljetusvälineitä, jotka perustuvat vieraan geneettisen materiaalin kuljettamiseen soluun käyttämällä virusgenomia, kun taas ei-virusvektorit ovat geeninkuljetusvälineitä, jotka perustuvat vieraan geneettisen materiaalin kuljettamiseen soluun käyttämällä epäorgaanisia hiukkasia, lipidipohjaiset vektorit, polymeeripohjaiset vektorit ja peptidipohjaiset vektorit. Joten tämä on avainero virus- ja ei-virusvektorien välillä. Lisäksi virusvektorit ovat biologisia tekijöitä, kun taas ei-virusvektorit ovat kemiallisia tekijöitä.
Alla oleva infografiikka esittelee erot virus- ja ei-virusvektoreiden välillä taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Viraaliset vs ei-virusvektorit
Vektorit toimivat kuljetusvälineinä viemällä vieraan geneettisen materiaalin soluihin tehokkaasti. Geeniterapiassa on tällä hetkellä mukana kahden tyyppisiä vektoreita. Ne ovat virus- ja ei-virusvektoreita. Virusvektorit ovat erityyppisiä viruksia, jotka on kehitetty kuljettamaan vierasta geneettistä materiaalia soluun käyttämällä virusgenomia. Ei-virusvektorit ovat kemiallisia vektoreita, kuten epäorgaanisia partikkeleita, lipidipohjaisia vektoreita, polymeeripohjaisia vektoreita ja peptidipohjaisia vektoreita jne., joita käytetään geeniterapiassa viemään vieraan geneettisen materiaalin soluihin. Näin ollen tämä on yhteenveto siitä, mikä ero on virus- ja ei-virusvektoreiden välillä.
