Informatie

7.15: Virussen in onderzoek en geneeskunde - biologie


Kunnen virussen nuttig zijn, of gewoon schadelijk?

Virussen worden op grote schaal gebruikt in onderzoek en geneeskunde om zowel de basisbiologie te begrijpen als de menselijke gezondheid te verbeteren. Stel je voor dat je een hulpmiddel hebt dat zijn DNA in een gastheercel kan injecteren. De mogelijkheden om zo'n tool te gebruiken zijn eindeloos. Die tool zou een virus zijn.

Virussen in onderzoek

Virussen zijn een uiterst belangrijk hulpmiddel in de studie van moleculaire en cellulaire biologie. Omdat virussen cellen infecteren door hun genetisch materiaal naar de kern van de gastheercel te verplaatsen, zijn ze nuttig bij het onderzoek naar de functies van cellen. Het gebruik van virussen in onderzoek heeft ons bijvoorbeeld geholpen om de basisprincipes van moleculaire genetica te begrijpen, zoals DNA-replicatie, transcriptie, RNA-verwerking, translatie, eiwittransport en immunologie.

Virussen en medicijnen

Genetici gebruiken vaak virussen als vectoren om genen te introduceren in cellen die ze bestuderen. EENviraal vector is een hulpmiddel dat vaak door moleculair biologen wordt gebruikt om genetisch materiaal in cellen te plaatsen. Om een ​​bruikbare virale vector te zijn, wordt het virus zodanig gemodificeerd dat het geen ziekte zal veroorzaken en alleen bepaalde soorten cellen zal infecteren. fagen worden vaak gebruikt als vectoren om bacteriën genetisch te modificeren.

Op een vergelijkbare manier, virale therapie gebruikt virussen om zieke cellen en weefsels genetisch te modificeren. Virale therapie is veelbelovend als een methode van gentherapie en bij de behandeling van kanker. Gentherapie is het inbrengen van genen in de cellen en weefsels van een persoon om een ​​ziekte te behandelen. In het geval van een genetische ziekte wordt het defecte gen vervangen door een werkend gen. Hoewel de technologie nog nieuw is, wordt deze met enig succes toegepast.

Wetenschappers hebben zich gericht op gentherapie voor ziekten die worden veroorzaakt door defecten in één gen, zoals cystische fibrose, hemofilie, spierdystrofie en sikkelcelanemie. Bij gentherapie wordt de juiste versie van het gen in menselijke cellen geïntroduceerd door gebruik te maken van een virale vector zoals het adenovirus dat wordt getoond in de Figuur onderstaand.

Fagen worden al meer dan 60 jaar gebruikt als alternatief voor antibiotica in de voormalige Sovjet-Unie en Oost-Europa. Ze worden gezien als een hoop tegen multiresistente stammen van veel bacteriën, omdat ze deze "superbacteriën" kunnen infecteren en doden. In het geval van MRSA (methicilline-resistente Staphylococcus aureus), produceert een faag die de bacterie infecteert een toxine dat de bacterie virulenter en moeilijker te bevatten maakt.

Virussen die kankercellen infecteren, worden bestudeerd voor hun gebruik bij kankerbehandelingen. oncolytische virussen zijn virussen die kankercellen lyseren en doden. Sommige onderzoekers hopen sommige kankers met deze virussen te kunnen behandelen.

Gentherapie met behulp van een Adenovirus-vector. Een nieuw gen wordt ingebracht in een adenovirusvector, die wordt gebruikt om het gemodificeerde DNA in een menselijke cel in te brengen. Als de behandeling succesvol is, komt het nieuwe gen in de kern en in het DNA van de doelcel om een ​​functioneel eiwit te maken.

Samenvatting

  • Virussen zijn nuttige hulpmiddelen in wetenschappelijk onderzoek en geneeskunde.
  • Virussen helpen ons de moleculaire biologie te begrijpen. Ze worden ook gebruikt bij gentherapie.

Beoordeling

  1. Waarom zijn virussen bijzonder nuttige hulpmiddelen om de moleculaire biologie te begrijpen?
  2. Wat hebben wetenschappers geleerd door de virussen en hun invasie van gastheercellen te bestuderen?
  3. Wat is een virale vector? Zijn ze schadelijk?

Bronnen

Kunnen virussen nuttig zijn, of gewoon schadelijk?

Virussen worden op grote schaal gebruikt in onderzoek en geneeskunde om zowel de basisbiologie te begrijpen als de menselijke gezondheid te verbeteren. Die tool zou een virus zijn.

Virussen in onderzoek

Virussen zijn een uiterst belangrijk hulpmiddel in de studie van moleculaire en cellulaire biologie. Het gebruik van virussen in onderzoek heeft ons bijvoorbeeld geholpen om de basisprincipes van moleculaire genetica te begrijpen, zoals DNA-replicatie, transcriptie, RNA-verwerking, translatie, eiwittransport en immunologie.

Virussen en medicijnen

Genetici gebruiken vaak virussen als vectoren om genen te introduceren in cellen die ze bestuderen. Als de behandeling succesvol is, komt het nieuwe gen in de kern en in het DNA van de doelcel om een ​​functioneel eiwit te maken.

Samenvatting

  • Virussen zijn nuttige hulpmiddelen in wetenschappelijk onderzoek en geneeskunde.
  • Virussen helpen ons de moleculaire biologie te begrijpen. Ze worden ook gebruikt bij gentherapie.

Beoordeling

  1. Waarom zijn virussen bijzonder nuttige hulpmiddelen om de moleculaire biologie te begrijpen?
  2. Wat hebben wetenschappers geleerd door de virussen en hun invasie van gastheercellen te bestuderen?
  3. Wat is een virale vector? Zijn ze schadelijk?

Bronnen


Universitair hoofddocent Microbiologie & Immunologie

Martin Richer, PhD, ontving in 1996 een BSc Honours in Microbiology & Immunology van McGill University, een MSc in Microbiology & Immunology van de Université de Montréal in 2000 en een PhD in Microbiology & Immunology van de University of British Columbia in 2010. zijn postdoctoraal werk onder het mentorschap van Dr. John Harty aan de Universiteit van Iowa. Dr. Richer trad in 2014 toe tot de faculteit van de afdeling Microbiologie & Immunologie aan de McGill University in Montreal, Canada. In 2020 werd Dr. Richer aangeworven voor de faculteit van de Indiana University School of Medicine als Associate Professor of Microbiology & Immunology.

Onderzoek in het Richer Lab is gericht op het begrijpen van de moleculaire mechanismen die zowel effector- als geheugen-T-celreacties reguleren. Het laboratorium van Dr. Richer is geïnteresseerd in het begrijpen hoe interacties tussen gastheer en ziekteverwekker het vermogen van de gastheer vormen om een ​​beschermende en langdurige immuunrespons op te bouwen. Het lab heeft een bijzondere interesse in de rol van cytokine bij het vormgeven van primaire T-celrespons en het beïnvloeden van de ontwikkeling en effectiviteit van geheugenresponsen. Het Richer-lab bestudeert ook de immuunrespons op opkomende pathogenen, zoals het Zika-virus, met de nadruk op het vermogen van het virus om immuunresponsen van de gastheer tegen te gaan.


Abstract

Influenza-epidemieën veroorzaken elk jaar wereldwijd een aanzienlijke morbiditeit en mortaliteit. Momenteel circuleren twee influenza A-subtypes, A(H1N1) en A(H3N2), en type B-virussen samen in de mens en infectie met één type/subtype zou kruisbescherming tegen de andere kunnen bieden. Het blijft echter onduidelijk hoe dergelijke ecologische concurrentie via kruisimmuniteit en antigene mutaties die immuunontsnapping mogelijk maken, de dynamiek van de influenza-epidemie op populatieniveau beïnvloedt. Hier ontwikkelen we een uitgebreid model-inferentiesysteem en passen dit toe om de evolutionaire en epidemiologische dynamiek van de drie influenzatypes/subtypes in Hong Kong te bestuderen, een stad van wereldwijde volksgezondheidsbelangen voor de bestrijding van griepepidemieën en pandemieën. Door gebruik te maken van langetermijngegevens over griepsurveillance sinds 1998, zijn we in staat om de sterkte van kruisimmuniteit tussen elk virusparen, de timing en frequentie van onderbroken veranderingen in de immuniteit van de bevolking als reactie op antigene mutaties in influenzavirussen, en belangrijke epidemiologische parameters te schatten. de afgelopen 20 jaar, inclusief de pandemie van 2009. We vinden bewijs van kruisimmuniteit in alle typen/subtypen, met de sterkste kruisimmuniteit van A(H1N1) tegen A(H3N2). Onze resultaten suggereren ook dat A(H3N2) zowel in de zomer als in de winter antigene mutaties kan ondergaan en dus kan het monitoren van het virus in beide seizoenen belangrijk zijn voor de ontwikkeling van vaccins. Over het algemeen onthult onze studie ingewikkelde epidemiologische interacties en onderstreept het het belang van gelijktijdige monitoring van de immuniteit van de bevolking, incidentiecijfers en virale genetische en antigene veranderingen.


ENKELE PERSOONLIJKE GEDACHTEN EN BEDANKT

Veel mensen hebben bijgedragen aan mijn wetenschappelijke carrière, en ik wil mijn waardering uitspreken voor mijn ouders, die niet meer leven, voor hun persoonlijke opofferingen die mijn opvoeding mogelijk hebben gemaakt voor mijn vrouw, Toby, en kinderen, Rob, Jennifer en David, voor hun liefdevolle steun (Figuur 6) aan Vernon Ingram en Norman Salzman (beiden overleden) voor het aanmoedigen van mijn onafhankelijkheid als onderzoeker voor de vele getalenteerde en energieke studenten, postdoctorale fellows en laboratoriumpersoneel (Figuur 7), van wie sommigen hun eigen laboratoria hebben opgezet om het onderzoek naar het pokkenvirus voort te zetten, ten gunste van de pokkenvirus-onderzoeksgemeenschap, aan mijn geweldige collega's in het laboratorium voor virale ziekten van het intramurale programma van het National Institute of Allergy and Infectious Diseases voor het bieden van een buitengewone omgeving voor door nieuwsgierigheid gedreven basisonderzoek en tot slot naar het woon-werkverkeer op de fiets en frequent kajakken (Figuur 8), die me in goede fysieke vorm en geest houden.


Bekijk de video: Proefdiervrij onderzoek aan virussen (November 2021).