Viral vektörlerin kullanım alanları
Viral vektörler ilk olarak moleküler genetik deneylerinde çıplak DNA ile transfeksiyona alternatif olarak geliştirildiler.
Kalsiyum fosfat çökelmesi gibi geleneksel yöntemlere kıyasla, transdüksiyon, hücre yaşayabilirliğini (viabilitesini) etkilemeden hücrelerin neredeyse tamamının enfekte olmasını mümkün kılar.
Buna ilaveten, bazı virüsler hücre genomuna entegre olup kararlı gen ifadesini sağlarlar. Ancak, viral bir vektörün inşası çok daha emek-yoğun bir süreç olduğu için çoğu uygulamada transfeksiyon hâlâ tercih edilmektedir.
Protein kodlayan genler viral vektörler kullanılarak ifade edilebilir, genelde belli bir proteinin işlevini çalışmak için. Belirteç (marker) genleri (yeşil floresan protein gibi) kararlı şekilde ifade eden viral vektörler, özellikle retrovirüsler, hücreleri kalıcı şekilde işaretlemek için kullanılır. Bu şekilde işaretlenmiş hücreler kullanılarak, in vitro enfekte edilmiş hücrelerin bir konak hayvana transfer edildiği ksenotransplantasyon deneylerinde hücreler ve onları yavrularını takip etmek mümkün olur.
Gen ensersiyonu gen nakavtından daha ucuzdur. Ama gen susturması bazen non-spesifiktir ve başka genler üzerinde hedef dışı etkiler gösterebilir, bu yüzden daha az güvenilir sonuçlar verir. Hayvan konak vektörleri de bazen önemli rol oynarlar.
Viral vektörlerin kullanım alanları kısaca aşağıdaki gibidir.
- Belirli bir gen ürününün bol miktarda üretilerek antijen ya da fonksiyonel protein olarak kullanılması,
- Viral enfeksiyonlardan korunmada etkin olan nötralizan ( koruyucu) antikor sentezini sağlayan protein (antijen) kodlayan genin vektör aracılığı ile hücrede eksprese edilmesi ve aşı hazırlanması,
- Kalıtsal hastalıklar ile ilgili hasarlı genlerin, viral vektörlerin taşıdığı sağlam genlerle değiştirlilerek genetik defektin ortadan kaldırlması,
- Bazı kanserlerde malignan hücreler üzerinde toksik etki gösterecek genlerin viral vektörler ile bu hücrelere transfeksiyonu.
Gen terapisi
Gelecekte genetik bozuklukları tedavi etmenin bir yolu gen terapisi olabilir. Ciddi Kombine İmmün Yetmezlik, kistik fibrozis ve hatta hemofili A gibi hastalıklar belli genlerin DNA dizisinde mutasyonlardan meydana geldiği için, gen terapi denemelerinde hastanın vücudundaki hücrelerin içine mutasyonsuz gen kopyalarından götürmek amacıyla virüsler kullanılmıştır. Gen terapisi kullanılarak labortuvarda çok sayıda başarılar elde edilmiştir. Ancak, viral gen terapinin yaygın kullanılması için bazı önemli problemlerin çözülmesi gerekmektedir. Virüslere gösterilen bağışıklık tepkisi hedef hücrelere gen ulaştırılmasını engellemekle kalmaz, hasta için ciddi komplikasyonlara yol açar. 1999'da, ilk gen terapi denemlerinden birinde, adenoviral bir vektör ile tedavi edilmekte olan Jesse Gelsinger bu yüzden ölmüştür.
Bazı viral vektörler, örneğin lentivirüsler, konak kromozomlardan birinde genomlarını rastgele konumlara sokarlar, bu durum hücresel genlerin işlevlerini bozup kansere yol açabilir. 2002'de yapılan, Ciddi Kombine İmmün Yetmezlik için retroviral gen terapi denemesinde, hastalardan ikisi tedavinin sonu olarak lösemi geliştirdiler. Adeno-ilişkili virüs-temelli vektörler bu bakımdan çok daha güvenilirdirler çünkü insan genomunda hep aynı konumda entegre olurlar.
Aşılar
DNA aşılamasının mantığından hareketle, patojen protein ifade eden virüsler hâlen bu patojenlere karşı aşı olarak geliştirilmekteler. T-lenfositler hücre-içi parazitleri tanımak için hücre içinde üretilen yabancı proteinleri kullanırlar. T hücresi bağışıklığı viral enfeksiyonlar ve malarya gibi hastalıklardan korunmak için çok önemlidir. Viral bir aşı, patojen proteinlerin konak hücre içinde ifadesini indükler, Sabin Polio aşısı ve diğer zayıflatılmış aşılar gibi. Ancak, viral açılar patojen genlerin sadece ufak bir bölümünü içerdiği için, çok daha güvenlidirler ve aşı yapmakta kullanılan patojen tarafından bir enfeksiyon mümkün değildir. Adenovirüs türü viral aşıların geliştirilmesi aktif bir araştırma konusudur.