Die Anwendung von VLPs in menschlichen und veterinärmedizinischen Impfstoffen

Letzte Woche haben wir kurz die Eigenschaften, Wirkmechanismen (MoA) und Ausdruckssysteme von VLPs (Virus-like Particles) vorgestellt. VLPs sind virale Strukturproteine, die kein virales Genmaterial enthalten. Darüber hinaus umfassen ihre Vorteile nanoskalige Selbstassemblierung, wiederholende Oberflächen-Epitope, einfache genetische und chemische Modifikation sowie inhärente Immunogenität. Daher spielen VLPs eine wichtige Rolle bei der Impfstoffentwicklung.

In diesem Artikel werden wir auf die Anwendung von VLPs in Impfstoffen eingehen. Die Gestaltung von VLP-Impfstoffen ist entscheidend für die Entwicklung effektiverer und sichererer VLP-Impfstoffe. Yaohai Bio-Pharma hat bereits viele VLP-Impfstoffe und über 100 CMC-Rekombinantei-Projekte für weltweit aktive Kunden in den Bereichen menschliche und tierische Gesundheit erfolgreich umgesetzt. Indem wir uns auf die umfangreiche Erfahrung von Yaohai stützen, haben wir die wichtigsten Aspekte bei der Gestaltung von VLP-Impfstoffen zusammengefasst, wodurch eine sorgfältige Kontrolle jedes Faktors während der Herstellung gewährleistet wird. Diese entscheidenden Aspekte umfassen Größe und Form, Oberflächenladung, Antigenexpression, Innenoberfläche sowie genetische und chemische Modifikationen von VLPs.

1. Größe und Form

Die Größe und Form von VLPs sind wichtige Faktoren, die ihre Immunwirkung bestimmen. Ideale VLPs sollten ähnliche Dimensionen, Formen und Rezeptorbindungs-Muster wie natürliche Viren aufweisen, damit sie vom Immunsystem erkannt und aufgenommen werden können und so Immazellen besser aktivieren. Derzeit liegen die Größen der meisten VLPs zwischen 10 und 200 nm. Dieser ideale Größenbereich kann die freie Diffusion von VLPs durch die Wand der Lymphgefäße sowie eine einfachere Internalisierung durch antigenpräsentierende Zellen wie Dendritische Zellen und Makrophagen erleichtern, wodurch effektiv immunologische Reaktionen induziert werden. Darüber hinaus bestimmt auch die Größe der VLPs, ob sie effektiv von antigenpräsentierenden Zellen aufgenommen und verarbeitet werden können.

2. Oberflächenladung

Die Oberflächenladung von VLPs beeinflusst potenziell die Internalisierung der VLP-Partikel in Immunzellen und verändert immunologische Reaktionen. Im Vergleich zu negativ geladenen oder neutralen VLPs neigen kationische VLPs zu einer höheren zellulären Internalisierung, was auf elektrostatische Wechselwirkungen zwischen VLPs und dem anionischen Phospholipid-Doppelmembran der Zellmembran zurückzuführen sein könnte. VLPs mit positiver Oberflächenladung können ihre negativ geladenen Inhalte abschirmen, wodurch sie leichter von den Zellen absorbiert werden können. Eine übermäßig hohe Oberflächenladung kann jedoch zu unspezifischer Bindung und potenziellen toxischen Reaktionen führen. Daher muss die Oberflächenladung sorgfältig reguliert werden, um optimale Immuneffekte und Sicherheit zu erreichen.

3. Expression von Antigenen

Die Auswahl viraler Antigene mit hoher Immunogenität und die Sicherstellung ihrer richtigen Expression auf der Oberfläche von VLPs ist entscheidend für die Entwicklung effektiver Impfstoffe. Bei VLPs, die T-Zellen-Epitope präsentieren, muss das Antigen nicht auf der äußeren Oberfläche freiliegen, da die VLPs im Lysosomen-Endozytose-System der antigenpräsentierenden Zellen degradiert werden und die resultierenden Epitop-Peptide den T-Zellen-Rezeptoren präsentiert werden. Daher kann das Antigen an eine versteckte Position innerhalb des VLP eingefügt werden. Der optimale Einfügeplatz muss durch strukturelle Analyse bestimmt werden, um die strukturelle Integrität des VLP nicht zu beeinträchtigen oder seine Immunogenität zu verändern.

Im Gegensatz dazu ist eine direkte Interaktion zwischen B-Zell-Rezeptoren und B-Zell-Epitopen erforderlich, um die Kreuzverknüpfung von B-Zell-Rezeptoren und die Antikörperproduktion zu induzieren. Daher müssen B-Zell-Epitope an den exponierten Stellen der Oberfläche von VLPs (Virus-Like Particles) liegen, am besten in immundominanten Regionen. Zudem sind die Oberflächenloops oder die äußeren N-Terminal-/C-Terminal-Positionen der VLPs ideale Einfügestellen, da diese Positionen größere Antigene aufnehmen können.

4. Auswahl des Inhalts

Das Innere von VLPs wird oft zur Speicherung von genetischem Material verwendet, das für die Virenreplikation und strukturelle Stabilität entscheidend ist. Durch Nanoreaktoren oder rekombinante Ansätze können negativ geladene Nukleinsäuren oder andere Immunadjuvanzien auch in das Innere der VLPs geladen werden. Die innere Oberfläche der VLPs kann den Inhalt vor enzymatischer Degradation schützen, die Aufnahme dieser Substanzen durch Zielzellen fördern und Immunadjuvanzien freisetzen, um die Immunogenität der VLPs zu erhöhen. Zusammengefasst helfen diese Anpassungen dabei, Immunantworten zu verstärken, die Verteilung der VLPs im Körper nachzuverfolgen und die Freisetzung und Zustellung der VLPs zu kontrollieren.

5. Chemische und genetische Modifikationen

Durch gentechnische Veränderungen können fremde Antigene in VLPs eingeführt werden. Der allgemeine Prozess der gentechnischen Veränderung umfasst die Codon-Optimierung von Antigenen und VLP-Genen auf Basis der Anforderungen des eukaryotischen oder prokaryotischen Expressionssystems, gefolgt von der künstlichen Synthese des Fusionsgenes und der Produktion des rekombinanten chimerischen Proteins.

Die chemische Modifikation basiert hauptsächlich auf kovalenten Bindungen zwischen VLPs und Antigenen. Kovalente Bindungen werden vor allem durch Oberflächenfunktionsgruppen an den VLPs realisiert, die entweder von der VLP-Oberfläche stammen oder künstlich eingeführt wurden. Die chemische Modifikation bietet mehr Flexibilität, aber ihr Reaktionsprozess ist im Vergleich zur gentechnischen Modifikation schwieriger zu kontrollieren und nachzuvollziehen.

Schlussfolgerung

In Bezug auf die Produktion von VLP-Impfstoffen stellt sich Yaohai Bio-Pharma als zuverlässige Plattform mit umfangreicher Erfahrung und strengen Produktionsprozessen dar. Mit ihrem tiefen Verständnis dieser wesentlichen Aspekte bei der Gestaltung von VLP-Impfstoffen sorgt Yaohai Bio-Pharma dafür, dass der VLP-Impfstoff darauf abgestimmt ist, maximale Wirksamkeit und Sicherheit zu bieten, um den Bedürfnissen ihrer Kunden gerecht zu werden. Yaohai Bio-Pharma strebt in jedem Schritt des Produktionsprozesses nach Exzellenz, um die Qualität und Sicherheit ihrer VLP-Impfstoffe sicherzustellen und sie somit zur bevorzugten Wahl für ihre Kunden zu machen.

Yaohai Bio-Pharma sucht zudem aktiv nach globalen Partnern, sei es institutionell oder individuell, und bietet die wettbewerbsfähigsten Vergütungen der Branche. Wenn Sie Fragen haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren: BD@yaohaibio.cn