Vírusszerű részecskék

A vírusszerű részecskék ( VLP , a Virus-Like Particle szóból) olyan molekuláris komplexek, amelyek hasonlóak a vírusokhoz , de nem képesek fertőzésre , mivel nem tartalmazzák a vírusgenomot . A VLP-k létrejöhetnek természetes úton vagy szintetizálódhatnak vírus szerkezeti fehérjék egyéni expressziójával , amelyek az önszerveződés során vírusszerű szerkezetet alkotnak [1] [2] [3] [4] . Különböző vírusokból származó strukturális kapszidfehérjék kombinációi felhasználhatók rekombináns VLP-k előállítására.

Leírás

A hepatitis B vírusból ( HBV ) származó és a HBsAg kis felületi antigénből álló VLP-ket először 1968-ban írtak le betegek szérumából [5] . A VLP-ket számos víruscsalád komponenseiből származtatták, beleértve a Parvoviridae -t (például adeno-asszociált vírus ), a Retroviridae -t (például HIV ), a Flaviviridae -t (például a hepatitis C vírust ), a Paramyxoviridae -t (például a henipavírusokat ) és a bakteriofágokat (pl . AP2β5 ) . ) [1] . A VLP-k különféle sejttenyésztő rendszerekben állíthatók elő, beleértve a baktériumtenyészeteket, emlős sejtvonalakat, rovarsejtvonalakat, élesztő- és növényi sejteket [6] [7] .

A VLP-k bizonyos LTR retrotranszpozonok ( Ortervirales rokonságban ) által termelt struktúrákat is tartalmazhatnak a természetben. Ezek hibás éretlen virionok, amelyek néha genetikai anyagot is tartalmaznak, és általában nem fertőzőek a funkcionális vírusburok hiánya miatt [8] [9] . Ezenkívül a darazsak patogén génekkel (de nem a vírus maggénjeivel) vagy génikus VLP-kkel polidnavírus vektorokat termelnek, hogy segítsék gazdájuk szabályozását [10] [11] .

Használat

A biotechnológiában a VLP-k potenciális platformot vagy szállítási rendszert jelentenek gének vagy más terápiás szerek számára [12] . Ezekről a gyógyszerszállító szerekről kimutatták, hogy hatékonyak a rákos sejtek ellen in vitro [13] . Feltételezhető, hogy a VLP-k felhalmozódhatnak a tumor helyén a megnövekedett permeabilitás és retenciós hatás miatt, ami hasznos lehet gyógyszeradagolásban vagy daganatképalkotásban [14] .

A vakcinákban

A vírusszerű részecskék vakcinaként használhatók. Konformációs vírusepitópokat tartalmaznak, amelyek erős T- és B-sejtes immunválaszt képesek kiváltani [15] . A részecskék kis sugara, körülbelül 20-200 nm, biztosítja a hatékony szállítást a nyirokcsomókba. Mivel a vírusszerű részecskék nem tudnak replikálódni, biztonságosabb alternatívát jelentenek az attenuált vírusokkal szemben. Vírusszerű részecskéket használnak az FDA által jóváhagyott és kereskedelmi forgalomban kapható hepatitis B és humán papillomavírus elleni vakcinák előállításához.

A vírusszerű részecskéken alapuló humán papillomavírus vakcinák közé tartozik a GlaxoSmithKline Cervarix és a Merck & Co Gardasil és Gardasil-9 vakcinája . A Gardasil rekombináns vírusszerű részecskékből áll, amelyek a humán papillomavírus 6-os, 11-es, 16-os és 18-as típusának élesztőben expresszált L1 fehérjéiből állnak össze. A vakcina adjuvánsként alumínium-hidroxi-foszfát-szulfátot is tartalmaz . A Gardasil-9 a felsorolt ​​L1 epitópokon kívül a 31., 33., 45., 52. és 58. L1 epitópokat is tartalmazza. A Cervarix viszont a 16. és 18. típusú humán papillomavírus L1 fehérjéiből összeállított rekombináns vírusszerű részecskékből áll. rovarsejtekben expresszálódik, és 3-O-dezacil-4-monofoszforil-lipid (MPL) A-val és alumínium-hidroxiddal kiegészítve [16] .

Az első vírusszerű részecske alapú malária elleni vakcinát, a Mosquirixet ( RTS,S ) jóváhagyták az EU szabályozói. A részecskéket élesztősejtekben termelik. Az RTS,S a Plasmodium falciparum circumsporozoite fehérje egy része, amely hepatitis B felszíni antigénhez (RTS) kapcsolódik, hepatitis B felszíni antigénnel (S) és AS01 adjuvánssal ((MPL)A-ból és szaponinból álló) kombinálva.

Az ilyen vakcina előállítása a vírustörzs szekvenálása után azonnal megkezdődhet, és akár 12 hetet is igénybe vehet, szemben a hagyományos vakcinák 9 hónapjával. A korai klinikai vizsgálatok során a vírusszerű részecskéken alapuló influenzavakcináktól azt várták, hogy teljes védelmet nyújtanak mind a H5N1 influenza A vírus altípusa, mind az 1918-as világjárványt okozó influenza ellen [17] . A Novavax és a Medicago Inc [18] [19] saját, vírusszerű részecskéken alapuló influenzaoltóanyagot tesztelt . A Novavax egy vírusszerű részecske vakcinát tesztel a COVID-19 ellen [20] .

Vírusszerű részecskéket alkalmaztak a chikungunya vírus vakcinajelöltjének kifejlesztésére preklinikai vizsgálatok során [21] .

A biológiában

A vírusszerű részecskéket integrált membránfehérjék tanulmányozására szolgáló módszerként fejlesztették ki [22] . A VLP-k stabil, homogén részecskék, nagyfokú tisztítással. Megtervezhetők úgy, hogy egy adott membránfehérjét natív konformációjában magas koncentrációban tartalmazzák. Az integrál membránfehérjék számos biológiai funkcióban vesznek részt. A meglévő terápiás gyógyszerek mintegy 50%-ának ezek a célpontjai. Hidrofób doménjeik miatt azonban a membránfehérjéket nehéz tanulmányozni az élő sejteken kívül. A VLP-k szerkezetileg érintetlen membránfehérjék széles skáláját tartalmazhatják, beleértve a G-fehérjéhez kapcsolt receptorokat (GPCR), ioncsatornákat és vírusburokat. A VLP-k platformot biztosítanak számos alkalmazáshoz, beleértve az antitest-szűrést, az immunogéntermelést és a ligandumkötési vizsgálatokat [23] [24] .

VLP készítése

A VLP önszerveződésének megértése kezdetben maguknak a vírusoknak az összeállításán alapult, ami racionális, ha a VLP-összeállítás a gazdasejt belsejében ( in vivo ) történik, aminek folyamatát in vitro fedezték fel a vizsgálat legelején. vírus-összeállítás [25] . Ismeretes, hogy a VLP-összeállítás in vitro versenyez az aggregációval [26] , míg a sejten belül léteznek bizonyos mechanizmusok, amelyek megakadályozzák az aggregátumok képződését az összeállítás során [27] .

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Zeltins A (2013. január). „Vírusszerű részecskék felépítése és jellemzése: áttekintés” . Molekuláris biotechnológia . 53 (1): 92-107. DOI : 10.1007/s12033-012-9598-4 . PMC  7090963 . PMID23001867  _ _
  2. ↑ Buonaguro L, Tagliamonte M, Tornesello ML, Buonaguro FM (2011. november). „Vírusszerű részecske alapú vakcinák fejlesztése fertőző betegségek és rák ellen”. A vakcinák szakértői áttekintése . 10 (11): 1569-83. DOI : 10.1586/erv.11.135 . PMID  22043956 .
  3. ↑ NCI Dictionary of Cancer  Terms . Nemzeti Rákkutató Intézet (2011. február 2.). Letöltve: 2019. április 19. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 13.
  4. ↑ Mohsen MO, Gomes AC, Vogel M, Bachmann MF (2018. július). „Víruskapszid-eredetű vírusszerű részecskék (VLP-k) kölcsönhatása a veleszületett immunrendszerrel” . Vakcinák . 6 (3):37 . doi : 10.3390/vaccines6030037 . PMC  6161069 . PMID  30004398 .
  5. ↑ Bayer ME, Blumberg BS, Werner B (1968. június). „Az ausztrál antigénhez kapcsolódó részecskék leukémiás, Down-szindrómás és hepatitisben szenvedő betegek szérumában”. természet . 218 (5146): 1057-1059. Bibcode : 1968Natur.218.1057B . DOI : 10.1038/2181057a0 . PMID  4231935 .
  6. ↑ Santi L, Huang Z, Mason H (2006. szeptember). „Vírusszerű részecskék termelése zöld növényekben ” Módszerek . 40 (1): 66-76. DOI : 10.1016/j.ymeth.2006.05.020 . PMC2677071  _ _ PMID  16997715 .
  7. ↑ Huang X, Wang X, Zhang J, Xia N, Zhao Q (2017-02-09). „Escherichia coli eredetű vírusszerű részecskék a vakcina fejlesztésében” . NPJ vakcinák . 2 (1): 3. doi : 10.1038/ s41541-017-0006-8 . PMC 5627247 . PMID 29263864 .  
  8. ↑ Beliakova-Bethell N, Beckham C, Giddings TH, Winey M, Parker R, Sandmeyer S (2006. január). „A Ty3 retrotranszpozon vírusszerű részecskéi a P-test összetevőivel együtt gyűlnek össze” . RNS . 12 (1): 94-101. DOI : 10.1261/rna.2264806 . PMC  1370889 . PMID  16373495 .
  9. ↑ Purzycka KJ, Legiewicz M, Matsuda E, Eizentstat LD, Lusvarghi S, Saha A, et al. (2013. január). „A Ty1 retrotranszpozon RNS szerkezetének feltárása vírusszerű részecskéken belül” . Nukleinsav kutatás . 41 (1): 463-73. doi : 10.1093/nar/ gks983 . PMC 3592414 . PMID 23093595 .  
  10. ↑ Burke, Gaelen R.; Strand, Michael R. (2012-01-31). „Parazita darazsak polidnavírusai: A vírusok háziasítása, hogy génszállító vektorként működjenek” . Rovarok [ magyar ] ]. 3 (1): 91-119. doi : 10.3390 / rovarok3010091 . PMC 4553618 . PMID26467950 _ _  
  11. ↑ Leobold, Matthieu; Bezier, Annie; Pichon, Apolline; Herniou, Elisabeth A; Volkoff, Anne-Nathalie; Drezen, Jean-Michel; Abergel, Chantal (2018. július). „Egy nagy DNS-vírusnak a Wasp Venturia canescens általi háziasítása célzott genomcsökkentést foglal magában pszeudogenizálás révén” . Genombiológia és evolúció . 10 (7): 1745-1764. DOI : 10.1093/gbe/evy127 . PMC  6054256 . PMID  29931159 .
  12. ↑ Petry H, Goldmann C, Ast O, Luke W (2003. október). „Vírusszerű részecskék használata génátvitelhez”. Jelenlegi vélemény a molekuláris terápiában . 5 (5): 524-8. PMID  14601522 .
  13. ↑ Galaway, FA és Stockley, PG MS2 vírusszerű részecskék: robusztus, félszintetikus, célzott gyógyszerszállító platform. Mol. Pharm. 10, 59-68 (2013).
  14. ↑ Kovács, EW et al. Kettős felületen módosított MS2 bakteriofág, mint ideális állvány egy vírusos kapszid alapú gyógyszeradagoló rendszerhez. Bioconjug. Chem. 18, 1140-1147 (2007).
  15. ↑ Wataru Akahata, Zhi-yong Yang, Hanne Andersen, Siyang Sun, Heather A. Holdaway. A Chikungunya vírus járványos VLP-oltása megvédi a főemlősöket a fertőzésektől  // Természetgyógyászat. — 2010-3. - T. 16 , sz. 3 . – S. 334–338 . — ISSN 1078-8956 . - doi : 10.1038/nm.2105 . Archiválva az eredetiből 2022. március 25-én.
  16. ↑ Xiao Zhang, Lu Xin, Shaowei Li, Mujin Fang, Jun Zhang. A sikeres humán vakcinákból levont tanulságok: A kulcsepitópok körvonalazása a kapszidfehérjék szétválasztásával  // Human Vaccines & Immunotherapeutics. — 2015-03-09. - T. 11 , sz. 5 . - S. 1277-1292 . — ISSN 2164-5515 . - doi : 10.1080/21645515.2015.1016675 . Archiválva az eredetiből 2022. március 25-én.
  17. ↑ Lucy A. Perrone, Attiya Ahmad, Vic Veguilla, Xiuhua Lu, Gale Smith. Az 1918-as influenzavírus-szerű részecskékkel végzett intranazális vakcináció megvédi az egereket és a görényeket a halálos 1918-as és a H5N1 influenzavírus-kihívástól  // Journal of Virology. — 2009-6. - T. 83 , sz. 11 . — S. 5726–5734 . — ISSN 0022-538X . - doi : 10.1128/JVI.00207-09 . Archiválva az eredetiből 2022. március 25-én.
  18. ↑ PRIME® Orvosi  továbbképzés . Primeinc.org . Letöltve: 2022. február 18. Az eredetiből archiválva : 2022. február 18..
  19. ↑ Nathalie Landry, Brian J. Ward, Sonia Trepanier, Emanuele Montomoli, Michèle Dargis. A H5N1 madárinfluenza elleni növényi eredetű vírusszerű részecskék elleni vakcina preklinikai és klinikai fejlesztése  // PLoS ONE. — 2010-12-22. - T. 5 , sz. 12 . — S. e15559 . — ISSN 1932-6203 . - doi : 10.1371/journal.pone.0015559 . Az eredetiből archiválva : 2019. december 16.
  20. ↑ Leroy Leo. Reméljük, hogy szeptemberben piacra dobjuk a Covovaxot, mondja a Serum Institute  vezérigazgatója . menta (2021. március 27.). Letöltve: 2022. február 18. Az eredetiből archiválva : 2021. május 13.
  21. ↑ Wataru Akahata, Zhi-yong Yang, Hanne Andersen, Siyang Sun, Heather A. Holdaway. A Chikungunya vírus járványos VLP-oltása megvédi a főemlősöket a fertőzésektől  //  Természetgyógyászat. — 2010-03. — Vol. 16 , iss. 3 . — 334. o . - doi : 10.1038/nm.2105 . Archiválva az eredetiből 2022. február 18-án.
  22. ↑ Integral Molecular (nem elérhető link) . Letöltve: 2010. április 30. Az eredetiből archiválva : 2009. július 31.. 
  23. ↑ Willis S, Davidoff C, Schilling J, Wanless A, Doranz BJ, Rucker J (2008. július). „Vírusszerű részecskék, mint a membránfehérje-kölcsönhatások kvantitatív próbái” . biokémia . 47 (27): 6988-90. DOI : 10.1021/bi800540b . PMC  2741162 . PMID  18553929 .
  24. ↑ Jones JW, Greene TA, Grygon CA, Doranz BJ, Brown képviselő (2008. június). „G-protein-kapcsolt receptorok sejtmentes vizsgálata fluoreszcens polarizációval”. Journal of Biomolecular Screening . 13 (5): 424-9. DOI : 10.1177/1087057108318332 . PMID  18567842 .
  25. ↑ Adolph KW, Butler PJ (1976. november). „Egy gömb alakú növényi vírus összeállítása”. A Londoni Királyi Társaság filozófiai tranzakciói. B sorozat, Biológiai tudományok . 276 (943): 113-22. Irodai kód : 1976RSPTB.276..113A . DOI : 10.1098/rstb.1976.0102 . PMID 13422 . 
  26. ↑ Ding Y, Chuan YP, He L, Middelberg AP (2010. október). „Az aggregáció és az önszerveződés közötti versengés modellezése a vírusszerű részecskefeldolgozás során”. Biotechnológia és biomérnökség . 107 (3): 550-60. DOI : 10.1002/bit.22821 . PMID20521301  _ _
  27. ↑ Chromy LR, Pipas JM , Garcea RL (2003. szeptember). „Polyomavírus kapszidok chaperone-mediált in vitro összeállítása” . Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye . 100 (18): 10477-82. Irodai kód : 2003PNAS..10010477C . DOI : 10.1073/pnas.1832245100 . PMC 193586 . PMID 12928495 .  

Linkek