다양한 바이러스 옵션. 어떻게 선택합니까?

유전자 전달 실험을 계획할 때 가장 먼저 내려야 할 결정 중 하나는 바이러스 전달 방법과 비바이러스 전달 방법 중 어떤 것을 사용할지 여부입니다. 바이러스 (ba-dum tss)를 선택하는 경우에도 선택할 수 있는 옵션이 많습니다. 렌티바이러스? 자체 비활성화 MMLV? gutless 아데노바이러스? 선택할 수 있는 바이러스 벡터가 너무 많아서 어떤 것이 가장 좋은 지 어떻게 알 수 있나요?

바이러스 또는 바이러스 없이?

바이러스 전달을 사용해야 할지, 비바이러스 전달을 사용해야 할지 여부는 주로 표적 세포에 따라 달라집니다. 고전적인 비바이러스 형질감염 방법에는 전기천공법, 플라스미드를 세포에 직접 주입하거나 트랜스펙션 시약을 사용하는 것이 포함되지만 이러한 전략은 주로 시험관 내 시스템, 적은 범위의 세포 유형 및 소규모로 제한됩니다. 예를 들어, 분화된 세포는 세포골격 변화, 증식 감소, 뉴클레아제 존재 증가 등 다양한 요인으로 인해 형질감염이 어려운 경우가 많습니다. 보다 현대적인 형질감염 방법에는 리포펙션을 통해 플라스미드 또는 mRNA를 도입하기 위한 지질 나노입자(LNP)가 포함됩니다. 이 기술은 IVT mRNA COVID-19 백신에 활용되었으며 다른 치료법에 대한 큰 가능성을 보여 주지만 특정 조직을 표적화 할 수 없는 것, 불안정성 및 전달되는 유전 물질의 짧은 지속 시간 등의 한계가 있습니다.

형질감염이 어렵거나(예: 대부분의 in vivo 시스템), 이식유전자의 장기간 발현이 필요한 세포의 경우 바이러스 벡터가 탁월한 선택입니다. 그러나 선택할 수 있는 재조합 바이러스 시스템은 12가지가 넘습니다. 실험에 적합한 시스템은 연구자의 응용 분야 인서트 크기 및 세포에 따라 다릅니다.

영원할 때…

특정 바이러스 시스템이 적합하다고 결정한 후 가장 먼저 물어봐야 할 질문 중 하나는 유전 물질이 표적 세포의 DNA에 영구적으로 통합되기를 원하는지 또는 일시적으로 발현되기를 원하는지 여부입니다. 아래 그래픽에서 볼 수 있듯이 게놈 통합이 포함된 재조합 바이러스 시스템에 대한 옵션에는 렌티바이러스와 γ-레트로바이러스가 포함됩니다. 렌티바이러스는 광범위한 친화성 및 분열 세포와 비분할 세포 모두를 감염시키는 능력으로 인해 연구 및 임상 응용 분야에서 널리 사용되는 시스템입니다. 렌티바이러스는 연구 및 임상 환경에서 이식유전자를 도입하는 데 널리 사용되는 도구이며 최근 FDA가 승인한 베타 지중해빈혈 치료제인 진테글로(Zynteglo)의 기초입니다.

MMLV (Moloney Murine Leukemia Virus) 및 MSCV (Murine Stem Cell Virus)를 포함한 γ-레트로바이러스 계열의 다른 레트로바이러스는 연구 응용 분야에 사용되는 인기 있는 레트로바이러스 변종이지만 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 기본적으로 그들은 활발하게 분열하는 세포에만 유전자를 통합할 수 있습니다. 또한, 이들은 낮은 바이러스 역가를 생성하는 경향이 있고 운반 용량도 더 작습니다. 삽입물은 렌티바이러스의 경우 6.4kb에 비해 MMLV의 경우 5.5kb, MSCV의 경우 6.1kb 미만이어야 합니다. 추가적으로, MMLV 및 MSCV 이식유전자는 바이러스 프로모터에 의해 구동되지만, 변형된 MMLV(자가 불활성화 MMLV 또는 SIN MMLV)는 대체 프로모터의 사용을 허용합니다. MMLV는 iPSC 생성에 유용한 반면 MSCV는 HSC 변환에 이상적입니다.

그렇지 않을 때…

많은 실험과 응용에서는 게놈에 대한 안정적인 통합이 필요하지 않습니다. 이러한 비통합 바이러스는 일반적으로 삽입물을 포함한 유전 물질을 염색체 외 또는 에피솜 형태로 유지합니다. 형질도입된 세포가 계속해서 분열한다면, 재조합 바이러스의 게놈은 시간이 지나면서 희석될 것입니다. 그러나 표적 세포가 완전히 분화되었거나 단기 발현이 필요한 경우 이러한 바이러스는 탁월한 선택입니다.

이 그룹에서 널리 사용되는 두 가지 옵션은 adenovirus와 adeno-associated virus (AAV) 입니다. 두 바이러스 모두 분열 세포와 비분열 세포를 모두 감염시킬 수 있지만 여러 측면에서 다릅니다. 각각의 주요 강점과 약점은 다음과 같습니다. 특히 이러한 모든 시스템의 개발은 계속되어 강점을 더욱 강화하거나 약점을 상쇄할 수 있기를 바랍니다. 예를 들어, 친화성 (chimeric Ad5/F35 adenovirus)과 운반 능력 (gutless Ad5)을 확장하기 위해 아데노바이러스의 변형이 개발되었습니다. AAV의 경우 조직 특이성과 이식유전자 발현을 향상시키기 위한 새로운 serotype을 찾는 작업이 진행 중입니다.

** Endothelia, smooth muscle, differentiated airway epithelia, peripheral blood cells, neurons, HSCs

이러한 대중적인 선택 외에도 백신 및 종양 용해 바이러스와 같은 응용 분야에는 다른 시스템이 매력적입니다. Vesicular stomatitis virus (VSV), vaccinia virus (VACV) 및 herpes simplex virus (HSV)는 일반적으로 운반 능력이 높습니다(각각 11, 30 및 150kb). 또한, 모두 높은 면역원성을 갖고 있어 백신 개발 및 면역 체계 활성화에 대한 강력한 잠재력을 제공합니다. VSV는 전통적으로 바이러스 진입 메커니즘을 연구하는 데 사용되어 왔지만 최근에는 재조합 VSV 기반 백신이 더 큰 관심을 받고 있습니다. VACV는 1800년대 천연두 백신의 플랫폼으로 명성을 얻었지만, 다양한 약독화, 종양 용해 활성 및 다양한 질병에 대한 백신의 잠재력을 지닌 많은 균주가 개발되었습니다. 마찬가지로, HSV의 강력한 신경친화성은 신경 연결성 연구를 비롯한 다양한 연구 분야에 활용되어 왔지만, 관심 분야는 암 치료 및 백신 전달로 확대되었습니다.

바이러스 벡터에는 다양한 옵션이 있으며 이를 사용하는 방법에는 무한한 옵션이 있습니다. 이러한 시스템 중 다수는 유도성, 조건부 또는 표현 편집 시스템과 결합될 수 있습니다. 애플리케이션, 대상 시스템, 세포 및 인서트 크기를 고려하여 가장 효율적이고 포괄적인 접근 방식을 결정할 수 있습니다. 아래 그래픽은 인기 있는 바이러스 벡터의 개요를 제공하며, 당사는 귀하의 연구를 발전시키기 위한 최상의 솔루션을 찾는 데 항상 도움을 드리고 있습니다.

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