Virale Vektoren als biologische Sicherheitsmaßnahme anerkannt?
Dr. Alexander Heinick
Virale Vektoren werden zur Transfektion immer häufiger eingesetzt. Welche Kriterien sollten virale Vektoren erfüllen?
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Virale Vektoren gehören zu den effizientesten Gentransfervehikeln für eukaryotische Zellen. Für gentechnische Arbeiten werden häufig retrovirale, Adenovirus- und von Adeno-assoziierte Viren (AAV) abgeleitete Vektoren genutzt. Damit ein viraler Vektor sicher ist oder sogar als sog. biologische Sicherheitsmaßnahme anerkannt werden kann, darf er keine eigenständige Infektiosität besitzen, was auch seine Replikationsfähigkeit ausschließt. Die Unfähigkeit zur Replikation wird meistens durch die gezielte Deletion von essenziellen viralen Replikations-Genen erreicht.
Diese defekten Virusfunktionen im Vektor dürfen nicht (höchstens schwach) durch endogene Helferviren in der Empfängerzelle komplementiert werden, da diese ansonsten einen weiteren Gentransfer durch Abgabe infektiöser Viruspartikel von infizierten Wirtszellen ermöglichen. Dies trifft auf alle deletionsmutierten viralen Vektoren zu, z.B. basieren AAV-Vektoren auf sog. Satellitenviren. AAV sind natürlicherweise replikationsdefekte Viren und benötigen die Unterstützung von Helferviren wie Adeno-, humane Cytomegalie- oder Herpesviren zur Replikation im Zellkern der Wirtszelle. Wenn die Prävalenz dieser Helferviren in der Population der Wirte in Deutschland und angrenzenden Ländern niedrig ist, kann nicht von einem erheblichen Transfer des viralen Vektors durch endogene Helferviren ausgegangen werden.
Die Rekombination von replikationsdefekten viralen Vektoren mit einem Wildtypvirus, die zur Wiederherstellung der Replikationskompetenz führt, sollte möglichst ausgeschlossen sein, um virale Vektoren als biologische Sicherheitsmaßnahme anerkennen zu können. Die Wahrscheinlichkeit für ein solches Rekombinationsereignis ist gering, kann jedoch bei Vektoren auf Basis von DNA-Viren durch eine geringe Homologie zwischen Vektor- und Wildtypvirusgenom reduziert werden.
Vektoren werden als Teil einer biologischen Sicherheitsmaßnahme anerkannt, wenn
- deren Genom vollständig annotiert ist,
- sie keinen breiten Wirtsbereich aufweisen,
- sie für Prokaryoten kein eigenes Transfersystem, eine geringe Cotransfer-Rate und eine geringe Mobilisierbarkeit besitzen,
- sie auf viraler Basis in eukaryotischen Zellen replikationsdefizient sind und dieser Defekt nicht durch Helferviren, die weit in der Wirtspopulation verbreitet sind, ausgeglichen wird.
