Vettori per terapia genica, Tecnologie per terapia genica

Vettori per la terapia genica

La terapia genica consiste nell’introduzione di un transgene in una cellula allo scopo di correggere un errore innato del metabolismo, fornire una nuova funzione cellulare o per neutralizzare il prodotto di una cellula.

Vettori virali e non virali

I vettori in terapia genica sono sia virali che non virali. Tra quelli virali troviamo:

• Adenovirus
• Retrovirus
• Virus adeno-associati
• Lentivirus (derivati da HIV)
• Herpesvirus

Mentre tra i vettori non virali troviamo:

• Plasmidi nudi
• Elettroporazione in vivo
• Liposomi
• Amine, proteine cariche positivamente

I virus sono i più usati in quanto infettano facilmente le cellule, il vettore si ottiene modificando il virus di partenza, ossia il wild-type.

Capacità dei vettori

La capacità di un vettore è la capienza nell’accogliere sequenze geniche, è maggiore negli adenovirus rispetto agli adeno-associati.

Adenovirus

Gli adenovirus sono stati isolati nei primi anni '50 da adenoidi umane ed appartengono alla famiglia degli Adenoviridae. Hanno un genoma di 36kb di DNA a doppio filamento ed infettano principalmente cellule post-mitotiche in tessuti altamente differenziati, anche cellule quiescenti (hanno ampio spettro). Sono suddivisi in 3 generi diversi e 6 sottogruppi ognuno dei quali ha diversi sierotipi. Alcuni dei sierotipi causano tumorigenesi (A e B sono sottogruppi con potenziale oncogenico). Gli adenovirus sono responsabili di raffreddore, influenza ed infezioni polmonari. In terapia genica umana sono spesso usati i virus di sottogruppo C e sierogruppo 2 e 5 (C adeno 5) che possono portare congiuntivite e raffreddore.

L’adenovirus ha un capside organizzato in esoni e pentoni con fibre deputate al riconoscimento recettoriale. Il capside ha forma icosaedrica, quindi con 12 vertici ed è responsabile della tossicità. È formato da esoni che danno architettura al capside, mentre ai vertici sono posizionati i pentoni (che sono delle proteine) dai quali protrudono le fibre (glicoproteine con porzione terminale sferica). I pentoni determinano un effetto citopatico (cambiamenti morfologici di una cellula infettata da un virus) ma è la fibra il componente più tossico ed è anche responsabile della risposta immunitaria. La fibra, alla sua estremità, possiede una pallina, chiamata Knob che è responsabile della prima interazione tra il virus e la cellula bersaglio. Il μDNA è contenuto nel core ed avvolto in proteine hyston like come V, VII e μ. Sono presenti anche le proteine cemento come le VIII associate alla base della struttura. Il capside protegge il genoma. Una particella adenovirale misura circa 80 nm, è quindi molto più piccola di un macrofago.

Quindi la struttura di un adenovirus è formata da un capside formato a sua volta da: esone, pentone, fibra, μ, proteine VI, VIII, IX, IIIa; mentre il core è formato da proteine hyston like come TP, proteine V e VII e da dsDNA di 36 Kb. In uno schema linearizzato di dsDNA è possibile riconoscere due sequenze ITR (inverted terminal repeats) ψ che sono origini di replicazione. A destra di ITR è presente ψ che rappresenta...