Vaccinia virus

Původně se vakcinace proti pravým neštovicím prováděla primitivním procesem zvaným variolace, kdy byl pacientovi podán virus variola (původce onemocnění) přímo z vředů infikované osoby pomocí insuflace nebo skarifikace. Výsledkem byly velice těžké průběhy onemocnění s vysokou úmrtností. V roku 1798 použil anglický lékař Edward Jenner k vakcinaci proti pravým neštovicím příbuzný virus kravských neštovic, což byl mnohem bezpečnější zákrok a tento způsob vakcinace se stal velice populární.[2] Po určité době se však zjistilo, že virus užívaný ve vakcínách není, nebo už dlouho nebyl, totožný s virem kravských neštovic a dostal tak jméno "vaccinia" neboli virus vakcinie.[3]

Virus vakcinie je původem blízký viru kravských neštovic, v minulosti se také dost často zaměňovaly.[4] Přesný původ viru však není znám.[5] Nejčastější představa o jeho původu je ta, že sdílí společného předka s virem kravských neštovic, virem variola a jinými viry z čeledi Poxviridae. Existují také spekulace o možném vzniku z viru koňských neštovic (až 99% podobnost).[6]

Virus patří mezi obalené DNA-viry. DNA se skládá ze dvou lineárních řetězců, přibližně 190 kbp dlouhých, a obsahuje asi 250 genů. Virion má rozměry 360 × 270 × 250 nm, tudíž se VACV řadí mezi velké viry.[7] Množí se, na rozdíl od většiny DNA-virů, v cytoplasmě buňky, ne v jádře.[8] Komplexní genom je dostatečně veliký nato, aby se do viru mohly vkládat cizí geny, což z něj dělá ideální rekombinační vektor.[2]

Během svého životního cyklu produkuje VACV čtyři infekční formy, lišící se od sebe vnější membránou.[9]

Nejčastější formou je intracelulární zralý virion (anglicky intracelular mature virion, IMV) s jedinou lipoproteinovou vrstvou, který vzniká v cytoplazmě z neinfekčních prekurzorů a nezralé virové částice (immature virus, IV) a je odpovědný za přenos viru mezi hostiteli. IMV částice jsou pomocí mikrotubulů přenášeny k endozomům nebo k trans-Golgiho aparátu, kde se obalují dalšími dvěma vrstvami fosfolipidové membrány.[9]

Takhle vznikají intracelulární obalené viriony (intracelular enveloped virion, IEV). IEV částice se pak opět pomocí mikrotubulů pohybují k buněčnému povrchu, kde jejich vnější dvojitá membrána fúzuje s buněčnou plazmatickou membránou a částice se vystavují na povrch buňky. Pokud částice zůstává na povrchu, nazývá se buněčný obalený virion (cell enveloped virion, CEV), anebo pokud je vypuzena pryč z buňky, tak se nazývá extracelulární obalený virion (extracelular enveloped virion, EEV). CEV částice jsou důležité v mezibuněčném šíření viru, kdežto částice EEV mají roli v šíření na větší vzdálenosti.[9]

Jelikož orthopoxviry mají vysoce konzervovanou morfologii strukturních proteinů, aktivují v hostiteli podobné antigeny. Proto je virus vakcinie využíván hlavně jako vakcína proti příbuznému viru variola, původci pravých neštovic. V 60. až 70. letech, kdy probíhala celosvětová vakcinační kampaň proti neštovicím, propagovaná Světovou zdravotnickou organizací (WHO), pomohl tento virus k masívnímu vymýcení neštovic z populace. Po tomhle úspěchu zaznamenal vývoj vakcín na bázi VACV dramatický vývoj, který pokračuje neustále dodnes.[2]

Vakcíny 4. generace[2]

Čtvrtá generace vakcín je vyráběna už pokročilejšími technikami genetického inženýrství. Virus je oslabován takovými metodami jako jsou např. delece, inzerce (např. genů pro aktivaci IL-2 nebo INF-γ) nebo interrupce virových genů souvisejících s utlumováním imunitní odpovědí hostitele.

• kmen NYVAC: odvozen z kmene Copenhagen, delece 18 ORF (open reading frame) míst
• jiné příklady delece genů VACV: gen B8R (neschopnost blokace aktivity hostitelských cytokinů), B13R a B22R (oslabená replikace a patogenita), C12L (neschopnost tvořit interleukin-18 vážící protein), fragmenty s geny M1L, M2L, K1L a K2L (mutace vede k širšímu rozmezí hostitelů viru) ai.

Místo vpichu vakcíny po několika dnech

Kromě vakcín může mít virus vakcinie i jiná využití. Používá se také jako vektor ve genových terapií nebo v genetickém inženýrství při vývoji rekombinantních vakcín, do kterého se vkládají geny určené pro expresi v hostiteli. Díky schopnosti indukovat silnou imunitní odpověď na antigeny spojené s tvorbou tumorů se VACV užívá i v imunoterapii jako onkolytický virus při léčbě rakoviny.[11]

Virus vakcinie vykazuje rezistenci hlavně k interferonům hostitele, a to díky proteinům kódovaných přímo v jeho genomu. Jsou to proteiny:

• K3L – je homologický s eukaryotickým iniciačním faktorem 2α (eIF-2α) a inhibuje PKR, aktivátor interferonů.[12]
• E3L – také inhibuje PKR, může se vázat i na RNA.[12]
• B18R – slouží přímo jako inhibitor interferonů.[13]