Регуляция экспрессии целевого белка, закодированного в ДНК-векторе

 

Аденовирусные векторы, вносят целевой ген в клетки человека или животных. Внутри клеток целевой ген считывается на мРНК, по которой затем образуется целевой белок. Так аденовирусный вектор, в котором записана структура антигена, войдя в клетки человека или животного, запускает в них синтез закодированного антигена. Если антиген – это чужеродный белок, например, белок вируса гриппа или гепатита С, или белок, характерный для многих опухолей, то иммунная система организма будет развивать против этого чужеродного белка иммунные реакции.

Кроме иммунизации, аденовирусные векторы могут успешно применяться для генной терапии. Можно закодировать в векторе ген недостающего в организме белка. Вектор войдет в клетки организма и инициирует синтез белка, от которого иногда зависит не только здоровье, но и жизнь человека. Так с помощью ДНК-векторов в организме могут производиться недостающие ферменты, гормоны, цитокины и другие биорегуляторы белковой природы.

Любые вещества, из которых состоит наш организм, должны содержаться в нем в определенных концентрациях. Существенное изменение концентрации может привести к болезни и даже смерти. Поэтому продукция целевого белка, которая происходит в результате введения в организм аденовирусного вектора, содержащего целевой ген этого белка, не должна нарушать естественного баланса. Иными словами, целевой белок должен продуцироваться в допустимых границах концентраций. Для этого нужно уметь регулировать количество целевого белка, которое будет нарабатываться после введения аденовирусного вектора, кодирующего этот белок.

Количество продуцируемого в организме целевого белка, конечно, прямо пропорционально количеству введенных аденовирусных частиц с целевым геном. Меняя количество введенного вектора, можно получать разные концентрации произведенного целевого белка в организме человека или животного. В дополнение к такому регулированию оказалось возможным влиять на продукцию целевого белка уже после введения аденовирусного вектора в организм. Это было обнаружено нами.

 

Оказалось, что через клеточные рецепторы, с помощью молекулярных сигналов мы можем влиять на клетку, в которой происходит синтез целевого белка, усиливая или подавляя продукцию целевого белка. Мы установили, что молекулярные агонисты (активаторы) Toll-like рецепторов могут стимулировать или подавлять продукцию целевого белка в клетках животных и человека. Нам удалось понять природу внутриклеточных сигналов, активирующих синтез целевого белка и подавляющих его. Мы исследовали влияние TLR-агонистов нВ разные уровни вхождения и экспрессии аденовирусного вектора в клетках – вхождение частиц вектора в клетку, активационные сигналы внутри клетки, активацию транскрипционных факторов, транскрипцию целевого гена ДНК вектора, транскрипцию других генов аденовирусного вектора, транскрипцию генов самой клетки. Мы исследовали типы клеток, в которых возможна регуляция продукции целевого белка с помощью TLR-сигналов. Изучили зависимость продукции целевого белка от природы и концентрации TLR-агонистов, от природы целевого белка (GFP, SEAP, гемагглютинин), а также от особенностей строения и экспрессии целевого белка (цитоплазматический, мембранный, секреторный). Мы показали, что усиление или выключение экспрессии аденовирусного вектора мы можем осуществлять с помощью TLR-агонистов на уровне организма экспериментального животного и в клетках человека. То есть мы теперь понимаем, что обнаруженная и изученная нами регуляция экспрессии целевого гена, введенного в составе аденовирусного вектора – это вполне реальная перспектива для клинического применения.