biobiobio


 

Retrowirusy

retrowirusyW obrębie rodziny Retroviridae wyróżniamy dwie podrodziny: onkowirusy (np. ludzki retrowirus T-limfocytotropowy - HTLV) oraz lentiwirusy (np. wirus nabytego niedoboru odporności człowieka - HIV). Cechą charakterystyczną tej rodziny wirusów jest diploidalność genomu. Materiał genetyczny retrowirusów stanowią dwie identyczne cząsteczki jednoniciowego RNA o dodatniej polarności - (+) ssRNA, o długości 9.3 kb, powiązane wiązaniem wodorowym w pobliżu końców 5'. Diploidalność genomu jest nie tylko cechą wyjątkową w świecie wirusów ale także odgrywa kluczową rolę w cyklu replikacyjnym retrowirusów. Tak skonstruowany genom pozwala na rekombinację i zmianę matrycy podczas tworzenia cząsteczek wirusowego DNA na drodze odwrotnej transkrypcji. Wyróżniamy trzy zasadnicze geny strukturalne retrowirusów, które są odpowiedzialne za syntezę białek niezbędnych do utworzenia pełnogenowmowych cząstek wirusowych. Należą do nich geny gag, pol, env. Gen gag koduje białka strukturalne kapsydu, matriksowe i nukleokapsydu, gen pol koduje enzym odwrotną transkryptazę natomiast gen env koduje białka otoczki.

Lentiwirusy to podrodzina retrowirusów o cylindrycznym kształcie co różni je od typowych wirusów RNA. Wirusy te nie są onkogenne, powodują natomiast długotrwałe zakażenia prowadzące do chronicznych chorób i w konsekwencji do śmierci. Lentiwirusy najczęściej atakują makrofagi i monocyty, w których się namnażają. Najczęściej opisywanym wirusem należącym do podrodziny Lentivirinae jest wirus nabytego niedoboru odporności człowieka (HIV). Ponadto do grupy tej zaliczamy wirus niedoboru odporności małp (SIV), wirus niedokrwistości zakaźnej koni oraz wirus zapalenia stawów i mózgu kóz. Lentiwirusy są często wymieniane jako najbardziej obiecująca grupa wirusów z punktu widzenia zastosowania w terapii genowej. Już teraz są one często stosowane w doświadczeniach naukowych do wprowadzania heterologicznych sekwencji do komórek i organizmów. W jednym z najnowszych badań opisano technikę ilościowej reakcji RT-PCR w czasie rzeczywistym, pozwalającą na ścisłe oznaczanie ilości wprowadzonego i namnożonego w komórce wirusa na podstawie ilości wytworzonego mRNA dla niesionego przez wirus transgenu, którego ekspresja jest celem zastosowania wirusa. Aby technika była niezależna od rodzaju podlegającego ekspresji transgenu, reakcja RT-PCR jest specyficzna dla zawartej w rekombinowanych wektorach lentiwirusowych sekwencji warunkującej posttranskrypcyjną indukcję ekspresji, tzw. posttranskrypcyjnego elementu regulatorowego z wirusa zapalenia wątroby świszcza, czyli świstaka amerykańskiego.

HIV - wirus nabytego niedoboru odporności człowieka po raz pierwszy został wyizolowany przez grupę Montagniera z Instytutu Pasteura w Paryżu w roku 1983 z hodowli limfocytów T, pochodzących od chorego z przewlekłym uogólnionym zapaleniem węzłów chłonnych. Pierwotnie wirus ten określano mianem LAV (lymphadenopathy-associated virus). Nazewnictwo wirusa zostało zmienione trzy lata później przez Międzynarodowy Komitet Taksonomii Wirusów. Wprowadzono nazwę HIV przyjętą i zalecaną do stosowania przez Światową Organizację Zdrowia. Istotą infekcji HIV jest zakażenie przede wszystkim limfocytów T CD4+, w wyniku czego w miarę upływu czasu następuje stopniowy spadek ich liczby. Wiele interakcji między wirusem a komórką gospodarza zapoczątkowuje połączenie cząstki powierzchniowej HIV − gp120 z receptorem komórkowym o fenotypie CD4 i koreceptorem chemokinowym. W następstwie tego procesu dochodzi do takich zmian konformacyjnych receptorów wirusowych (w tym gp41) i komórkowych, które umożliwiają fuzję wirusa z komórką gospodarza. Kolejny istotny etap replikacji HIV polega na powstaniu na matrycy wirusowego RNA nici DNA z udziałem wirusowej odwrotnej transkryptazy oraz połączeniu DNA kodującego białka wirusa z DNA gospodarza z udziałem integrazy. Po transkrypcji w jądrze wirusowy mRNA zostaje przeniesiony do cytoplazmy, gdzie z udziałem mechanizmów biochemicznych komórki dochodzi do wytworzenia białek wirusowych. Najpierw produkowane są długie polipeptydy, które do powstania dojrzałych infekcyjnych cząstek wirusa muszą zostać pocięte przez wirusową proteazę na mniejsze fragmenty. Po tym etapie dojrzałe zakaźne cząstki wirusowe są uwalniane z komórki gospodarza. Replikacja HIV jest procesem niezwykle dynamicznym. Ustalono, że nawet w bezobjawowej fazie zakażenia, każdego dnia, powstaje około 1010 nowych cząstek wirusowych. Około 99% wirusów wykrywanych w krążeniu wytwarzanych jest przez zakażone, aktywowane limfocyty T CD4+. Dlatego, w przypadku bezobjawowego zakażenia HIV można mówić jedynie o klinicznej, trwającej średnio 10 lat latencji, albowiem wirus stale się namnaża. W miarę narastania upośledzenia odpowiedzi immunologicznej rozwija się zespół nabytego upośledzenia odporności (AIDS). Mechanizm niszczenia komórek układu immunologicznego może być wieloraki. Może dochodzić do wystąpienia efektu cytopatycznego na wskutek uszkodzenia błony komórek zakażonych lub też do niszczenia niezakażonych limfocytów wskutek tworzenia syncytiów pomiędzy komórkami zakażonymi i niezakażonymi. Znacznym utrudnieniem w opracowaniu skutecznej terapii przeciwretrowirusowej jest wysoka zmienność genetyczna wirusa HIV. Zmienność ta umożliwia ucieczkę przed immunologicznymi mechanizmami obronnymi ustroju. Jest również przyczyną trudności w opracowaniu skutecznych metod leczenia zakażeń jak i w pracach nad szczepionką przeciwdziałającą zakażeniu. Obecnie najczęściej stosowaną terapią w leczeniu zakażeń retrowirusowych jest terapia HAART (highly active antiretroviral therapy) która opiera się na podawaniu co najmniej trzech leków antyretrowirusowych, które skutecznie hamują replikację wirusa HIV. Jednakże, jak wynika z kilkuletnich doświadczeń klinicznych, klasyczna terapia zakażeń HIV wiąże się jednak z wieloma ograniczeniami, wynikającymi m.in. z działań niepożądanych, narastającej lekooporności, wysokich kosztów leczenia, a co za tym idzie, ograniczenia powszechnego dostępu do terapii, oraz limitowanej ilości preparatów. Skłania to do poszukiwania coraz to nowych kierunków terapii, mogących zasadniczo zmienić dotychczasowe spojrzenie na obowiązujący sposób leczenia zakażeń HIV, pozbawionej wymienionych zagrożeń i niedogodności. Ciągle poszukuje się również szczepionki przeciwdziałającej zakażeniu HIV. Wyniki uzyskane w przeciągu kilku ostatnich lat dowodzą, że efektywna odpowiedź anty-HIV limfocytów T CD8 (CTL) jest zależna od rozpoznawania wysoko konserwatywnych determinant regionu p24 Gag wirusa. Dane te otwierają nowe możliwości badań nad szczepionką anty-HIV przyporządkowujący strategie jej konstrukcji poznaniu swoistej wobec HIV reakcji immunologicznej, głównie odpowiedzi CTL. Kierunkiem nowych badań jest poszukiwanie nowych możliwości aktywacji CTL w połączeniu immunogenu z nieswoistym czynnikiem stymulującym.

Onkowirusy - wirusy onkogenne mają zdolność unieśmiertelniania komórki zakażonej, powodując jej niekontrolowaną proliferację i transformację nowotworową. W materiał genetyczny stransformowanej komórki wbudowany jest cały genom wirusa lub jego część, co powoduje modyfikacje jej funkcji biologicznych i specyficzności antygenowej. Komórka taka nabywa cech charakterystycznych dla komórek nowotworowych. Na powierzchni komórki ekspresji ulegają nowe antygeny powierzchniowe oraz następują zmiany składu cząsteczek adhezyjnych, budowy błony plazmatycznej oraz transportu błonowego. Komórka traci zdolność do kontaktowego zahamowania wzrostu oraz wykazuje zmniejszone zapotrzebowanie na czynniki wzrostowe. Aby uznać dany wirus za czynnik przyczynowy danego nowotworu, musi on spełniać równocześnie trzy warunki:
• musi istnieć związek epidemiologiczny między występowaniem nowotworu i wirusa;
• antygen lub genom wirusa stwierdza się w komórkach nowotworu;
• wirus powinien być wyizolowany z tkanki nowotworowej i być zdolny do transformacji komórek in vitro.
Jednym z retrowirusów zdolnych do transformacji nowotworowej jest wirus ostrej białaczki T-komórkowej osób dorosłych (HTLV-I). Wirus ten uczestniczy między innymi w patogenezie chłoniaka nieziarniczego. Ponadto infekcję tym wirusem uznaje się za czynnik przyczynowy T-komórkowej białaczki/chłoniaka u osób dorosłych (ATLL, adult T-cell lymphoma/leukemia). Sekwencje genomu wirusa HTLV-I wykrywa się także w tkankach chłoniaków skórnych, w tym ziarniniaka grzybiastego i zespołu Sezary’ego. Z przeprowadzonych badań wynika, że wirus HTLV-I wywołuje transformację nowotworową zakażonych limfocytów T. Kluczową rolę w wywoływaniu transformacji nowotworowej przypisuje się wirusowemu białku Tax. Powoduje ono różnorodne zmiany w komórce poprzez aktywację transkrypcji regulatorowych części genów zaangażowanych w cykl i proliferację komórkową oraz zahamowanie apoptozy. Ma zdolność interferowania z trzema rodzajami czynników transkrypcyjnych, w tym z NF-kB, białkiem CBP (CREB-binding protein) i HDAC1 (binding histone deacetylase 1). Białko Tax aktywuje także promotory genów dla IL-2 i łańcucha a receptora dla IL-2 oraz genu c-fos. Ma również zdolność hamowania aktywności antyonkogenów, w tym genu p53.


Beata Rola


Literatura:
1)Virella G., Arrio S. 2000. Nowotworowe wirusy DNA i retrowirusy. W: Mirella G. (red.). Mikrobiologia i choroby zakaźne. Wyd. Urban & Partner, Wrocław; 283–294.
2)Lambert P.F., Sugden B. 2004. Viruses and human cancer. Clinical oncology. 3. ; 207–225.
3)Gładysz A., Simon K., Knysz B., Gąsiorowski J., Inglot M., Zalewska M. 2001. Zarys etiopatogenezy i historii naturalnej zakażenia HIV i AIDS. W: Kieszonkowy przewodnik leczenia zakażeń HIV/AIDS. Termedia, 11–22.
4)Coffin J.M, Hughes S. H., Varmus H. E, 1997. Retroviruses. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
5)Streeck H., Lichterfeld M., Alter G. 2007. Recognition of a defined region wittin p24 Gag by CD8+ T cells during primary HIV-1 infection in individual expressing protective HLA class I alleles. J.Virol 81:7725-7731.


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Menu podręczne

Kto jest online

82 anonymous users oraz 0 registered users online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły.

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2013 e-biotechnologia.pl
stat4u