Cesko.wiki Vaccinia virus
Author
Albert FloresVaccinia virus (virus vakcinie, VACV nebo VC) je virus patřící do čeledi Poxviridae. V současnosti se využívá především jako vakcína proti onemocnění pravými neštovicemi.
Historie
Původně se vakcinace proti pravým neštovicím prováděla primitivním procesem zvaným variolace, kdy byl pacientovi podán virus variola (původce onemocnění) přímo z vředů infikované osoby pomocí insuflace nebo skarifikace. Výsledkem byly velice těžké průběhy onemocnění s vysokou úmrtností. +more V roku 1798 použil anglický lékař Edward Jenner k vakcinaci proti pravým neštovicím příbuzný virus kravských neštovic, což byl mnohem bezpečnější zákrok a tento způsob vakcinace se stal velice populární. Po určité době se však zjistilo, že virus užívaný ve vakcínách není, nebo už dlouho nebyl, totožný s virem kravských neštovic a dostal tak jméno "vaccinia" neboli virus vakcinie.
Původ viru
Virus vakcinie je původem blízký viru kravských neštovic, v minulosti se také dost často zaměňovaly. Přesný původ viru však není znám. +more Nejčastější představa o jeho původu je ta, že sdílí společného předka s virem kravských neštovic, virem variola a jinými viry z čeledi Poxviridae. Existují také spekulace o možném vzniku z viru koňských neštovic (až 99% podobnost).
Charakteristika
Virus patří mezi obalené DNA-viry. DNA se skládá ze dvou lineárních řetězců, přibližně 190 kbp dlouhých, a obsahuje asi 250 genů. +more Virion má rozměry 360 × 270 × 250 nm, tudíž se VACV řadí mezi velké viry. Množí se, na rozdíl od většiny DNA-virů, v cytoplasmě buňky, ne v jádře. Komplexní genom je dostatečně veliký nato, aby se do viru mohly vkládat cizí geny, což z něj dělá ideální rekombinační vektor.
Životní cyklus
Během svého životního cyklu produkuje VACV čtyři infekční formy, lišící se od sebe vnější membránou.
Nejčastější formou je intracelulární zralý virion (anglicky intracelular mature virion, IMV) s jedinou lipoproteinovou vrstvou, který vzniká v cytoplazmě z neinfekčních prekurzorů a nezralé virové částice (immature virus, IV) a je odpovědný za přenos viru mezi hostiteli. IMV částice jsou pomocí mikrotubulů přenášeny k endozomům nebo k trans-Golgiho aparátu, kde se obalují dalšími dvěma vrstvami fosfolipidové membrány.
Takhle vznikají intracelulární obalené viriony (intracelular enveloped virion, IEV). IEV částice se pak opět pomocí mikrotubulů pohybují k buněčnému povrchu, kde jejich vnější dvojitá membrána fúzuje s buněčnou plazmatickou membránou a částice se vystavují na povrch buňky. +more Pokud částice zůstává na povrchu, nazývá se buněčný obalený virion (cell enveloped virion, CEV), anebo pokud je vypuzena pryč z buňky, tak se nazývá extracelulární obalený virion (extracelular enveloped virion, EEV). CEV částice jsou důležité v mezibuněčném šíření viru, kdežto částice EEV mají roli v šíření na větší vzdálenosti.
Využití jako vakcína
Jelikož orthopoxviry mají vysoce konzervovanou morfologii strukturních proteinů, aktivují v hostiteli podobné antigeny. Proto je virus vakcinie využíván hlavně jako vakcína proti příbuznému viru variola, původci pravých neštovic. +more V 60. až 70. letech, kdy probíhala celosvětová vakcinační kampaň proti neštovicím, propagovaná Světovou zdravotnickou organizací (WHO), pomohl tento virus k masívnímu vymýcení neštovic z populace. Po tomhle úspěchu zaznamenal vývoj vakcín na bázi VACV dramatický vývoj, který pokračuje neustále dodnes.
Vakcíny 1. generace
Vakcíny 1. generace se zrodili na počátku 60. +more let. Většina z nich byla vyráběna ve Spojených státech kultivací na zvířecí kůži (používala se kůže telat, ovcí nebo zajíců). Mezi představitelé této generace patří:.
* kmen NYCBH (New York City Board of Health): k vakcinaci v USA nebo v západní Africe
* kmen Dryvax: vakcinace jen v některých amerických státech, vyráběn na kůži telat infikovaných kmenem NYCBH
* kmen EM-63: vyráběn v Sovětském svazu, sloužil k vakcinaci i v jiných zemí např. v Indii * kmen Lister/Elstree: vyráběn britskou společností Lister Institute, na začátku 70. +more let byl nejrozšířenější vakcínou * jiné kmeny: Paris, Bern, Copenhagen Tian Tian (Čína), Dairen (Japonsko).
Vakcíny 2. generace
Využívaní zvířat pro produkci vakcín nevyvolávalo dobré ohlasy ve veřejnosti a časem se vyskytly také i některé výrobní potíže s kontrolou mikrobiální asepticity. Proto se spustil vývoj "vakcín 2. +more generace". Zde se pro výrobní účely využívali kultury tkáňových buněk nebo embryované kuřecí vajíčka (v Japonsku se užívali jejich fibroblasty).
* ACAM2000: odvozen z kmene Dryvax, od roku 2007 licencovaná vakcína ve Spojených státech
Vakcíny 3. generace
Vakcíny 1. a 2. +more generace se ukázaly jako dostatečné prevence proti onemocnění pravých neštovic. Nicméně pořád existuje skupina lidí s kontraindikacemi, který vylučují očkování těmito typy vakcín. Proto se výzkum zaměřuje na vývoj třetí generace VACV vakcín, které by měly být bezpečnější a přitom imunogenní. Zde se už uplatňuje pozměňování divokých kmenů viru za účelem vytvoření virové částice, která se v buňkách nereplikuje nebo je značně oslabená.
Jednou z nejběžnějších metod takovéhoto pozměnění viru je vícenásobné pasážování v tkáňových kulturách z různých hostitelů. To má za následek i změnu některých vlastností viru např. +more genomová kompozice nebo širší hostitelská specifita.
* LC16m8 (Lister clone 16m8) * Modified Vaccinia Ankara (MVA) * kmen Dairen I (DIs)
Vakcíny 4. generace
Čtvrtá generace vakcín je vyráběna už pokročilejšími technikami genetického inženýrství. Virus je oslabován takovými metodami jako jsou např. +more delece, inzerce (např. genů pro aktivaci IL-2 nebo INF-γ) nebo interrupce virových genů souvisejících s utlumováním imunitní odpovědí hostitele.
* kmen NYVAC: odvozen z kmene Copenhagen, delece 18 ORF (open reading frame) míst * jiné příklady delece genů VACV: gen B8R (neschopnost blokace aktivity hostitelských cytokinů), B13R a B22R (oslabená replikace a patogenita), C12L (neschopnost tvořit interleukin-18 vážící protein), fragmenty s geny M1L, M2L, K1L a K2L (mutace vede k širšímu rozmezí hostitelů viru) ai.
Místo vpichu vakcíny po několika dnech
Vedlejší účinky
U zdravých jedinců se v souvislosti s vakcinací častokrát nevyskytují žádné vedlejší účinky nebo jiné zdravotní potíže, a pokud ano, tak mají jen mírný průběh (vyrážky nebo horečka). Jisté závažnější komplikace (např. +more kožní léze, svědění, ekzémy, atopická dermatitida, edémy, vředy, nekrózy kůže, panikulitida, nebo post-vakcinační encefalitida) se vyskytovaly s použitím vakcín 1. a 2. generace nebo se vyskytují u imunodeficientních pacientů.
Další využití
Kromě vakcín může mít virus vakcinie i jiná využití. Používá se také jako vektor ve genových terapií nebo v genetickém inženýrství při vývoji rekombinantních vakcín, do kterého se vkládají geny určené pro expresi v hostiteli. +more Díky schopnosti indukovat silnou imunitní odpověď na antigeny spojené s tvorbou tumorů se VACV užívá i v imunoterapii jako onkolytický virus při léčbě rakoviny.
Rezistence k hostiteli
Virus vakcinie vykazuje rezistenci hlavně k interferonům hostitele, a to díky proteinům kódovaných přímo v jeho genomu. Jsou to proteiny:
* K3L - je homologický s eukaryotickým iniciačním faktorem 2α (eIF-2α) a inhibuje PKR, aktivátor interferonů. * E3L - také inhibuje PKR, může se vázat i na RNA. +more * B18R - slouží přímo jako inhibitor interferonů. .