Het belangrijkste verschil tussen virale en niet-virale vectoren is dat virale vectoren genetisch gemanipuleerde virussen zijn die fungeren als genoverdrachtsvehikels bij het afleveren van vreemd genetisch materiaal in cellen door hun virale genoom te gebruiken, terwijl niet-virale vectoren chemische vectoren zijn, zoals anorganische deeltjes, op lipiden gebaseerde vectoren, op polymeren gebaseerde vectoren en op peptiden gebaseerde vectoren en fungeren als genafgiftevehikels bij het afleveren van vreemd genetisch materiaal in cellen.
Bij gentherapie wordt vreemd genetisch materiaal bij een patiënt ingebracht om een genetische ziekte te behandelen. Bij gentherapie worden verschillende technieken gebruikt om genetisch materiaal van buiten naar binnen in het lichaam te brengen. Het is alleen mogelijk via een leveringssysteem dat een vector wordt genoemd. Vector is een microscopisch kleine bestelwagen die vreemd genetisch materiaal naar een doelcel transporteert. Er zijn twee soorten vectoren die normaal worden gebruikt bij gentherapie. Het zijn virale en niet-virale vectoren.
Wat zijn virale vectoren?
Virale vectoren zijn moleculair-biologische hulpmiddelen die vaak worden gebruikt om vreemd genetisch materiaal in cellen af te leveren. Dit proces kan worden uitgevoerd door gebruik te maken van een levend organisme (in vivo) of door gebruik te maken van celkweek. De virussen hebben gespecialiseerde moleculaire mechanismen om hun genomen gewoonlijk af te leveren in de cellen die ze infecteren. Transductie is het mechanisme dat virussen gebruiken om hun genetisch materiaal in gastheercellen af te geven. De met virus geïnfecteerde cellen staan bekend als getransduceerde cellen. Dit transductiemechanisme kan worden ontwikkeld tot een bruikbaar hulpmiddel bij gentherapie. De op virale vectoren gebaseerde methode voor het afleveren van genen werd voor het eerst gebruikt in de jaren 70 door de Amerikaanse biochemicus Paul Berg. Hij gebruikte een gemodificeerd SV40-genoom dat DNA van bacteriofaag λ bevat om niercellen te infecteren die in celculturen worden bewaard. Naast moleculaire biologie en gentherapie worden virale vectoren ook gebruikt bij de ontwikkeling van vaccins.
Figuur 01: Virale Vector
Virale vectoren moeten verschillende sleuteleigenschappen hebben om als vectoren te kunnen fungeren. Ze moeten normaal gesproken veilig, laag toxisch, stabiel, celtype-specifiek zijn en gemakkelijk te identificeren zijn na transductie.
Soorten virale vectoren
Er zijn talloze virale vectoren die momenteel voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Enkele voorbeelden zijn retrovirale vector, lentivirale vector, adenovirale vector, adeno-geassocieerde virale vector en virale plantenvector (tabaksmozaïekvirus). Soms worden hybride vectoren ook gebruikt in genetische manipulatie. De hybride vectoren zijn vectorvirussen die genetisch gemanipuleerd zijn om eigenschappen van meer dan één virale vector te hebben.
Wat zijn niet-virale vectoren?
Niet-virale vectoren zijn genafgiftevehikels die anorganische deeltjes, op lipiden gebaseerde vectoren, op polymeren gebaseerde vectoren en op peptiden gebaseerde vectoren zijn. Normaal gesproken zijn niet-virale vectoren bruikbaar bij het afleveren van verschillende soorten nucleïnezuren, waaronder klein DNA (oligodeoxynucleotiden), groot DNA (plasmide-DNA) en RNA (ribozymen, Si-RNA of mRNA). Er zijn verschillende niet-virale vectorbezorgingsmethoden.
Figuur 02: Niet-virale vector
Soorten niet-virale vectoren
Anorganische deeltjes omvatten calciumfosfaat, silica en goud die de levering van vreemd DNA aan cellen vergemakkelijken. Op lipiden gebaseerde vectoren die vreemd DNA afleveren, omvatten kationische lipiden, lipidenano-emulsies, vaste lipidenanodeeltjes. In op peptiden gebaseerde vectoren worden kationische peptiden die rijk zijn aan residuen zoals lysine en arginine, gehecht aan een polyplex, gebruikt om vreemd DNA af te leveren. Bovendien zijn op polymeer gebaseerde vectoren kationische polymeren gemengd met vreemd DNA. Op polymeren gebaseerde vectoren omvatten polyethyleenimine, chitosan, dendrimeren en polymethacrylaat. Bovendien gebruiken de meeste cardiovasculaire onderzoeken niet-virale vectoren als een manier van genoverdracht.
Wat zijn de overeenkomsten tussen virale en niet-virale vectoren?
- Virale en niet-virale vectoren zijn twee soorten vectoren die normaal bij gentherapie worden gebruikt.
- Het zijn instrumenten van de moleculaire biologie.
- Beide fungeren als transportmiddelen bij het overbrengen van vreemd DNA naar cellen.
- Ze zijn genetisch gemanipuleerd om vreemd DNA effectief af te leveren.
Wat is het verschil tussen virale en niet-virale vectoren?
Virale vectoren zijn vehikels voor het afleveren van genen die gebaseerd zijn op het afleveren van vreemd genetisch materiaal in een cel met behulp van een viraal genoom, terwijl niet-virale vectoren vehikels zijn voor het afleveren van genen die gebaseerd zijn op het afleveren van vreemd genetisch materiaal in een cel door gebruik te maken van anorganische deeltjes, op lipiden gebaseerde vectoren, op polymeer gebaseerde vectoren en op peptiden gebaseerde vectoren. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen virale en niet-virale vectoren. Bovendien zijn virale vectoren biologische agentia, terwijl niet-virale vectoren chemische agentia zijn.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen virale en niet-virale vectoren in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Virale versus niet-virale vectoren
Vectors fungeren als transportmiddelen bij het efficiënt afleveren van vreemd genetisch materiaal in cellen. Twee soorten vectoren zijn momenteel betrokken bij gentherapie. Het zijn virale en niet-virale vectoren. Virale vectoren zijn verschillende soorten virussen die zijn ontwikkeld om vreemd genetisch materiaal in een cel af te leveren met behulp van een viraal genoom. Niet-virale vectoren zijn chemische vectoren zoals anorganische deeltjes, op lipiden gebaseerde vectoren, op polymeer gebaseerde vectoren en op peptiden gebaseerde vectoren, enz., die worden gebruikt in gentherapie om vreemd genetisch materiaal in cellen af te leveren. Dit is dus de samenvatting van wat het verschil is tussen virale en niet-virale vectoren.
