Введение
Род вирусов
Лентивирус – это род ретровирусов, вызывающих хронические и смертельные заболевания, характеризующиеся длительным периодом инкубации у человека и других видов млекопитающих. В этот род входит вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД. Лентивирусы распространены по всему миру и, как известно, обнаруживаются у обезьян, коров, коз, лошадей, кошек и овец, а также у ряда других млекопитающих. Они способны становиться эндогенными, интегрируя свой геном в геном зародышевой линии хозяина, в результате чего вирус передается по наследству потомкам. Лентивирусы приматов отличаются использованием белка CD4 в качестве рецептора и отсутствием dUTPase. Некоторые группы обладают перекрестно-реагирующими антигенами капсида (например, овцы, козы и кошачьи лентивирусы). Наличие антител к антигену gag у львов и других крупных кошек указывает на существование другого, еще не идентифицированного вируса, родственного кошачьему лентивирусу и лентивирусам овец/коз.
Морфология
Вирионы – это вирусные частицы, окруженные оболочкой диаметром 80–100 нм. Выступы на оболочке придают поверхности шероховатость, либо крошечные шипы (около 8 нм) могут быть равномерно распределены по всей поверхности.
Организация и репликация генома
Как и все ретровирусы, лентивирусы содержат гены *gag*, *pol* и *env*, кодирующие вирусные белки в последовательности: 5´ *gag pol env* 3´. Однако, в отличие от других ретровирусов, лентивирусы имеют два регуляторных гена – *tat* и *rev*. В зависимости от вируса, они могут также содержать дополнительные вспомогательные гены (например, для ВИЧ-1: *vif*, *vpr*, *vpu*, *nef*), продукты которых участвуют в регуляции синтеза и процессинга вирусной РНК, а также других репликативных функций. Длинный терминальный повтор (LTR) имеет длину около 600 нуклеотидов, из которых область U3 составляет 450, последовательность R – 100, а область U5 – около 70 нуклеотидов. Ретровирусы переносят специфические белки внутри своих капсидов, которые обычно ассоциированы с РНК-геномом. Эти белки обычно участвуют в ранних стадиях репликации генома и включают обратную транскриптазу и интегразу. Обратная транскриптаза – это вирус-кодируемая РНК-зависимая ДНК-полимераза. Этот фермент использует вирусный РНК-геном в качестве матрицы для синтеза комплементарной ДНК-копии. Обратная транскриптаза обладает активностью RNaseH для деградации РНК-матрицы. Интеграза связывает как вирусную кДНК, синтезированную обратной транскриптазой, так и ДНК хозяина. Интеграза процессирует LTR перед интеграцией вирусного генома в ДНК хозяина. Tat действует как трансактиватор во время транскрипции, усиливая инициацию и элонгацию. Rev-чувствительный элемент действует посттранскрипционно, регулируя сплайсинг мРНК и ее транспорт в цитоплазму.
Антигенные свойства
Серологические взаимосвязи: антигенные детерминанты специфичны для типа и группы. Антигенные детерминанты, обладающие типоспецифической реактивностью, находятся на оболочке. Антигенные детерминанты, обладающие типоспецифической реактивностью и участвующие в нейтрализации, опосредованной антителами, обнаружены на гликопротеинах. Перекрестная реактивность наблюдается среди некоторых видов одного и того же серотипа, но не между представителями разных родов. Классификация представителей этого таксона редко основывается на их антигенных свойствах.
Эпидемиология
Симптомы и круг хозяев: хозяева вируса встречаются у представителей отрядов Приматы (люди, обезьяны и мартышки), Хищные (кошки, собаки и другие хищники), Непарнокопытные и Парнокопытные (одно- и двупалые копытные млекопитающие). Передача: передается без участия переносчиков. Географическое распространение: по всему миру.
Использование в качестве векторов доставки генов
Лентивирус – это прежде всего исследовательский инструмент, используемый для введения продукта гена в системы in vitro или животные модели. В настоящее время проводятся масштабные совместные исследования по использованию лентивирусов для блокирования экспрессии конкретного гена с помощью технологии РНК-интерференции в высокопроизводительных форматах. В то же время, лентивирусы также используются для стабильной сверхэкспрессии определенных генов, что позволяет исследователям изучать эффект повышенной экспрессии гена в модельной системе. Другое распространенное применение – использование лентивируса для введения нового гена в клетки человека или животных. Например, модель мышиной гемофилии корректируется путем экспрессии фактора VIII тромбоцитов дикого типа – гена, мутация которого вызывает гемофилию у человека. Лентивирусная инфекция обладает преимуществами перед другими методами генной терапии, включая высокую эффективность инфицирования как делящихся, так и неделящихся клеток, долгосрочную стабильную экспрессию трансгена и низкую иммуногенность. Лентивирусы также успешно применялись для трансдукции диабетических мышей геном, кодирующим PDGF (фактор роста, полученный из тромбоцитов) – терапией, рассматриваемой для применения у людей. Наконец, лентивирусы также использовались для стимуляции иммунного ответа против опухолевых антигенов. Эти методы лечения, как и большинство современных экспериментов по генной терапии, демонстрируют многообещающие результаты, но их безопасность и эффективность еще предстоит установить в ходе контролируемых клинических исследований на людях. Гаммаретровирусные и лентивирусные векторы на сегодняшний день использовались в более чем 300 клинических испытаниях для поиска вариантов лечения различных заболеваний.