Genleverans är processen att leverera målgener till kärnan i en målcell .
Processen består av följande steg:
Den enklaste vektorn för en gen är ett plasmid - cirkulärt DNA på flera tusen baspar , skapat genom genteknik . Plasmiden innehåller målgenen och dess promotor , såväl som olika regulatoriska och signaleringssekvenser som är nödvändiga för syntesen av stora mängder komplett mRNA och målprotein. Förutom dessa komponenter innehåller plasmiden tjänstesekvenser och gener, tack vare vilka den kan förökas i bakterieceller . Inom genterapi kallas plasmid-DNA ofta för "naket DNA" (naket DNA), vilket betyder att genen inte placeras i en skyddande nanobehållare. Effektiviteten av genöverföring genom "naket DNA" är låg, men nanobehållare introduceras inte i kroppen , vars biologiska effekter inte alltid är förutsägbara.
För att öka effektiviteten av genleverans till celler, föreslås det att använda virala vektorer (adenovirala, lentivirala, etc.) och icke-virala vektorer ( liposomer , dendrimerer , DNA-lipidkomplex, etc.). Riktad leverans bestäms av närvaron på ytan av vektorerna av speciella molekyler som känns igen av receptorer på målceller. Sådana molekyler kan vara virala kapsidproteiner som känns igen av cellmembranreceptorer , antikroppar mot cellyteantigener inbäddade i membranet av liposomer, folsyramolekyler som är starkt fångad av tumörceller. DNA från terapeutiska gener kan komma direkt in i cellens cytoplasma , till exempel när en liposom smälter samman med det cytoplasmatiska membranet. Enligt ett annat scenario dras cellmembranet vid platsen för vektorfästning tillbaka (invagineras) och snöras in i cytoplasman, vilket bildar en membranvesikel ( endosom ). Endosomer smälter sedan samman med andra vesiklar , men med hjälp av vissa fysikalisk-kemiska tekniker är det möjligt att frigöra de införda generna direkt i cytoplasman. Dessa gener kommer in i kärnan under celldelningen, då kärnmembranet försvinner och återbildas och en del av det införda DNA:t hamnar i kärnan. Lentivirala vektorer har ett speciellt protein som hjälper till att importera det virala RNA- genomet och dess terapeutiska gen till kärnan genom kärnporerna. På grund av denna egenskap kan lentivirala vektorer introducera gener i kärnorna hos celler som inte delar sig eller sällan delar sig, såsom neuroner , hjärtmuskelceller, stamceller . En gens inträde i kärnan är nödvändig för att den ska integreras i cellgenomet och börja fungera som en del av det. När det gäller ett lentiviralt RNA-genom omvandlas det först till ett DNA-genom av virala och nukleära enzymer. Gener som inte integreras i arvsmassan måste ändå komma in i kärnan, eftersom det finns enzymatiska system för syntes och bearbetning av mRNA, med vilka det nödvändiga proteinet sedan kommer att syntetiseras i cytoplasman.