Interested Article - Вирусоподобные частицы

Вирусоподобные частицы ( ВПЧ ; англ. virus-like particles , VLP ) — молекуляные комплексы, похожие на вирусы , но не способные к инфицированию , поскольку не содержат вирусного генома . VLP могут формироваться естественным путём или синтезироваться посредством индивидуальной экспрессии вирусных структурных белков , которые в ходе самосборки образуют вирусоподобную структуру . Комбинации структурных белков капсида из разных вирусов можно использовать для создания рекомбинантных VLP.

Описание

Впервые VLP, происходящие от вируса гепатита B ( HBV ) и состоящие из небольшого поверхностного антигена HBsAg , были описаны в 1968 году на основе сывороток пациентов . VLP были получены из компонентов самых разных семейств вирусов, включая парвовирусы (например, аденоассоциированный вирус ), ретровирусы (например, ВИЧ ), Flaviviridae (например, вирус гепатита C ), парамиксовирусы (например, ) и бактериофаги (например, Qβ , AP205 ) . VLP могут быть получены в различных системах культур клеток, включая культуры бактерии, линии клеток млекопитающих, линии клеток насекомых, дрожжевые и растительные клетки .

К VLP могут также относиться структуры, продуцируемым некоторыми ретротранспозонами LTR (относящимися к Ortervirales ) в природе. Это дефектные незрелые вирионы, иногда содержащие генетический материал, которые, как правило, неинфекционны из-за отсутствия функциональной вирусной оболочки . Кроме того, осы продуцируют полиднавирусные векторы с патогенными генами (но не коровыми вирусными генами) или агенные VLP, чтобы помочь контролировать своего хозяина .

Использование

В биотехнологии VLP являются потенциальной платформой или системой доставки генов или других терапевтических средств . Было показано, что эти агенты доставки лекарств эффективно воздействуют на раковые клетки in vitro . Предполагается, что VLP могут накапливаться в участках опухоли из-за повышенной проницаемости и удерживающего эффекта, что может быть полезно для доставки лекарств или визуализации опухоли .

В вакцинах

Вирусоподобные частицы могут применяться в качестве вакцин. Они содержат конформационные вирусные эпитопы, способные вызывать сильный T- и B-клеточный иммунный ответ . Небольшой радиус частиц, примерно 20-200 нм, обеспечивает эффективную доставку в лимфатические узлы. Поскольку вирусоподобные частицы не могут реплицироваться, они представляют собой более безопасную альтернативу аттенуированным вирусам. Вирусоподобные частицы используются в производстве одобренных FDA и доступных на рынке вакцин против гепатита B и вируса папилломы человека.

К вакцинам против вируса папилломы человека на основе вирусоподобных частиц относятся Церварикс производства компании GlaxoSmithKline , а также Гардасил и Гардасил-9 производства компании Merck & Co . Гардасил состоит из рекомбинантных вирусоподобных частиц, собранных из L1 белков вируса папилломы человека типов 6, 11, 16 и 18, экспрессированных в дрожжах. Вакцина также содержит сульфат гидроксифосфата алюминия в качестве адъюванта . Гардасил-9, в дополнение к перечисленным эпитопам L1, также содержит L1 эпитопы 31, 33, 45, 52 и 58. Церварикс, в свою очередь, состоит из рекомбинантных вирусоподобных частиц, собранных из белков L1 вируса папилломы человека типов 16 и 18, экспрессированных в клетках насекомых, и дополнен 3-О-десацил-4-монофосфориллипидом (MPL) A и гидроксидом алюминия .

Первая вакцина против малярии на основе вирусоподобных частиц, Mosquirix ( RTS,S ), одобрена регулирующими органами ЕС. Частицы производятся в клетках дрожжей. RTS,S представляет собой часть белка циркумспорозоита Plasmodium falciparum, соединенного с поверхностным антигеном гепатита B (RTS), в сочетании с поверхностным антигеном гепатита B (S) и с адъювантом AS01 (состоит из (MPL)A и сапонина).

Производство подобной вакцины может начаться сразу после секвенирования штамма вируса и может занять всего 12 недель по сравнению с 9 месяцами для традиционных вакцин. Вакцины против гриппа на основе вирусоподобных частиц в ранних клинических испытаниях предположительно обеспечивали полную защиту как от вируса гриппа A подтипа H5N1, так и от гриппа, вызвавшего пандемию 1918 года . Собственные вакцины против гриппа на основе вирусоподобных частиц испытывали компании Novavax и Medicago Inc . Novavax испытывает вакцину на основе вирусоподобных частиц против COVID-19 .

Вирусоподобные частицы использовались для разработки вакцины-кандидата против вируса чикунгуньи, проходящей доклинические испытания .

В биологии

Вирусоподобные частицы были разработаны как метод изучения интегральных мембранных белков . VLP представляют собой стабильные, гомогенные частицы с высокой степенью очистки. Они могут быть сконструированы таким образом, чтобы содержать высокие концентрации определённого мембранного белка, находящегося в нативной конформации. Интегральные мембранные белки участвуют во множестве биологических функций. Они являются мишенями около 50 % существующих терапевтических препаратов. Однако из-за их гидрофобных доменов мембранные белки трудно изучать вне живых клеток. VLP могут включать в себя широкий спектр структурно неповреждённых мембранных белков, включая рецепторы, связанные с G-белками (GPCR), ионные каналы и вирусные оболочки. VLP обеспечивают платформу для множества приложений, включая скрининг антител, производство иммуногенов и анализы связывания лигандов .

Сборка VLP

Понимание самосборки VLP изначально основывалось на сборке собственно вирусов, что рационально, если сборка VLP происходит внутри клетки-хозяина ( in vivo ), процесс которой был обнаружен in vitro с самого начала исследования сборки вирусов . Известно, что сборка VLP in vitro конкурирует с агрегацией , в то время как внутри клетки существуют определённые механизмы, предотвращающие образование агрегатов во время сборки .

Примечания

↑ Zeltins A (January 2013). . Molecular Biotechnology . 53 (1): 92—107. doi : . PMC . PMID .
Buonaguro L, Tagliamonte M, Tornesello ML, Buonaguro FM (November 2011). "Developments in virus-like particle-based vaccines for infectious diseases and cancer". Expert Review of Vaccines . 10 (11): 1569—83. doi : . PMID .
(англ.) . National Cancer Institute (2 февраля 2011). Дата обращения: 19 апреля 2019. 13 августа 2020 года.
Mohsen MO, Gomes AC, Vogel M, Bachmann MF (July 2018). . Vaccines . 6 (3): 37. doi : . PMC . PMID . {{ cite journal }} : Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) ( ссылка )
Bayer ME, Blumberg BS, Werner B (June 1968). "Particles associated with Australia antigen in the sera of patients with leukaemia, Down's Syndrome and hepatitis". Nature . 218 (5146): 1057—9. Bibcode : . doi : . PMID .
Santi L, Huang Z, Mason H (September 2006). . Methods . 40 (1): 66—76. doi : . PMC . PMID .
Huang X, Wang X, Zhang J, Xia N, Zhao Q (2017-02-09). . NPJ Vaccines . 2 (1): 3. doi : . PMC . PMID .
Beliakova-Bethell N, Beckham C, Giddings TH, Winey M, Parker R, Sandmeyer S (January 2006). . RNA . 12 (1): 94—101. doi : . PMC . PMID .
Purzycka KJ, Legiewicz M, Matsuda E, Eizentstat LD, Lusvarghi S, Saha A, et al. (January 2013). . Nucleic Acids Research . 41 (1): 463—73. doi : . PMC . PMID .
Burke, Gaelen R.; Strand, Michael R. (2012-01-31). . Insects (англ.) . 3 (1): 91—119. doi : . PMC . PMID . {{ cite journal }} : Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) ( ссылка )
Leobold, Matthieu; Bézier, Annie; Pichon, Apolline; Herniou, Elisabeth A; Volkoff, Anne-Nathalie; Drezen, Jean-Michel; Abergel, Chantal (July 2018). . Genome Biology and Evolution . 10 (7): 1745—1764. doi : . PMC . PMID .
Petry H, Goldmann C, Ast O, Lüke W (October 2003). "The use of virus-like particles for gene transfer". Current Opinion in Molecular Therapeutics . 5 (5): 524—8. PMID .
Galaway, F. A. & Stockley, P. G. MS2 viruslike particles: A robust, semisynthetic targeted drug delivery platform. Mol. Pharm. 10, 59-68 (2013).
Kovacs, E. W. et al. Dual-surface-modified bacteriophage MS2 as an ideal scaffold for a viral capsid-based drug delivery system. Bioconjug. Chem. 18, 1140—1147 (2007).
Wataru Akahata, Zhi-yong Yang, Hanne Andersen, Siyang Sun, Heather A. Holdaway. // Nature medicine. — 2010-3. — Т. 16 , вып. 3 . — С. 334–338 . — ISSN . — doi : . 25 марта 2022 года.
Xiao Zhang, Lu Xin, Shaowei Li, Mujin Fang, Jun Zhang. // Human Vaccines & Immunotherapeutics. — 2015-03-09. — Т. 11 , вып. 5 . — С. 1277–1292 . — ISSN . — doi : . 25 марта 2022 года.
Lucy A. Perrone, Attiya Ahmad, Vic Veguilla, Xiuhua Lu, Gale Smith. // Journal of Virology. — 2009-6. — Т. 83 , вып. 11 . — С. 5726–5734 . — ISSN . — doi : . 25 марта 2022 года.
(англ.) . primeinc.org . Дата обращения: 18 февраля 2022. 18 февраля 2022 года.
Nathalie Landry, Brian J. Ward, Sonia Trépanier, Emanuele Montomoli, Michèle Dargis. // PLoS ONE. — 2010-12-22. — Т. 5 , вып. 12 . — С. e15559 . — ISSN . — doi : . 16 декабря 2019 года.
Leroy Leo. (англ.) . mint (27 марта 2021). Дата обращения: 18 февраля 2022. 13 мая 2021 года.
Wataru Akahata, Zhi-yong Yang, Hanne Andersen, Siyang Sun, Heather A. Holdaway. (англ.) // Nature medicine. — 2010-03. — Vol. 16 , iss. 3 . — P. 334 . — doi : . 18 февраля 2022 года.
. Дата обращения: 30 апреля 2010. Архивировано из 31 июля 2009 года.
Willis S, Davidoff C, Schilling J, Wanless A, Doranz BJ, Rucker J (July 2008). . Biochemistry . 47 (27): 6988—90. doi : . PMC . PMID .
Jones JW, Greene TA, Grygon CA, Doranz BJ, Brown MP (June 2008). . Journal of Biomolecular Screening . 13 (5): 424—9. doi : . PMID .
Adolph KW, Butler PJ (November 1976). . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences . 276 (943): 113—22. Bibcode : . doi : . PMID .
Ding Y, Chuan YP, He L, Middelberg AP (October 2010). "Modeling the competition between aggregation and self-assembly during virus-like particle processing". Biotechnology and Bioengineering . 107 (3): 550—60. doi : . PMID .
Chromy LR, , Garcea RL (September 2003). . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 100 (18): 10477—82. Bibcode : . doi : . PMC . PMID .