Livrarea genelor este procesul de livrare a genelor țintă către nucleul unei celule țintă .
Procesul constă din următorii pași:
Cel mai simplu vector pentru o genă este un ADN - plasmid circular de câteva mii de perechi de baze , creat prin inginerie genetică . Plasmida conține gena țintă și promotorul acesteia , precum și diverse secvențe de reglare și semnalizare necesare pentru sinteza unor cantități mari de ARNm complet și proteină țintă. În plus față de aceste componente, plasmida conține secvențe de serviciu și gene, datorită cărora poate fi propagată în celulele bacteriene . În terapia genică, ADN-ul plasmid este adesea numit „ADN gol” (ADN gol), ceea ce înseamnă că gena nu este plasată într-un nanocontainer de protecție. Eficiența transferului de gene prin „ADN-ul gol” este scăzută, cu toate acestea, nanocontainerele nu sunt introduse în organism , ale căror efecte biologice nu sunt întotdeauna previzibile.
Pentru a crește eficiența livrării genelor în celule, se propune folosirea de vectori virali (adenovirali, lentivirali etc.) și nevirali ( lipozomi , dendrimeri , complexe ADN-lipid etc.). Livrarea țintită este determinată de prezența pe suprafața vectorilor a moleculelor speciale care sunt recunoscute de receptorii de pe celulele țintă. Astfel de molecule pot fi proteine capside virale recunoscute de receptorii membranei celulare , anticorpi la antigenii de suprafață celulară încorporați în membrana lipozomilor, molecule de acid folic care sunt puternic captate de celulele tumorale. ADN-ul genelor terapeutice poate intra direct în citoplasma celulei, de exemplu, atunci când un lipozom fuzionează cu membrana citoplasmatică. Conform unui alt scenariu, membrana celulară de la locul atașării vectorului este retrasă (invaginată) și atașată în citoplasmă, formând o veziculă membranară ( endozom ). Endozomii fuzionează apoi cu alte vezicule , însă, cu ajutorul unor tehnici fizico-chimice, este posibilă eliberarea genelor introduse direct în citoplasmă. Aceste gene intră în nucleu în timpul diviziunii celulare, când membrana nucleară dispare și se reformează, iar o parte din ADN-ul introdus ajunge în nucleu. Vectorii lentivirali au o proteină specială care ajută la importarea genomului ARN viral și a genei sale terapeutice în nucleu prin porii nucleari. Datorită acestei proprietăți, vectorii lentivirali sunt capabili să introducă gene în nucleele celulelor care nu se divizează sau care se divizează rar, cum ar fi neuronii , celulele musculare ale inimii, celulele stem . Intrarea unei gene în nucleu este necesară pentru ca aceasta să se integreze în genomul celulei și să înceapă să funcționeze ca parte a acestuia. În cazul unui genom ARN lentiviral, acesta este mai întâi convertit într-un genom ADN de către enzimele virale și nucleare. Genele care nu se integrează în genom trebuie totuși să intre în nucleu, deoarece există sisteme enzimatice pentru sinteza și procesarea ARNm, cu ajutorul cărora proteina necesară va fi apoi sintetizată în citoplasmă.