Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng viral at nonviral vectors ay ang mga viral vector ay genetically engineered na mga virus na nagsisilbing gene delivery vehicle sa paghahatid ng mga dayuhang genetic material sa mga cell sa pamamagitan ng paggamit ng kanilang viral genome, habang ang nonviral vectors ay mga kemikal na vector gaya ng mga inorganic na particle, mga lipid-based na vector, polymer-based na mga vector, at peptide-based na mga vector at nagsisilbing gene delivery vehicle sa paghahatid ng dayuhang genetic material sa mga cell.
Sa gene therapy, ang mga dayuhang genetic na materyales ay ipinapasok sa isang pasyente upang gamutin ang isang genetic na sakit. Iba't ibang pamamaraan ang ginagamit sa gene therapy upang ipakilala ang genetic na materyal mula sa labas hanggang sa loob ng katawan. Ito ay posible lamang sa pamamagitan ng isang sistema ng paghahatid na tinatawag na vector. Ang Vector ay isang microscopic delivery truck na nagdadala ng mga dayuhang genetic material sa isang target na cell. Mayroong dalawang uri ng mga vector na karaniwang ginagamit sa gene therapy. Ang mga ito ay viral at nonviral vectors.
Ano ang Viral Vectors?
Ang Viral vectors ay mga molecular biology tool na karaniwang ginagamit para maghatid ng mga dayuhang genetic material sa mga cell. Ang prosesong ito ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng paggamit ng isang buhay na organismo (in vivo) o sa pamamagitan ng paggamit ng cell culture. Ang mga virus ay may dalubhasang molekular na mekanismo na kadalasang naghahatid ng kanilang mga genome sa mga selulang nahawahan nila. Ang transduction ay ang mekanismong ginagamit ng mga virus upang maihatid ang kanilang genetic material sa mga host cell. Ang mga cell na nahawahan ng virus ay kilala bilang mga transduced cell. Ang mekanismo ng transduction na ito ay maaaring mabuo sa isang kapaki-pakinabang na tool sa gene therapy. Ang paraan ng paghahatid ng gene na nakabatay sa viral na vector ay unang ginamit noong 1970s ng American biochemist na si Paul Berg. Gumamit siya ng isang binagong SV40 genome na naglalaman ng DNA mula sa bacteriophage λ upang makahawa sa mga selula ng bato na pinananatili sa mga kultura ng cell. Bilang karagdagan sa molecular biology at gene therapy, ginagamit din ang mga viral vector sa pagbuo ng bakuna.
Figure 01: Viral Vector
Ang mga viral na vector ay dapat magkaroon ng ilang pangunahing katangian upang kumilos bilang mga vector. Karaniwang dapat silang ligtas, mababa ang lason, matatag, partikular sa uri ng cell, at madaling matukoy pagkatapos ng transduction.
Mga Uri ng Viral Vector
Maraming viral vector ang kasalukuyang ginagamit para sa iba't ibang layunin. Ang ilang halimbawa ay retroviral vector, lentiviral vector, adenoviral vector, adeno associated viral vector, at plant viral vector (tobacco mosaic virus). Minsan, ginagamit din ang mga hybrid na vector sa genetic engineering. Ang mga hybrid na vector ay mga vector virus na genetically engineered upang magkaroon ng mga katangian ng higit sa isang viral vector.
Ano ang Nonviral Vectors?
Ang Nonviral vectors ay mga gene delivery vehicle na mga inorganic na particle, lipid-based na vector, polymer-based na vector, at peptide-based na vector. Karaniwan, ang mga nonviral vector ay kapaki-pakinabang sa paghahatid ng iba't ibang uri ng mga nucleic acid, kabilang ang maliit na DNA (oligodeoxynucleotides), malaking DNA (plasmid DNA), at RNA (ribozymes, Si RNA, o mRNA). Mayroong iba't ibang paraan ng paghahatid ng nonviral vector.
Figure 02: Nonviral Vector
Mga Uri ng Nonviral Vector
Ang mga inorganic na particle ay kinabibilangan ng calcium phosphate, silica, at ginto na nagpapadali sa paghahatid ng dayuhang DNA sa mga cell. Ang mga vector na nakabatay sa lipid na naghahatid ng dayuhang DNA ay kinabibilangan ng mga cationic lipid, lipid nanoemulsion, solid lipid nanoparticle. Sa mga vector na nakabatay sa peptide, ang mga cationic peptides na mayaman sa mga residue tulad ng lysine at arginine na nakakabit sa isang polyplex ay ginagamit upang maghatid ng dayuhang DNA. Bukod dito, ang mga vector na nakabatay sa polimer ay mga cationic polymers na may halong dayuhang DNA. Kabilang sa mga polymer-based na vector ang polyethylenimine, chitosan, dendrimer, at polymethacrylate. Higit pa rito, karamihan sa mga pagsubok sa cardiovascular ay gumagamit ng mga nonviral vectors bilang paraan ng paglipat ng gene.
Ano ang Pagkakatulad sa pagitan ng Viral at Nonviral Vectors?
- Ang mga viral at nonviral na vector ay dalawang uri ng mga vector na karaniwang ginagamit sa gene therapy.
- Mga tool sila ng molecular biology.
- Parehong gumaganap bilang mga sasakyan sa paghahatid sa paglilipat ng dayuhang DNA sa mga cell.
- Ang mga ito ay genetically engineered upang maihatid ang dayuhang DNA nang epektibo.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Viral at Nonviral Vectors?
Ang Viral vectors ay mga gene delivery vehicle na nakabatay sa paghahatid ng dayuhang genetic material sa isang cell sa pamamagitan ng paggamit ng viral genome habang ang nonviral vectors ay mga gene delivery vehicle na nakabatay sa paghahatid ng dayuhang genetic material sa isang cell sa pamamagitan ng paggamit ng mga inorganic na particle, lipid-based na vectors, polymer-based vectors, at peptide-based vectors. Kaya, ito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga viral at nonviral vectors. Higit pa rito, ang mga viral vector ay mga biological agent, habang ang mga nonviral na vector ay mga kemikal na ahente.
Ang infographic sa ibaba ay nagpapakita ng mga pagkakaiba sa pagitan ng viral at nonviral vectors sa tabular form para sa magkatabi na paghahambing.
Buod – Viral vs Nonviral Vectors
Vectors ay gumaganap bilang mga sasakyan sa paghahatid sa mahusay na paghahatid ng mga dayuhang genetic material sa mga cell. Dalawang uri ng mga vector ang kasalukuyang kasangkot sa gene therapy. Ang mga ito ay viral at nonviral vectors. Ang mga viral vector ay iba't ibang uri ng mga virus na binuo upang maghatid ng mga dayuhang genetic material sa isang cell sa pamamagitan ng paggamit ng isang viral genome. Ang mga nonviral vector ay mga kemikal na vector gaya ng mga inorganic na particle, lipid-based na vector, polymer-based na vector, at peptide-based na vector, atbp., na ginagamit sa gene therapy upang maghatid ng dayuhang genetic na materyal sa mga cell. Kaya, ito ang buod ng kung ano ang pagkakaiba sa pagitan ng viral at nonviral vectors.
