Дендритные клетки (ДК) содержат высокую концентрацию антивирусного фактора SAMHD1, который ингибирует размножение лентивирусов. Некоторые представители лентивирусов обезьян, такие как SIVmac, кодируют вспомогательный белок Vpx, который является антогонистом SAMHD1 и блокирует его действие в инфицируемых клетках для повышения эффективности размножения. Однако лентивирус человека HIV-1, на основе которого получены подавляющее большинство векторных систем для введения и экспрессии генов, не кодирует Vpx и инфицирует ДК с низкой эффективностью. Исходя из этого, было сделано предположение, что упаковка Vpx белка SIVmac в вирионы лентивирусных векторов на основе HIV-1 может увеличивать их инфекционность на ДК. Для придания лентивирусной векторной системе на основе HIV-1 способности упаковывать в вирионы белок Vpx SIVmac239 в векторную систему были введены ряд изменений. На основе анализа структурной и функциональной гомологии белков p6 HIV-1 и SIVmac239 были определены аминокислотные последовательности, замена которых в составе p6 HIV-1 позволяла бы специфически упаковывать экзогенный белок Vpx SIVmac239 и оказывала минимальное влияние на структуру белка. Для экспрессии белка Vpx SIVmac239 в клетках человека была получена кодон-оптимизированная последовательность гена Vpx. Результаты показали, что упаковка Vpx белка в вирионы модифицированных лентивирусов является критичной для их инфекционности на ДК, так как вирус «дикого типа», полученный даже в присутствии Vpx белка, был не способен продуктивно инфицировать ДК, поскольку не содержит белковых детерминант для упаковки Vpx. Эффективность введения маркерного гена в ДК при помощи модифицированной векторной системы для различных доноров составила 90–97 %. Отличительной особенностью векторной системы является ее способность упаковывать Vpx белок SIVmac непосредственно в вирионы HIV-1, что дает возможность напрямую вводить вирусные векторы на основе HIV-1 в ДК, без предварительной их обработки обезьяньим вирусом SIVmac. Таким образом, модифицированная векторная система может быть использована для эффективного введения и долговременной экспрессии генов в ДК человека.
1. Steinman, R. M. Decisions about dendritic cells: past, present, and future / R. M. Steinman // Annual Review of Immunology. – 2012. – Vol. 30. – P. 1–22. https://doi.org/10.1146/annurev-immunol-100311-102839
2. Steinman, R. M. Taking dendritic cells into medicine / R. M. Steinman, J. Banchereau // Nature. – 2007. – Vol. 449. – P. 419–426. https://doi.org/10.1038/nature06175
3. Targeted delivery of TLR ligands to human and mouse dendritic cells strongly enhances adjuvanticity / P. J. Tacken, I. S. Zeelenberg, L. J. Cruz [et al.] // Blood. – 2011. – Vol. 118, N 26. – P. 6836–6844. https://doi.org/10.1182/blood-2011-07-367615
4. Naldini, L. Lentiviruses as gene transfer agents for delivery to non-dividing cells / L. Naldini // Current Opinion in Biotechnology. – 1998. – Vol. 9, N 5. – P. 457–463. https://doi.org/10.1016/s0958-1669(98)80029-3
5. SAMHD1 restricts the replication of human immunodeficiency virus type 1 by depleting the intracellular pool of deoxynucleoside triphosphates / H. Lahouassa, W. Daddacha, H. Hofmann [et al.] // Nature Immunology. – 2012. – Vol. 13. – P. 223–228. https://doi.org/10.1038/ni.2236
6. SAMHD1 is the dendriticand myeloid-cell-specific HIV-1 restriction factor counteracted by Vpx / N. Laguette, B. Sobhian, N. Casartelli [et al.] // Nature. – 2011. – Vol. 474. – P. 654–657. https://doi.org/10.1038/nature10117
7. Vpx relieves inhibition of HIV-1 infection of macrophages mediated by the SAMHD1 protein / K. Hrecka, C. Hao, M. Gierszewska [et al.] // Nature. – 2011. – Vol. 474. – P. 658–661. https://doi.org/10.1038/nature10195
8. With a little help from a friend: increasing HIV transduction of monocyte-derived dendritic cells with virion-like particles of SIVMAC / C. Goujon, L. Jarrosson-Wuilleme, J. Bernaud [et al.] // Gene Therapy. – 2006. – Vol. 13. – P. 991–994. https://doi.org/10.1038/sj.gt.3302753
9. A cryptic sensor for HIV-1 activates antiviral innate immunity in dendritic cells / N. Manel, B. Hogstad, Ya. Wang [et al.] // Nature. – 2010. – Vol. 467. – P. 214–217. https://doi.org/10.1038/nature09337
10. Sambrook, J. F. Molecular cloning: a laboratory manual / J. Sambrook. – Cold Spring Harbor, 2001. – 3d ed.
11. A conserved dileucine-containing motif in p6gag governs the particle association of Vpx and Vpr of simian immunodeficiency viruses SIVmac and SIVagm / M. A. Accola, A. A. Bukovsky, M. S. Jones, H. G. Gottlinger // Journal of Virology. – 1999. – Vol. 73, N 12. – P. 9992–9999. https://doi.org/10.1128/JVI.73.12.9992-9999.1999
12. Solution structure of the human immunodeficiency virus type 1 p6 protein / T. Fossen, V. Wray, K. Bruns [et al.] // Journal of Biological Chemistry. – 2005. – Vol. 280, N 52. – P. 42515–42527. https://doi.org/10.1074/jbc.M507375200
13. Identification and structural characterization of the ALIX-binding late domains of simian immunodeficiency virus SIVmac239 and SIVagmTan-1 / Q. Zhai, M. B. Landesman, H. Robinson [et al.] // Journal of Virology. – 2011. – Vol. 85, N 1. – P. 632–637. https://doi.org/10.1128/JVI.01683-10
14. Kondo, E. A conserved LXXLF sequence is the major determinant in p6gag required for the incorporation of human immunodeficiency virus type 1 Vpr / E. Kondo, H. G. Gottinger // Journal of Virology. – 1996. – Vol. 70, N 1. – P. 159–164. https://doi.org/10.1128/JVI.70.1.159-164.1996
15. Zhu, H. Identification of the 15FRFG domain in HIV-1 Gag p6 essential for Vpr packaging into the virion / H. Zhu, H. Jian, L. J. Zhao // Retrovirology. – 2004. – Vol. 1. – Art. 26. https://doi.org/10.1186/1742-4690-1-26
