Allgemeine Mikrobiologie

116 4Viren
Box4.2 ViraleVektoren
Als virale Vektoren verwendet man gerne
Varianten der Leukämieviren der Maus
(MLV). Sie haben die für die Integration ins
Genom der Wirtszelle erforderlichen Longterminal-Repeat-Sequenzen
und die für die
Verpackungverantwortliche C-Sequenz(Abb.
4.16). Die für Virusgene codierenden Sequenzen
sind durch die Fremdgene und
deren Kontrollsequenzen ersetzt, die man
indieZellenübertragenmöchte.DieVektorsequenzen
werden in normale Virushüllen
verpackt und finden damit ungehindert
über Absorption an Oberflächenproteine
ihren Weg in die Zielzellen. Dort werden
sie entpackt, das RNA-Genom wird in DNA
umgeschrieben und diese dann stabil in
eine der zur Verfügung stehenden Stellen
imGenomintegriert.DieserVorganggarantiert
eine permanente Präsenz des übertragenen
Genmaterials. Da der Vektor keinerlei
Information zur Bildung von viralen
Komponenten mehr enthält, scheint dieses
ein recht sicherer Weg für die gewünschte
Therapie zu sein. Nachteilig ist es jedoch,
dass der Integrationsort der umgeschriebenen
DNA nicht vorausbestimmt werden
kann und es folglich auch zur Zerstörung
wichtiger Genabschnitte kommen kann.
Weiterhin kann es durch Rekombination
mit den im menschlichen Genom bereits
vorhandenen Überbleibseln retroviraler Elemente
zur Mobilisierung der Fremdgene
kommen.
Eine zweite Variante gentherapeutischer
Vektoren leitet sich von den Adeno-assoziierten
Viren ab (Kap. 4.7.3). Hierbei
handelt es sich um ssDNA-Viren, die sich
ortsspezifisch in das Wirtsgenom integrieren.DadurchwirddieGefahrderZerstörung
wichtigerWirtsgenereduziert.
überzweiverschiedeneMechanismenindieZellegelangen.Entweder
verschmilztdieLipidmembranmitderZellmembrandesWirtsunddas
NukleokapsidgelangtdirektinsCytoplasma(wiez.B.beimhumanenImmundefizienzvirusHIV)oderdasandenRezeptorgebundeneViruswird
über Endocytose in die Zelle aufgenommen, wo es anschließend mit
einemEndosomfusioniert,indessensauremMilieudasVirusentpackt
wird.DieviralenKomponenteneinschließlichdesGenomswerdendann
ansCytoplasmaabgegeben(z.B.beimmurinenLeukämievirusMLV).
RundvierbisachtStundennachderInfektionbeginntdieReplikation
derRNAmitdemUmschreibenineinRNA-DNA-Hybriddurchdievom
Virus mitgebrachte Reverse Transkriptase. Dabei dient die an virale
RNA gebundene tRNA als Primer. Danach integriert die ebenfalls vom
VirusmitgebrachteIntegrasedasviraleds-DNA-Genomüberdieflankierenden
Sequenzen in das Wirtsgenom. Dabei entstehen die sog. Long
TerminalRepeats(LTRs),diedasviraleGenomimWirtsgenombegrenzen
(Abb. 4.16b). Das integrierte Genom des Virus wird auch als Provirus
bezeichnet.DieIntegrationistnachallgemeinenVorstellungeneinstochastischesEreignis,dasjedochdurchlokaleAktivitäts-undPackungszuständedesChromatinsbeeinflusstwird.
Nach der Integration wird die Transkription durch die wirtseigene
RNA-PolymerasevomLTRausgestartetundeinlangesplus-Strang-RNA-
Transkriptgebildet,dasdanninkürzerefunktionaleAbschnittegespleißt
wird.DieProduktedesenv-GenswerdenindieZellmembraneingelagert.
Daspol-GenwirdineinlangesVorläuferproteintranslatiert,ausdemsich
dieProteaseselbstherausschneidet.Diesezerlegtanschließenddasgag-
Vorläuferprotein in die Nukleokapsidproteine. Aus dem pol-VorläuferproteinwerdenaußerdemdieIntegraseunddieReverseTranskriptase
freigesetzt.DieReverseTranskriptasewandertzusammenmitanderen
Virusenzymen und zwei ungespleißten Kopien der Retrovirus-RNA in
dasCytoplasmaundvonhierauszurMembran,wodasViruspartikelzusammengebautwird.DasfertigeVirusverlässtdieZelledurchKnospung.
Dadurch erhält das endgültige Partikel eine Lipidmembranhülle aus
Wirtszell-Lipiden (Abb. 4.17). In manchen Fällen kann ein Retrovirus
auchzelluläreGene(Onkogene)inseinemGenommitnehmenundsich
dadurchunterUmständenineintumorinduzierendesVirusverwandeln.
Soz.B.beimRous-Sarkom-Virus.
DerWirtsbereicheinesRetroviruswirddurchdieEigenschaftender
Rezeptorenauf derOberfläche derWirtszelle und denGlykoproteinen
in der viralen Lipidhülle bestimmt. Einige Retroviren vermehren sich
ausschließlich in einem Wirt, andere in mehreren Wirten sogar auch
verschiedener Arten. So kann sich das Leukämievirus der Katze auch
sehrgutinmenschlichenZellenvermehren.
ZurÜbertragungvonGenenimMenschenoderimTiermodellverwendet
man gernevirale Vektoren,weil diese auf Grund ihrer Natur den
schnellstenWegzumZielimZellinnerenselberfinden(Box4.2).OftverwendetmandazuAbkömmlingevonRetroviren,Adenoviren(s.S.109)
oderAdeno-assoziiertenViren,diemitzusätzlichenPlasmidbausteinen
zuVektorenkombiniertwerden.DieseVektorenkönnenzurGentherapie
verwendetwerden(Plus4.4).DadieRetrovirenleichtzurTumorbildung
führen,müssensiezuvorsomanipuliertwerden,dassdieseGefahrausgeschlossenwerdenkann.
Aus Fuchs, G. : Allgemeine Mikrobiologie (ISBN 978-313-444608-1) © Georg Thieme Verlag KG 2007
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