Меню

Главная
Случайная статья
Настройки
Вирусоподобные частицы
Материал из https://ru.wikipedia.org

Вирусоподобные частицы (ВПЧ; англ. virus-like particles, VLP) — молекулярные 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[1][2][3][4]. Комбинации структурных белков капсида из разных вирусов можно использовать для создания рекомбинантных VLP.

Содержание

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[5]. VLP были получены из компонентов самых разных семейств вирусов, включая парвовирусы (например, аденоассоциированный вирус), ретровирусы (например, ВИЧ), Flaviviridae (например, вирус гепатита C), парамиксовирусы (например, генипавирусы) и бактериофаги (например, Q, AP205)[1]. VLP могут быть получены в различных системах культур клеток, включая культуры бактерии, линии клеток млекопитающих, линии клеток насекомых, дрожжевые и растительные клетки[6][7].

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[8][9]. Кроме того, осы продуцируют полиднавирусные векторы с патогенными генами (но не коровыми вирусными генами) или агенные VLP, чтобы помочь контролировать своего хозяина[10][11].

Использование

В биотехнологии VLP являются потенциальной платформой или системой доставки генов или других терапевтических средств[12]. Было показано, что эти агенты доставки лекарств эффективно воздействуют на раковые клетки in vitro[13]. 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[14].

В вакцинах

Вирусоподобные частицы могут применяться в качестве вакцин. Они содержат конформационные вирусные эпитопы, способные вызывать сильный T- и B-клеточный иммунный ответ[15]. 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[16].

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[17]. Собственные вакцины против гриппа на основе вирусоподобных частиц испытывали компании Novavax и Medicago Inc[18][19]. Novavax испытывает вакцину на основе вирусоподобных частиц против COVID-19[20].

Вирусоподобные частицы использовались для разработки вакцины-кандидата против вируса чикунгуньи, проходящей доклинические испытания[21].

В биологии

Вирусоподобные частицы были разработаны как метод изучения интегральных мембранных белков[22]. 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[23] [24].

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[25]. Известно, что сборка VLP in vitro конкурирует с агрегацией[26], в то время как внутри клетки существуют определённые механизмы, предотвращающие образование агрегатов во время сборки[27].

Примечания
  1. 1 2 Zeltins A (Январь 2013). Construction and characterization of virus-like particles: a review. Molecular Biotechnology. 53 (1): 92–107. doi:10.1007/s12033-012-9598-4. PMC 7090963. PMID 23001867.
  3. NCI Dictionary of Cancer Terms (англ.). National Cancer Institute (2 февраля 2011). Дата обращения: 19 апреля 2019. Архивировано 13 августа 2020 года.
  13. Galaway, F. A. & Stockley, P. G. MS2 viruslike particles: A robust, semisynthetic targeted drug delivery platform. Mol. Pharm. 10, 59-68 (2013).
  14. 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).
  15. Wataru Akahata, Zhi-yong Yang, Hanne Andersen, Siyang Sun, Heather A. Holdaway. A VLP vaccine for epidemic Chikungunya virus protects non-human primates against infection // Nature medicine. — 2010-3. — Т. 16, вып. 3. — С. 334–338. — ISSN 1078-8956. — doi:10.1038/nm.2105. Архивировано 25 марта 2022 года.
  16. Xiao Zhang, Lu Xin, Shaowei Li, Mujin Fang, Jun Zhang. Lessons learned from successful human vaccines: Delineating key epitopes by dissecting the capsid proteins // Human Vaccines & Immunotherapeutics. — 2015-03-09. — Т. 11, вып. 5. — С. 1277–1292. — ISSN 2164-5515. — doi:10.1080/21645515.2015.1016675. Архивировано 25 марта 2022 года.
  17. Lucy A. Perrone, Attiya Ahmad, Vic Veguilla, Xiuhua Lu, Gale Smith. Intranasal Vaccination with 1918 Influenza Virus-Like Particles Protects Mice and Ferrets from Lethal 1918 and H5N1 Influenza Virus Challenge // Journal of Virology. — 2009-6. — Т. 83, вып. 11. — С. 5726–5734. — ISSN 0022-538X. — doi:10.1128/JVI.00207-09. Архивировано 25 марта 2022 года.
  18. PRIME® Continuing Medical Education (англ.). primeinc.org. Дата обращения: 18 февраля 2022. Архивировано 18 февраля 2022 года.
  19. Nathalie Landry, Brian J. Ward, Sonia Trpanier, Emanuele Montomoli, Michle Dargis. Preclinical and Clinical Development of Plant-Made Virus-Like Particle Vaccine against Avian H5N1 Influenza // PLoS ONE. — 2010-12-22. — Т. 5, вып. 12. — С. e15559. — ISSN 1932-6203. — doi:10.1371/journal.pone.0015559. Архивировано 16 декабря 2019 года.
  20. Leroy Leo. Hope to launch Covovax by September, says Serum Institute CEO (англ.). mint (27 марта 2021). Дата обращения: 18 февраля 2022. Архивировано 13 мая 2021 года.
  21. Wataru Akahata, Zhi-yong Yang, Hanne Andersen, Siyang Sun, Heather A. Holdaway. A VLP vaccine for epidemic Chikungunya virus protects non-human primates against infection (англ.) // Nature medicine. — 2010-03. — Vol. 16, iss. 3. — P. 334. — doi:10.1038/nm.2105. Архивировано 18 февраля 2022 года.
  22. Integral Molecular. Дата обращения: 30 апреля 2010. Архивировано из оригинала 31 июля 2009 года.
  26. Ding Y, Chuan YP, He L, Middelberg AP (Октябрь 2010). Modeling the competition between aggregation and self-assembly during virus-like particle processing. Biotechnology and Bioengineering. 107 (3): 550–60. doi:10.1002/bit.22821. PMID 20521301.
  27. Chromy LR, Pipas JM, Garcea RL (Сентябрь 2003). Chaperone-mediated in vitro assembly of Polyomavirus capsids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (18): 10477–82. Bibcode:2003PNAS..10010477C. doi:10.1073/pnas.1832245100. PMC 193586. PMID 12928495.


Ссылки
Downgrade Counter