- Étapes du cycle de vie des rétrovirus
- Du lentivirus au lentivecteur
- Technologie lentivector
- Lentivecteurs obtenus à partir du VIH
- Lentivecteurs obtenus à partir d'autres virus
- Références
Les lentivirus, du latin signifiant lent Lenti, sont des virus qui nécessitent beaucoup de temps, de plusieurs mois à plusieurs années, de l'infection initiale à l'apparition de la maladie. Ces virus appartiennent au genre Lentivirus et aux retrovirus (famille des Retroviridae), qui ont un génome ARN qui est transcrit en ADN par transcriptase inverse (TR).
Dans la nature, les lentivirus sont présents chez les primates, les ongulés et les félins. Par exemple, chez les primates, il existe deux lignées phylogénétiquement liées: les virus de l'immunodéficience simienne (SIV) et les virus de l'immunodéficience humaine (VIH). Les deux sont les agents responsables du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA).
Source: PhD Dre sur Wikipedia anglais
Les lentivecteurs, obtenus à partir de lentivirus, ont été largement utilisés pour la recherche fondamentale en biologie, en génomique fonctionnelle et en thérapie génique.
Étapes du cycle de vie des rétrovirus
Le cycle de vie de tous les rétrovirus commence par la liaison du corps à un récepteur spécifique à la surface cellulaire, suivie de l'internalisation du virus par endocytose.
Le cycle se poursuit avec le retrait de l'enveloppe du virus et la formation d'un complexe viral nucleusprotein complex (VNC), qui consiste en le génome viral associé aux protéines virales et cellulaires. La composition du complexe change avec le temps et est liée à la conversion, par TR, du génome envahisseur en une double hélice d'ADN.
L'intégration du génome du virus dans celui de la cellule dépendra de la capacité du génome viral à pénétrer dans le noyau de l'hôte. La réorganisation des VNC joue un rôle important dans l'importation dans le noyau, bien que d'importantes protéines cellulaires, telles que la transportine-SR2 / TNPO3, l'importine-alpha3 et l'importine7 jouent également un rôle.
Les protéines virales, telles que l'intégrase, et les facteurs de transcription des cellules hôtes, tels que le LEDCF, sont essentiels à l'intégration du génome viral.
Il utilise la machinerie de la cellule hôte pour transcrire et traduire les protéines virales et pour assembler les virions, les libérant dans l'espace extracellulaire.
Du lentivirus au lentivecteur
Le génome des rétrovirus a trois cadres de lecture ouverts (MLA) pour les différents éléments viraux. Par exemple, capside et matrice (gène gag), enzymes (gène pol) et enveloppe (gène env).
La construction d'un vecteur viral consiste en l'élimination de certains gènes du virus sauvage, tels que ceux liés à la virulence. De cette manière, un vecteur viral peut infecter les cellules eucaryotes, rétro-transcrire, s'intégrer dans le génome de la cellule eucaryote hôte et exprimer le transgène (gène thérapeutique inséré) sans provoquer de maladie.
Une méthode de construction des lentivecteurs est la transfection transitoire. Il est basé sur l'utilisation de minigénomes viraux (appelés constructions) qui ne portent que les gènes d'intérêt. La transfection transitoire consiste en la délivrance indépendante de constructions.
Certains rétrovecteurs n'ont que des éléments principaux pour l'assemblage de particules virales, appelés rétrovecteurs non fonctionnels. Ils sont utilisés pour transfecter les cellules d'emballage.
Les vecteurs avec une cassette d'expression de transgène sont capables d'infecter, de transformer des cellules (transduction) et d'exprimer le transgène.
L'utilisation de constructions séparées vise à éviter les événements de recombinaison qui pourraient restaurer le phénotype de type sauvage.
Technologie lentivector
La technologie lentivector est largement utilisée dans les études de biologie de base et de traduction pour la surexpression transgénique stable, l'édition de gènes dirigée, l'inhibition persistante des gènes, la modification des cellules souches, la génération d'animaux transgéniques, et induction de cellules pluripotentes.
Les lentivecteurs sont faciles à manipuler et à produire des systèmes. Ils sont intégrés de manière irréversible et sécurisée dans le génome de l'hôte. Ils infectent les cellules qui se divisent ou non.
Ils montrent un tropisme envers certains tissus, facilitant la thérapie. Ils n'expriment pas de protéines virales, c'est pourquoi ils ont une faible immunogénicité. Ils peuvent envoyer des éléments génétiques complexes.
Dans la recherche fondamentale, les lentivecteurs basés sur le VIH ont été utilisés comme systèmes de délivrance d'interférences ARN (ARNi) pour éliminer la fonction d'un gène spécifique, permettant ainsi l'étude de l'interaction avec d'autres différents.
Lentivecteurs obtenus à partir du VIH
Au début des années 1990, les premiers lentivecteurs ont été construits à partir de HVI-1, qui est étroitement lié au chimpanzé SIV. Le HVI-1 est responsable du SIDA dans le monde.
La première génération de lentivecteurs possède une part importante du génome du VIH. Il comprend des gènes gal et pol et plusieurs protéines virales supplémentaires. Cette génération a été créée à l'aide de deux constructions. L'un d'eux, qui exprime Env, fournit les fonctions d'emballage. Un autre exprime tous les MLA, à l'exception de Env.
Le vecteur de transfert consiste en une cassette d'expression marquée par deux types de longues répétitions (LTR) et des gènes nécessaires à l'empaquetage et à la transcription inverse.
La deuxième génération de vecteurs d'empaquetage manque la plupart des gènes accessoires et retiennent Tat et Rev. Ces gènes ont été éliminés dans la troisième génération et fournis par une quatrième construction.
Les vecteurs de transfert de troisième génération sont composés de deux constructions d'empaquetage. On code gal et pol. Un autre code rev. Une troisième construction code l'enveloppe, qui est dérivée de VSV-G. Celui codant pour le gène d'intérêt contient des séquences lentivirales LTR inactivées pour empêcher la recombinaison.
Dans ce dernier cas, les éléments régulateurs transcriptionnels augmentent les performances des gènes de transfert.
Lentivecteurs obtenus à partir d'autres virus
Le virus VIH-2 est étroitement lié au SIV magabey gris (SIV SM), et est responsable du SIDA en Afrique de l'Ouest. Des vecteurs de première et deuxième génération ont été obtenus à partir de ce virus.
De manière similaire à HVI-1, des vecteurs ont été construits à partir de SIV SM, EIAV (virus de l'anémie infectieuse chez les chevaux), FIV (virus de l'immunodéficience féline) et BIV (virus de l'immunodéficience bovine (BIV) trois générations de vecteurs à base d'EIAV ont été développées pour une utilisation clinique.
Des vecteurs de première et troisième générations ont été construits à partir du virus de l'arthrite-encéphalite caprine (CAEV). Alors que les vecteurs de première génération ont été construits à partir du SIV du singe vert africain.
Références
- Da Silva, FH, Dalberto, TP, Beyer Nardi, N. 2006. Au-delà de l'infection à rétrovirus: le VIH rencontre la thérapie génique, Genetics and Molecular Biology, 29, 367–379.
- Durand, S., Cimarelli, A. 2011. L'intérieur du vecteur lentiviral. Virus, 3: 132-159.
- Mátrai, J., Chuah, MKL, Van den Driessche, T. 2010. Progrès récents dans le développement et les applications de vecteurs lentiviraux. Thérapie moléculaire, 18: 477–490.
- Milone, MC, O'Doherty, U. 2018. Utilisation clinique de vecteurs lentiviraux. Leucémie, 32, 1529-1541.
- Sakuma, T., Barry, MA, Ikeda, Y. 2012. Vecteurs lentiviraux: basiques à traductionnels. Biochemical Journal, 443, 603-618.