Đề tài Liệu pháp gen và ứng dụng liệu pháp gen trong chữa bệnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC TIỂU LUẬN SINH HỌC PHÂN TỬ VÀ DI TRUYỀN HỌC ĐỀ TÀI : LIỆU PHÁP GEN VÀ ỨNG DỤNG LIỆU PHÁP GEN TRONG CHỮA BỆNH GVHD : PGS.TS NGUYỄN THÚY HƯƠNG Lớp : HC09SH Nhóm 1. Lê Hoàng Khoa 60901228 2. Cao Thị Mỹ Phương 60902029 3. Lê Kim Tài 60902310 4. Nguyễn Thị Thanh Tân 60902381 5. Nguyễn Đức Trung 60902979 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU NỘI DUNG A. LIỆU PHÁP GEN I. Khái niệm 1. Liệu pháp gen 2. Gen liệu pháp II. Nguyên tắc cơ bản của điều trị bằng liệu pháp gen III. Phân loại liệu pháp gen IV. Kỹ thuật cơ bản 1. Cơ sở của liệu pháp gen 2. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen 3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp V. Nguyên lý của liệu pháp gen 1. Tách dòng gen liệu pháp 2. Các loại vecto thường được sử dụng trong liệu pháp gen B. Ứng dụng liệu pháp gen trong chữa bệnh I. Các lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của liệu pháp gen II. Một số xu hướng chữa bệnh bằng liệu pháp gen III. Ứng dụng liệu pháp gen trong việc chữa bệnh HIV/AIDS IV. Vấn đề an toàn và triển vọng của liệu pháp gen C. Kết luận Tài liệu tham khảo. LỜI MỞ ĐẦU Nhiệm vụ hàng đầu của CNSH là giải quyết vấn đề mạng sống mà mỗi con người đều phải trải qua là sinh, lão, bệnh, tử. CNSH đang tập trung nỗ lực tìm ra các hướng đi để chữa khỏi các căn bệnh di truyền cũng như các căn bệnh hiểm nghèo. Trong đó liệu pháp gen là một kĩ thuật cao của CNSH có ý nghĩa quan trọng trong giải quyết nhiệm vụ này. NỘI DUNG A. LIỆU PHÁP GEN I. Khái niệm 1. Liệu pháp gen Liệu pháp gen (gene therapy) là kỹ thuật đưa gen lành vào cơ thể thay thế cho gen bệnh hay đưa gen cần thiết nào đó thay vào vị trí gen bị sai hỏng để đạt được mục tiêu của liệu pháp. Biện pháp thứ nhất, đưa gen lành vào thay thế cho gen bệnh là cách giải quyết triệt để, vì gen lành sẽ được đưa vào đúng vị trí của nó trên bộ gen và chịu tác động bình thường của các trình tự biểu hiện gen đó. đưa vào tế bào bản sao của gene khỏe mạnh Biện pháp thứ hai, đưa gen cần thiết thay vào vị trí gen sai hỏng dễ thực hiện hơn nhưng khi đưa thêm một gen cần thiết vào bộ gen, người ta không làm chủ được vị trí gắn xen của đoạn mới đưa vào. Điều này dẫn đến một số kết quả không lường trước được: Gen mới đưa vào không nằm trong phức hợp điều hoà nên có thể được biểu hịên một cách tuỳ tiện, không đúng nơi (đúng với loại tế bào, mô đặc hiệu) và không đúng lúc (đúng với chu trình phát triển cá thể), hoặc thậm chí không được biểu hiện. Gen mới đưa vào gây những hiệu quả không mong muốn. Gen gắn vào một vị trí có khả năng hoạt hoá một gen tiền ung thư dẫn dến sự biểu hiện quá độ của gen này gây ra ung thư. 2. Gen liệu pháp Gen liệu pháp (Therapeutic gene) là các gen có chức năng sử dụng vào điều trị bệnh cho con người. Mỗi loại gen liệu pháp có những đặc điểm và chức năng khác nhau. Gen liệu pháp có thể là: Gen lành (các gen hoạt động bình thường) được đưa vào tế bào sống để thay thế các gen hỏng, gen mất chức năng Những gen có khả năng mã hóa 1 protein đặc hiệu, khi đưa vào tế bào sống có thể tạo nên các loại protein đặc hiệu. Các protein đặc hiệu có thể ức chế hoạt động của 1 gen khác trong tế bào, kìm hãm khả năng phân chia của tế bào hoặc gây chết các tế bào bị bệnh. Gen ức chế các gen gây bệnh, gen kìm hãm hoặc các gen phục hồi Các đoạn oligonucleotide có tác dụng kiềm hãm sự hoạt động các gen bị đột biến trong tế bào. II. Nguyên tắc cơ bản của điều trị bằng liệu pháp gen Theo dõi và hiểu biết cặn kẽ quá trình, cơ chế phát sinh bệnh, đặc tính di truyền của bệnh Nắm vững cấu trúc và chức năng của gen gây bệnh, gen hỏng, gen đột biến, … và cấu trúc, chức năng của gen liệu pháp. Dự đoán hiệu quả của liệu pháp. Nếu hiệu quả cao mới áp dụng Thử nghiệm nhiều lần với động vật, khi đạt hiệu quả cao mới áp dụng cho con người. III. Phân loại liệu pháp gen 2 nhóm phương pháp cơ bản: Liệu pháp gen soma (Somatic Gen Therapy - SGT): là phương pháp điều trị, thay thế hay sửa chữa các gen hỏng, gen bệnh của các tế bào soma trong cơ thể. SGT liên quan đến sự biểu hiện gen bên trong những tế bào sẽ được uốn nắn ở bệnh nhân nhưng không di truyền cho thế hệ sau. Tế bào dùng chữa trị có thể là tế bào lympho, tế bào gan, đặc biệt là dùng tế bào gốc. Đây là loại hình GT đang được nghiên cứu tại "Viện Liệu pháp Gen người" cũng như tại nhiều phòng thí nghiệm khác trên thế giới. Liệu pháp gen tế bào mầm (Germline Gen Therapy - GGT): điều trị, sửa chữa, thay thế gen hỏng cho các giao tử nhằm tạo ra thế hệ sau bình thường. GGT liên quan đến cải biến gen của những tế bào mầm mà những tế bào này truyền đạt những sự thay đổi đó cho thế hệ sau. Hãy còn ít công trình nghiên cứu về sự can thiệp vào dòng mầm vì lý do kỹ thuật và đạo đức. IV. Các kỹ thuật cơ bản của liệu pháp gen 1. Cơ sở của liệu pháp gen - Liệu pháp gen có thể được tiến hành thông qua một số cách sau: Chuyển trực tiếp gen vào mô người bệnh. Strategies for Delivering Therapeutic Transgenes into Patients Tạo véctơ virus để chuyển gen một cách hiệu quả tới tế bào (in vivo). HIV based gene therapy vector Virus xâm nhiễm trực tiếp vào tế bào bằng cách gắn với chúng và “bơm” thông tin di truyền của chúng vào tế bào. Vì các virus tự nhiên tự sinh sản bên trong tế bào chủ nên gây hại với vật chủ mang chúng. Tuy nhiên, có thể xoá hay làm mất các phần có hại của virus, ngăn không cho chúng tái bản trong tế bào chủ. Ngày nay các virus không có khả năng tái bản này được sử dụng chung cho các nghiên cứu liệu pháp gen trên người và động vật. Sử dụng các kỹ thuật khác nhau để chuyển gen vào tế bào bên ngoài người bệnh, sau đó chuyển các tế bào đã được biến đổi này vào người bệnh (ex vivo). Phương pháp này được sử dụng chung để phân phối các nhân tố phát triển và các phân tử khác tới các vùng đặc hiệu của cơ thể. Chúng cũng được sử dụng để tạo ra các dòng tế bào đã bị biến đổi hoàn toàn cho cấy ghép. Giống như trong liệu pháp gen in vivo, các tế bào được chuyển có thể gây biểu hiện các protein lạ gây sưng tấy hay đáp ứng miễn dịch. Các nhóm chuyên gia đã chia liệu pháp gen thành các mức khác nhau: Chuyển gen với sự hoà nhập (gen được kết hợp chặt chẽ với DNA của vật chủ) Chuyển gen không hoà nhập (gen không kết hợp chặt chẽ với DNA của vật chủ) Sử dụng các oligonucleotide tổng hợp nhân tạo gọi là các phân tử ribozyme/antisense không có các thành phần điều hoà (sự biểu hiện gen đã bị biến đổi). Để chuyển gen, cần hội đủ một số điều kiện sau đây: Đầu tiên, phải có bản sao đầy đủ của gen thích hợp với những trình tự điều hoà thích hợp (trình tự khởi động), trình tự khởi động có thể là duy nhất đối với gen đặc hiệu, bằng cách này cho phép gen chỉ biều hiện trong các mô mà thông thường chúng được biểu hiện. Lần lượt, các gen có thể được kết nối với các trình tự khởi động, hoạt hoá trong tất cả các mô (phương pháp chung nhất được sử dụng ngày nay) hoặc có thể kết nối với các trình tự có thể hoạt hoá hay bất hoạt như một công tắc. Những thao tác như vậy có thể đạt được bằng công nghệ DNA tái tổ hợp. Thứ hai, phải lựa chọn kỹ thuật đích. DNA cần kỹ thuật này để có thể tiếp cận với tế bào. Ba kỹ thuật cơ bản được sử dụng để làm điều này: DNA có thể được gắn trực tiếp với các tế bào hoặc cấy vào mô. Gọi là chuyển DNA trần (nacked DNA transfer) DNA có thể được sử dụng dể tạo nên con thoi dịch chuyển virus (viral transfer shuttle). Đây là phương pháp chuyển DNA hầu như chắc chắn nhất. DNA xâm nhập không hiệu quả vào tế bào vì nó khó có thể xuyên qua lớp màng lipit kép, nhưng vector virus dễ dàng làm việc này. DNA cũng có thể phối hợp với các phức hệ hoá học khác nhau để khuếch đại khả năng chuyển dịch qua màng tế bào của nó. Thứ ba, có hai phương pháp ứng dụng liệu pháp gen: liệu pháp gen có thể ứng dụng trực tiếp với bệnh nhân hoặc trên các tế bào đã tách ra khỏi người bệnh (như tế bào tuỷ xương) sau đó cấy trở lại người bệnh. Trong tương lai, các thao tác liệu pháp gen của tế bào gốc phát triển trên môi trường mô tế bào và sau đó cấy lên người bệnh sẽ là tiến triển tột cùng. Mỗi kỹ thuật trên đều có những thuận lợi và khó khăn riêng. Khi chọn phương pháp phân phối gen, một số nhân tố cần được cân nhắc: Hiệu quả của liệu pháp phải được đặt lên hàng đầu. Sau đó, gen chuyển đổi phải được điều hoà đúng đắn. Nó phải được hoạt hoá đúng lúc, với độ dài thời gian chính xác và đúng số lượng. 2. Các bước cơ bản trong liệu pháp gen Trong thực nghiệm, người ta dùng các vector virus để chuyển các gen vào tế bào động vật theo 2 bước: Bước 1: Tạo vector tái tổ hợp mang gen cần chuyển. Trước đó, các virus đã được biến đổi để không còn khả năng sao chép, đồng thời lại có khả năng biểu hiện mạnh gen cần đưa vào cơ thể. Các biến đổi này bao gồm việc loại bỏ các trình tự cần cho sự sao chép của virus và gắn vào trước gen các trình tự promotor mạnh. Sau đó, vector tái tổ hợp được đưa vào tế bào nuôi cấy. Loại tế bào được sử dụng nhiều nhất là tế bào tuỷ xương vì dễ nuôi cấy lại bao gồm nhiều tế bào nguồn đa thế (pluri potential). Creating Recombinant Viral Vectors for Gene Therapy Bước 2: Vector virus mang gen lành được đưa vào cơ thể mà từ đó người ta đã tách các tế bào tuỷ xương. Như vậy, có thể xem đây là kỹ thuật ghép tự thân dù gen ghép vào là gen lạ đối với cơ thể. Trở ngại lớn là protein do gen lạ tạo ra có thể kích thích sản sinh kháng thể chống lại chính nó, hơn nữa, nếu việc chuyển gen vào tế bào nuôi cấy thường thành công thì việc đưa tế bào chuyển gen trở lại cơ thể lại ít khi có hiệu quả do nhiều nguyên nhân. Gần đây nhất, một quy trình liệu pháp gen vừa được thông qua nhằm làm chậm sự phát triển của bệnh AIDS. Người ta chuyển các oligonucleotit đối (antisens) bổ sung cho một số trình tự của virus HIV (trình tự TAR, REV) vào các tế bào của một người lành là anh em sinh đôi của người bệnh. Sau đó các tế bào này được tiêm vào bệnh nhân. Các Oligonicliotit đối TAR sẽ ức chế sự sao chép của virus khi bắt cặp và vô hiệu hóa trình tự TAR đóng vai trò trong sự sao chép. Còn các Oligonucleotit đối REV, khi bắt cặp với trình tự REV sẽ ngăn sự vận chuyển mRNA từ nhân ra tế bào chất. 3. Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp Hình thức chuyển gen có thể được thao tác thông qua một số cách sau: Chuyển trực tiếp gen vào mô người bệnh (liệu pháp in vivo). Gồm: Lựa chọn vector liệu pháp thích hợp Tách và tạo vector tái tổ hợp mang gen liệu pháp Đưa vector tái tổ hợp mang gen liệu pháp vào bằng các kỹ thuật chuyển gen như vi tiêm, súng bắn gen,… Kiểm tra biểu hiện của gen liệu pháp Chuyển gen vào tế bào bên ngoài người bệnh (liệu pháp ex vivo): Lấy tế bào có gen hỏng ra ngoài cơ thể Chuyển gen lành vào thay thế gen hỏng để tạo tế bào lành Nhân tế bào lành thành số lượng lớn rồi đưa vào cơ thể Kỹ thuật chuyển gen liệu pháp: Kỹ thuật vi tiêm (Microinjection) : dùng cho cả 2 hình thức in vivo và ex vivo Kỹ thuật xung điện (Electroporation) : thường dùng cho ex vivo Kỹ thuật dùng súng bắn gen (gene gun) : kỹ thuật này dùng để chuyển gen liệu pháp vào tế bào đích và thường đạt kết quả cao. Thực hiện theo hình thức ex vivo Kỹ thuật liposome (liposome technique) : thực hiện theo hình thức in vivo. Cần chú ý chọn tế bào đích để nâng cao hiệu quả V. Nguyên lý của liệu pháp gen : 1. Tách dòng gen liệu pháp : Tách dòng gen liệu pháp được thực hiện bằng các phương pháp tách dòng thực nghiệm thông thường, trong các phòng thí nghiệm sinh học phân tử và kỹ thuật gen. Gen liệu pháp có thể tách dòng từ các nguồn tế bào cho khác nhau như tế bào vi khuẩn, tế bào thực vật, động vật, tế bào người và một số loại virus. Tách dòng gen liệu pháp có hiệu quả cao đối với các gen đã biết rõ kích thước, vị trí của gen trong bộ gen. Hiệu quả tách dòng gen liệu pháp còn phụ thuộc vào cấu trúc, chức năng gen, sản phẩm của hoạt động gen cũng như mức độ hiện đại của các thiết bị thí nghiệm. Tùy theo đặc tính của gen liệu pháp và mục đích của liệu pháp gen, có thể tách dòng gen liệu pháp từ bộ gen (genome) hoặc từ mRNA. Trường hợp cần các gen nguyên vẹn (kể cả các vùng không mang mã di truyền) phải tách dòng từ bộ gen, thường chỉ thực hiện với các gen có kích thước nhỏ. Nếu các gen cần thiết có kích thước lớn, hoặc chỉ cần các phần DNA mang mã di truyền, phải thực hiện cách tách dòng từ mRNA. Trường hợp này cần tách chiết mRNA và thực hiện kỹ thuật phiên mã ngược để tạo các cDNA tương ứng. Trường hợp gen liệu pháp là các đoạn oligo nucleotide đã biết trình tự (mạch kép hoặc mạch đơn), có thể tạo các đoạn oligo nucleotide bằng phương pháp tổng hợp nhân tạo. 2. Các loại vectơ thường sử dụng trong liệu pháp gen Để có thể nâng cao hiệu quả của liệu pháp gen trong chữa bệnh, một vấn đề quan trọng là chọn vectơ chuyển gen phù hợp với gen cần chuyển, phù hợp với loại tế bào đích và loại bệnh cần trị. Vectơ chuyển các gen liệu pháp trong liệu pháp gen gọi là các vectơ liệu pháp. Vectơ liệu pháp có một số đặc điểm riêng: Phải đảm bảo đưa các gen liệu pháp vào tế bào (cơ thể) dễ dàng, không gây tổn thương hoạt động của các gen khác trong bộ gen (không hoặc rất ít gây đáp ứng miễn dịch, không gây phá hủy chức năng các mô, không có tác động kích hoạt gen tiền ung thư…). Phải có khả năng mang một gen liệu pháp có kích thước càng lớn càng tốt. Có sự linh hoạt với các tế bào đích, mô đích để có thể gắn gen liệu pháp vào đúng những vị trí định trước Hiện nay, dựa vào nguồn gốc của vectơ liệu pháp gen, người ta chia các vectơ liệu pháp làm 2 nhóm: vectơ có bản chất virus (viral vector) và vectơ không có bản chất virus (nonviral vector). 2.1 Các vectơ liệu pháp gen có bản chất virus (viral vector) Cơ chế xâm nhiễm và gây bệnh của virus Virus chứa vật chất di truyền được bao quanh bởi lớp màng protein. Đầu tiên, virus gắn với các tế bào chuyên biệt bằng sự tương tác với thụ thể (hay một chuỗi các điểm thụ thể) trên bề mặt tế bào. Tiếp đó, virus vào tế bào bởi sự tương tác với các phân tử bề mặt đặc hiệu trên tế bào, bằng cách này nó dễ dàng đi xuyên qua lớp rào chắn màng tế bào. Khi xâm nhiễm tế bào, virus có khả năng chuyển bộ gen của virus vào trong các tế bào chủ. Một số nhóm virus có thể gắn được bộ gen virus hoặc một số gen của chúng vào bộ gen của tế bào chủ, tạo thành một thể thống nhất. Các gen virus gắn với tế bào chủ, có thể tồn tại lâu dài cùng với quá trình phân chia tế bào chủ, tạo nên các provirus. Hiện tượng tạo provirus được gọi là trạng thái tiềm sinh của virus. Đối với các virus gây bệnh, đó là thời gian ủ bệnh. Trong quá trình tồn tại và phân chia của tế bào chủ, bộ gen virus cũng được nhân lên tạo vô số tế bào mang gen virus, vẫn hoạt động bình thường. Khi có một tác nhân nào đó (thường là tia tử ngoại, các chất độc, tia phóng xạ hoặc nhiệt độ cao…) tác động vào provirus, làm cho bộ gen virus tách khỏi tế bào, thực hiện quá trình tái bản gen virus và tổng hợp các thành phần của virus trong tế bào chủ. Sự lắp ghép các thành phần của virus tạo nên các virion, các virion hoạt động tạo nên vô số virus mới phá vỡ tế bào chủ và tiếp tục xâm nhiễm tế bào khác. Đây là giai đoạn biểu hiện bệnh rõ nhất. Trên cơ sở hiểu biết về bộ gen virus, cơ chế xâm nhiễm tế bào, cơ chế gắn gen của virus vào bộ gen tế bào, con người đã tìm ra các biện pháp loại bỏ hoặc gây bất hoạt các gen có hại của virus, nhưng vẫn giữ lại các gen giúp cho sự xâm nhiễm và gắn gen virus vào bộ gen tế bào, tạo nên các vectơ liệu pháp gen. Các viral vector được chia thành nhiều nhóm tùy theo đặc điểm cấu trúc bộ gen, đặc điểm xâm nhiễm, đặc điểm gây bệnh của virus… . Viral vector gồm một số loại chủ yếu: vectơ adenovirus, vectơ retrovirus, vectơ adeno-associated virus (AAV), vectơ herpes simplex virus (HSV)… . 2.1.1 Vectơ adenovirus Đặc điểm và cấu tạo di truyền Adenovirus là một loại virus có caspid đa diện 20 mặt, phần lõi chứa DNA mạch kép. Vỏ caspid của virus chứa 3 protein: hexon, fiber và base penton. Hexon là thành phần cấu trúc quan trọng, tạo thành bề mặt 20 mặt, trong khi các penton tạo thành phức hệ với fiber cho kết quả là 12 chóp ngoài vỏ virus đóng vai trò quan trọng trong việc gắn với các phối tử. Adenovirus được phân lập đầu tiên từ amidan vòm họng của người, gây các bệnh về đường hô hấp. Bộ gen của adenovirus là một chuỗi DNA xoắn kép dài 36 kb, gồm hơn 50 gen. Trong bộ gen của adenovirus có 4 vùng gen quan trọng, ký hiệu là E1, E2, E3 và E4. Gen E1 có chức năng mã hóa cho các protein enzyme giúp cho quá trình phiên mã tổng hợp các protein sớm (protein enzyme của virus). Gen E2 và E4 điều hòa quá trình tái bản DNA virus, dịch mã tổng hợp protein muộn đồng thời có liên quan đến sự đáp ứng miễn dich của vật chủ trong quá trình tấn công của adenovirus. Nguyên lý thiết kế vectơ adenovirus Vectơ adenovirus được tạo nên từ các adenovirus tái tổ hợp. Đầu tiên cần tạo các adenovirus tái tổ hợp có khả năng xâm nhiễm tế bào chủ nhưng mất khả năng tái bản trong tế bào chủ. Để thiết kế vectơ adenovirus phải loại bỏ gen E1 của adenovirus, thay thế bằng phức hợp promoter-gen liệu pháp và các gen cần thiết điều khiển quá trình biểu hiện của gen liệu pháp trong tế bào chủ. Gen E3 cũng được gây bất hoạt hoặc loại bỏ. Bộ gen virus sau khi loại bỏ gen E1 và E3 được đưa vào tế bào đóng gói (packaging cell) cùng với gen liệu pháp. Tại đây, quá trình tái tổ hợp ở những điểm tương đồng tạo nên bộ gen adenovirus tái tổ hợp chứa gen liệu pháp. Cơ chế hoạt động Adenovirus có thể xâm nhiễm cả tế bào không phân chia và các tế bào đang phân chia. Vectơ adenovirus có thể mang các gen liệu pháp kích thước lớn từ 8 kb đến 30 kb, không gây đột biến gen của tế bào đích. Điểm bất lợi nhất khi sử dụng vectơ adenovirus là gây hiệu ứng giảm mạnh đáp ứng miễn dịch của tế bào. Vectơ adenovirus có khả năng xâm nhiễm nhiều loại tế bào do nhiều loại tế bào đích có các cơ quan thụ cảm phù hợp với adenovirus. Khi xâm nhiễm vào trong tế bào chủ, phần lõi mang bộ gen virus và gen liệu pháp chui qua lỗ màng nhân. Bộ gen của adenovirus không có khả năng gắn với bộ gen của tế bào chủ. Trong nhân của tế bào chủ, các gen của adenovirus thực hiện quá trình phiên mã, quá trình dịch mã trong tế bào chất của tế bào tạo các protein liệu pháp và các protein cần thiết cho virus. 2.1.2 Vectơ retrovirus ( retroviral vector) Đặc điểm cấu tạo và di truyền Retrovirus là loại virus RNA, có khả năng xâm nhiễm tế bào chủ cao, có khả năng gắn bộ gen virus với bộ gen tế bào chủ. Cấu trúc retrovirus gồm phần vỏ có ba lớp. Lớp vỏ ngoài cùng là glycoprotein, tiếp đến lớp vỏ kép lipid, trong cùng là vỏ caspid. Bên trong lớp vỏ caspid là RNA và các loại enzyme của virus. Enzyme phiên mã ngược giúp virus chuyển bộ gen RNA sang dạng cDNA mạch kép. Enzyme cài xen giúp cho quá trình cài xen bộ gen virus với bộ gen tế bào chủ ở những điểm tương đồng. Cấu tạo retrovirus Bộ gen retrovirus gồm 2 sợi đơn RNA đồng dạng, kích thước khoảng 7-11 kb. Mỗi sợi RNA chứa ba nhóm gen chủ yếu: gag, pol, env. Một số virus gây ung thư có thêm nhóm gen gây ung thư oncogen. Gen gag mã hóa các protein lõi trong thành phần cấu trúc hạt virion, gen pol mã hóa các enzyme phiên mã ngược và các enzyme cần thiết cho hoạt động của virus, gen env mã hóa protein trong cấu trúc các lớp vỏ của virus. Hai đầu mỗi sợi RNA có một trình tự lặp dài tận cùng – LTR (long terminal repeats). Đoạn lặp LTR mang một số trình tự cần thiết cho quá trình biểu hiện gen của virus và một trình tự đặc hiệu giúp gắn bộ gen virus với bộ gen tế bào chủ, gọi là trình tự gắn xen – att (attachment site). Trong bộ gen virus còn có một trình tự giúp quá trình đóng gói bộ gen của virus gọi là trình tự ᴪ. Bộ gen của virus gây bệnh ung thư MLV và DNA của virus (hình thái của bộ gen virus trong các tế bào bị nhiễm) Nguyên lý thiết kế vectơ Nguyên lý chung của quá trình thiết kế vectơ retrovirus là phải loại bỏ các gen độc của virus, chỉ giữ lại một số gen cần thiết cho quá trình xâm nhiễm, tái bản, gắn gen, đồng thời cài thêm các gen liệu pháp. Các giai đoạn thiết kế vectơ retrovirus: Loại bỏ các gen chủ yếu của virus gag, pol, env và oncogen, thay thế bằng gen liệu pháp tạo thành vectơ bộ gen Xử lý cắt riêng các gen gag, pol, env của retrovirus nhưng vẫn đảm bảo chức năng của các gen Đưa vectơ bộ gen cùng với các gen gag, pol