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Viraler Vektor

Englisch: viral vector

1 Definition

Ein viraler Vektor ist ein genetisch modifizierter Viruspartikel, mit dem genetisches Material gezielt in Zellen eingebracht werden kann. Er findet Anwendung in der Molekularbiologie, Biotechnologie oder Gentherapie. Dabei fungiert das virale Material als Transportmedium für das Erbmaterial, welches in der Zielzelle eine bestimmte Aufgabe erfüllen soll. Eine Injektion von viralen Vektoren kann sowohl in vivo als auch in vitro vorgenommen werden.

2 Geschichte

Als erste Transaktion mit viralen Vektoren gilt ein Versuch des Molekularbiologen Paul Berg aus dem Jahr 1976. Er führte in vitro eine Injektion von Bakteriophagen-DNA in Affennierenzellen durch. Als Vektor fungierte ein SV40-Viruspartikel. In den 1980er Jahren folgte der Ausbau der Arbeit mit viralen Vektoren, v. a. das Einbringen von Markergenen zur Überprüfung des erfolgten Gentransfers fand vielfach Anwendung.

3 Eigenschaften

Als DNA-Überträger für eine gezielte Behandlung bestimmter Zellen sollte der virale Vektor eine hohe Spezifität zur Zielzelle besitzen. Des Weiteren ist eine geringe Zytotoxizität und eine hohe strukturelle Stabilität unbedingte Voraussetzung.

4 Durchführung

  • Klonierung der benötigten DNA-Sequenz in das virale Genom
  • Entfernung bestimmter Abschnitte der Virus-DNA und Ersatz durch die einzusetzende DNA-Sequenz. Dabei empfiehlt es sich, DNA-Abschnitte des Virus zu entfernen, die für die Rekombination codieren, da eine Vermehrung des Virus im Wirt nicht erwünscht ist. Dies ermöglicht z. B. die Herstellung von infektiösen Virus-Partikeln ohne Gefahr einer sich ausbreitenden Infektion.

5 Arten

Folgende Virus-Typen sind für den Einsatz als Vektor geeignet:

6 Anwendung

6.1 Gentherapie

  • Ersetzen von defekten Genen durch ein externes, funktionales Gen bei Erbkrankheiten
  • wegen zum Teil unkontrollierbarer und tödlich verlaufender Nebenwirkungen wie einer Immunreaktion wird die Gentherapie am Menschen nur in Einzelfällen angewandt; In der Forschung gibt es sowohl in vitro als auch im Tierversuch große Fortschritte
  • für jedes genetisch bedingte Krankheitsbild muss ein spezifischer Vektor zur Verfügung stehen
  • es besteht weiterhin die theoretische Gefahr, dass die Integration des Gens in das Wirtsgenom an falscher Stelle geschieht, und damit funktionale Gene beschädigt werden. Das Murine Leukämievirus (MLV) z. B. bevorzugt Promotorregionen und kann so bei falschem Einbau zur Aktivierungen oder Deaktivierungen von Genabschnitten der Zielzelle führen. Ein solcher Einbau kann z.B. eine Entartung der Zelle zur Folge haben und Krebs auslösen.

6.2 Forschungsbereich

  • Experimente aus dem Bereich der Molekularbiologie
  • Genexpressionsanalysen
  • Produktion spezifischer Substrate (Aminosäuresequenzen), für die ein Gen codiert
  • Erforschung von Infektionsvorgängen viraler Erkrankungen
  • Analyse der Vermehrungsmechanismen von infektiösen Viren

6.3 Impfung

Fachgebiete: Gentechnik

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