Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Under lång tid betraktades virus enbart som ett hot mot djur och människor med stor risk att åsamka skada. Framgångar i molekylär virologi kom att bredda den uppfattningen och visa att den virala infektionsvägen var användbar för terapeutiska syften. Idén gick ut på att avlägsna virala replikations- och sjukdomsalstrande gener från virusets genom och infoga terapeutiska gener i deras plats varpå viruset fungerade som en vektor i patienten. Denna litteraturstudie har för avsikt att redogöra för allmänna principer bakom denna mekanism och tillämpningen av virala vektorer inom veterinärmedicin. Frågeställningen löd: ”På vilket sätt kan virus programmeras om till vektorer för genetiskt material och vilka funktioner fyller de i genterapi, cancerterapi och immunoterapi för profylaktisk och terapeutisk behandling av djur?”. Litteratur erhölls från internationella referensdatabaser och inkluderade vetenskapliga artiklar från både human- och veterinärmedicin.

De virusvektorer som för närvarande angavs ha störst betydelse för veterinärmedicin var adenovirusvektorer, retrovirusvektorer, lentivirusvektorer och adeno-associerade virala vektorer, men att respektive virus hade för- och nackdelar och att samtliga krävde någon form av modifiering för att lämpa sig som vektorer. Framställningsprocessen bestod i stora drag av att co-infektera en särskilt framtagen cellinje med vektor-DNA innehållande cis-sekvenser och terapeutiska gener, och hjälpar-DNA i form av ett virus eller en plasmid innehållande kompletterande trans-sekvenser. Tillsammans åstadkom de produktion av rekombinanta vektorer och både små- och storskaliga metoder hade tagits fram. Transduktionsmekanismen gick ut på den rekombinanta vektorns infektion av målcellen och uttryck av dess genetiska information.

Utav genterapeutiska behandlingar var cancerterapi ett område där intresset för virala vektorer var utmärkande och lovande resultat hade demonstrerats från kliniska studier. Däremot hävdades att ytterligare forskning behövdes innan sådana behandlingar kunde tillämpas på klinik och i fält. Där tillämpningen av virala vektorer kommit längst var inom vaccinteknologi, där behandlingar redan fanns tillgängliga på marknaden.

Behovet av ytterligare forskning motiverades dels med anledning av patientsäkerhet. Risken för insertionell mutagenes för integrerande vektorer betraktades som en av de största farorna samtidigt som dessa vektorer var bättre lämpade än icke integrerande vektorer i andra viktiga avseenden. Mer forskning krävdes också för framställning av effektiva metoder för storskalig produktion av vektorer vilket är en förutsättning för att de ska kunna tillämpas i behandlingar. För några virala vektorer ansågs det redan finnas tillgängligt men långt ifrån för alla. Slutsatsen flera författare drog är att virala vektorer kommer att få stor betydelse för sjukdomar där effektiva konventionella behandlingsmetoder saknas eller att de kan komma att användas som komplementbehandling mot dessa.

Until recently, the general perception of viruses was limited to their strong potential of causing harm to animals and humans. However, advances in molecular biology helped to expand this view by demonstrating that the viral infectious pathway could be utilized for therapeutic purposes. The idea was based on the general principle of replacing viral genes coding for replication and pathogenicity, with DNA coding for therapeutic genes and to subsequently use these recombinant vectors to infect patients. The aim of this literature study is to examine this mechanism and the application of viral vectors in veterinary medicine, specifically their role in gene therapy, cancer therapy and immunotherapy for prophylactic and therapeutic treatments. Literature was obtained from international reference databases and included articles from both the human medicine and veterinary field.

Viral vectors of adenoviruses, retroviruses, lentiviruses and adeno-associated viruses were described as having the greatest importance for veterinary medicine at this time, however all of them had pros and cons and each required modification to serve as vectors. The manufacturing process involved, in short, the co-infection of a specific cell line with vector-DNA, containing cis-acting sequences and therapeutic genes, as well as helper-DNA (virus or plasmid), containing complementary trans-acting sequences. Both large-scale and small-scale production methods had been developed to this end. The transduction mechanism was mediated through infection of the target cell with the recombinant vector and expression of the viral encoding genes in the host.

In the vast range of gene therapy treatments, those targeted against various cancer forms showed a specific interest in viral vector strategies. Promising results had been demonstrated by clinical studies, yet it was argued more research was required before these therapies could be clinically applied. In contrast, viral vector-based vaccines had already been made available for commercial use.

The need for further research was mainly argued as a concern for patient safety. Insertional mutagenesis caused by integrating vectors was considered one of the greatest threats, however in other important aspects, they were better suited than non-integrating vectors. Another reason was lack of efficient methods for large-scale vector production for some of the different vector types. Sufficient manufacturing methods was a precondition for application in clinical settings and therefore most significant. In conclusion, several authors argued that viral vectors will be of great importance for diseases lacking efficient conventional methods for treatment, or that they can be presented as a complementary treatment to these.