Кіріспе

Вирустық трансформация – тұқым қуалайтын материалдың енгізілуі нәтижесінде клеткалардың өсуінің, фенотипінің немесе шексіз көбеюінің өзгеруі. Осы процесте вирус тірі организмдегі (in vivo) клетканың немесе клеткалық культураның зиянды түрленуіне себеп болады. Бұл термин вирус арқылы ДНҚ трансфекциясы ретінде де түсіндіріледі. Вирустық трансформация табиғи және медициналық жолдармен жүзеге асуы мүмкін. Табиғи трансформацияларға вирус тудырған қатерлі ісіктер, мысалы, адам папиллома вирусы (HPV) және Т-клеткалық лейкемия вирусы I типі жатады. В және С гепатиттері де иесінің жасушаларының табиғи вируспен трансформациялануының нәтижесі болып табылады. Вирустық трансформация медициналық емдеу мақсатында да шақырылуы мүмкін. Вирустық түрленген жасушаларды түрленбеген жасушалардан өсу, беткі және ішкі құрылымдық ерекшеліктер арқылы ажыратуға болады. Түрленген жасушалардың өсуіне клеткалық байланыстың жоғалуы, бағдарсыз өсу және жоғары қанығу тығыздығы салдарынан өсу шектеуінің азаюы ықпал етеді. Түрленген жасушалар тығыз байланыстарын жоғалтады, қоректік заттардың тасымалдану жылдамдығын арттырады және протеаза секрециясын күшейтеді. Трансформация цитоскелетке де әсер етіп, сигнал молекулаларының мөлшерін өзгерте алады.

Тұрақты инфекциялар

Тұрақты инфекцияның үш түрі бар: жасырын, созылмалы және баяу, онда вирус ұзақ уақыт бойы иелік клетканың ішінде қалады. Жасырын инфекция кезінде жұққан вирус геномының экспрессиясы минимал болады немесе мүлдем болмайды. Геном вирус көбейтуге дайын болғанша иелік клеткада қалады. Созылмалы инфекциялардың жасушалық әсері жедел цитоцидтік инфекцияларға ұқсас, бірақ трансформацияға қатысатын ұрпақтар мен вирустардың саны шектеулі. Баяу инфекциялардың инкубациялық кезеңі ұзаққа созылады, онда физиологиялық, морфологиялық немесе субклеткалық өзгерістер байқалмауы мүмкін. Бұл процесс литикалық циклге қарама-қарсы келеді, онда вирус тек иелік клетканың көбейту механизмін өзін көбейту үшін пайдаланады, содан кейін иелік клеткені жояды. Жануарлар клеткаларында да осыған ұқсас процесс жүреді. Көп жағдайда, жануар клеткасына вирус ДНК-сы тікелей енгізілмей, мембрананың бір бөлігі вирусты қоршап алады, содан кейін клетка вирус пен мембрананың қоршаған бөлігін сіңіріп алады. Бұл процесс эндоцитоз деп аталады және 3-суретте көрсетілген.

Қонақ жасушаның трансформациясы

Вирустық трансформация жаңақ клетканың гендерінің қалыпты экспрессиясын бұзып, вирус гендерінің шектеулі санының экспрессиясына жағдай жасайды. Вирус сондай-ақ клеткалар арасындағы байланысты бұзып, клеткалардың бөліну қарқынын арттыруы мүмкін.

Физиологиялық

Вирустық трансформация клеткаға ерекше анықталатын қасиеттерді жүктеуі мүмкін. Типикалық фенотиптік өзгерістерге жоғары қанығу тығыздығы, бекітпеге тәуелсіз өсу, контактілік тежелудің жойылуы, бағытталған өсудің жойылуы, өміршеңдікке ие болу, клетканың цитоскелетінің бұзылуы кіреді.

Биохимиялық

Вирустық гендер қонақ клетканың репликациялық механизмін пайдалану арқылы экспрессияланады; сондықтан көптеген вирустық гендерде қонақ клеткаларында табиғи түрде кездесетін көптеген транскрипция факторларының байланысын қолдайтын промоторлар бар. Бұл транскрипция факторлары, вирустың өзінің ақуыздарымен бірге, вирустың және қонақ клетканың гендерін басады немесе белсендіреді. Көптеген вирустар клетканың реттеуші ақуыздарының өндірісін де арттыра алады. Вирусологияда, түрлендірілген және түрлендірілмеген жасушаларды ажырату үшін әртүрлі сынақтар қолданылуы мүмкін. Қолданылатын сынақтың өзгеруі жасушаларға түсетін селекциялық қысымды өзгертеді, соның салдарынан трансформацияланған жасушаларда қандай қасиеттер таңдалатыны өзгереді. Бұл сынақ, вирусты талдау үшін қолданылатын басқа сынақтарға қарағанда, мысалы, өнімділікті төмендету сынағына қарағанда, әлдеқайда сезімтал. Анкоридждік тәуелсіз өсу сынағының мысалы – жұмсақ агар сынағы. Бұл сынақ жасушалардың гель немесе тұтқыр сұйықтықта өсу қабілетін бағалайды. Трансформацияланған жасушалар осы ортада өсе алады және анкоридждік тәуелсіз деп есептеледі. Тек қатты бетке бекітілген кезде ғана өсе алатын жасушалар – анкоридждік тәуелді, трансформацияланбаған жасушалар. Бұл сынақ қатерлі ісіктің пайда болуын анықтау үшін ең қатаң сынақтардың бірі саналады. Азайтқыш сарысулы сынақта жасушалар клеткалық сарысу қажеттіліктеріндегі өзгерістерді пайдалану арқылы бағаланады. Трансформацияланбаған жасушалар өсу үшін кемінде 5% сарысу ортасын қажет етеді; бірақ, трансформацияланған жасушалар сарысудың едәуір азырақ мөлшері бар ортада да өсе алады. Мұндай вирустардың арасында HPV, T-клеткалы лейкемия вирусының I типі және В гепатиті бар. Вирустық онкогенез көбінесе ДНК және РНК ісік вирустарымен, ең көп кездесетіні – ретровирустармен байланысты. Онкогендік ретровирустардың екі түрі бар: жедел түрлендіретін вирустар және жедел емес түрлендіретін вирустар. Жедел түрлендіретін вирустар ісіктің жылдам өсуін тудырады, себебі олар ДНК/РНК-сында вирустық онкогендерді алып жүреді, бұл осындай өсуді қозғауға мүмкіндік береді. Жедел түрлендіретін вирустың мысалы – v src онкогенін тасымалдайтын Rous Sarcoma Virus (RSV). v Src – бұл c src-нің бір бөлігі, ол жасушалық протоонкоген, жасушалардың жылдам өсуін және кеңеюін ынталандырады. Ал жедел емес түрлендіретін вирус, вирустық онкогендерді алып жүрмейтіндіктен, ісіктің баяу өсуін тудырады. Ол протоонкогендерді, әсіресе протоонкогендердің ұзақ терминалдық қайталануын (LTR) транскрипциялық белсендіру арқылы ісіктің өсуін тудырады.

Папиллома вирустары

Папилломавирустар көбінесе эпителийлік жасушаларды таңдап шабуылдайды және емшекке дейін, жатыр мойнының қатерлі ісігіне дейін әртүрлі ауруларды тудырады. Адам папиллома вирусы (АПВ) жасушаны өзгертетін болса, жасушалық ақуыздардың жұмысына бөгет қойып, басқа жасушалық ақуыздарды ыдыратады.

Герпес вирустары

Герпес вирустары, Капоси саркомасымен байланысты герпес вирусы және Эпштейн Барр вирусы адамдарда, мысалы Капоси саркомасы, Буркитт лимфомасы және мұрын-жұтқыншақ қатерлі ісігі сияқты қатерлі ісіктерді тудырады деп саналады. Бұл вирустарда трансформацияға себеп болатын гендер анықталғанмен, вирустың қабылдаушы жасушаны қалай өзгертіп, көбейтуі әлі толыққанды түсініксіз.

Медициналық қолдану

Ауруды немесе басқа да жағдайды емдеу мақсатымен жасуша мәдениетінде вирустық трансформацияны жасанды түрде тудыруға болатын көптеген қолданыстар бар. Жасуша мәдениеті трансформацияға себеп болатын вирустың жұқтыруына ұшырайды; трансформацияланған жасушалар емдеуді өндіру үшін немесе тікелей денеге енгізілуі үшін қолданылуы мүмкін.

Жекеленген I типті интерферондар

I типті интерферондар (IFN) гепатит С, қатерлі ісіктер, вирустық және қабыну аурулары сияқты көптеген түрлі медициналық жағдайларды емдеу үшін қолданылады. IFN-дерді табиғи көзден, мысалы, өршітілген адам жасушаларынан немесе қан лейкоциттерінен алуға болады, немесе оларды рекомбинантты ДНҚ технологияларымен жасауға болады. Бұл IFN емдеулерінің көпшілігінде жауап беру деңгейі төмен. Жекеленген IFN-дерді жасау үшін Эпштейн-Барр вирусының (EBV) вирустық трансформациясын қолдану ұсынылған. Бұл процесте бастапқы B лимфоциттері EBV-мен трансформацияланады. Содан кейін бұл жасушаларды B лимфоциттері алынған науқасқа тән IFN-дерді өндіру үшін пайдалануға болады. Бұл жекелендіру антиденелік реакция ықтималдығын азайтады және осылайша емнің тиімділігін арттырады. Вирустарды қатерлі ісіктерді емдеу үшін пайдалану идеясы алғаш рет 1951 жылы 4 жастағы балаға қызылша ауруы кезінде лейкемия уақытша ремиссияға түскенде пайда болды. Бұл 1990 жылдары ғалымдардың герпес симплекс вирусының ісік жасушаларын жұқтырып, трансформациялауға жеткілікті күшті, бірақ сау жасушаларды зақымдамауға жеткілікті әлсіз штаммын жасауға бағытталған зерттеулерге әкелді. Вирустық трансформация арқылы емдеу, дәстүрлі әдістерге, мысалы, химиотерапияға қарағанда науқастарды қауіпсіз және тиімді емдеу мүмкіндігін ұсынады. Қатерлі ісіктерді емдеу үшін қолданылатын вирустар организмде көбейгенде күш алады және тиімділігі артады, сонымен қатар кері әсерлер де аз болады, мысалы, жүрек ауруы, шаршау және дене ауыруы.