VLPs und ihr Herstellungsprozess

Virusähnliche Partikel (VLPs) sind einzigartige Biomaterialien, die eine ähnliche Struktur wie Viren haben, aber im Wesentlichen kein virales genetisches Material wie DNA oder RNA enthalten. Daher würden VLPs im menschlichen Körper nicht zu Infektionen führen. Aufgrund dieser Eigenschaft haben sie ein enormes Potenzial in der Impfstoffentwicklung gezeigt, insbesondere bei der Entwicklung von Impfstoffen gegen Hepatitis B, humanes Papillomavirus (HPV) und die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19).

In den letzten Jahren hat die VLP-Technologie im Bereich der Präventivmedizin eine rasante Entwicklung durchgemacht. Sie trägt erfolgreich zur Entwicklung hochwirksamer Impfstoffe gegen verschiedene Infektionskrankheiten bei.

1. Entwicklung des VLP-Impfstoffs

In den letzten drei Jahrzehnten hat sich die Anwendung von VLPs schrittweise ausgeweitet, insbesondere im Bereich der Impfstoffe. Mehrere VLP-basierte Impfstoffe wurden bereits kommerzialisiert oder befinden sich in verschiedenen Phasen der klinischen Forschung. Der VLP-Impfstoff gegen das Hepatitis-B-Virus (HBV) war der erste zugelassene VLP-basierte Impfstoff, gefolgt von der Zulassung der VLP-Impfstoffe gegen das humane Papillomavirus (HPV) und das Hepatitis-E-Virus (HEV). Im Jahr 2021 wurde auch ein Malaria-Impfstoff zur Markteinführung zugelassen. Darüber hinaus werden derzeit VLP-Impfstoffe gegen Norovirus und VLP-Impfstoffe gegen Influenza klinisch getestet.

2. Funktion von VLPs im menschlichen Körper

VLPs können das Immunsystem auslösen, da sie vom Immunsystem des Wirts als Fremdstoffe erkannt werden und so eine spezifische Immunantwort auslösen. Dies macht VLPs zu einer sicheren und wirksamen Impfstoffplattform zur Vorbeugung verschiedener Viruserkrankungen.

Darüber hinaus können VLPs auch als Transportsysteme verwendet werden, um bestimmte Moleküle oder Medikamente an bestimmte Zellen im Körper zu liefern. Da VLPs den Eintrittsweg von Viren nachahmen, können sie verwendet werden, um den Lebenszyklus von Viren zu untersuchen und neue antivirale Behandlungsmethoden zu entwickeln.

3. Expressionssysteme von VLPs

Es gibt zahlreiche Expressionssysteme für VLPs und jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile. Sehen wir uns nun einige häufig verwendete Expressionssysteme genauer an.

1) Bakterien

Bakterien sind eines der am häufigsten verwendeten Expressionssysteme. Escherichia coli ist die häufigste bakterielle Wirtszelle für die VLP-Produktion. Zu den Vorteilen gehören niedrige Produktionskosten, schnelles Zellwachstum, hohe Proteinexpressionsniveaus und einfache Skalierbarkeit. Verschiedene VLP-Impfstoffe, die mit dem E. coli Expressionssystem sind in klinischen Studien. Yaohai Bio-pharma hat viele Kunden erfolgreich bei der Entwicklung und Herstellung verschiedener Arten von VLP-Impfstoffen unterstützt in E. coli System. Außerdem E. coliwurde die erfolgreiche Bildung von VLPs auch bei anderen Bakterien beobachtet, wie zum Beispiel Lactobacillus casei.

2) Hefe

Hefe wird häufig zur Herstellung von VLPs verwendet, insbesondere zur Erzeugung von unbehüllten VLPs. Saccharomyces cerevisia und Pichia Pastoris werden aufgrund ihres schnellen Zellwachstums, ihrer hohen Proteinausbeute, Skalierbarkeit und der Fähigkeit, bestimmte posttranslationale Modifikationen (PTMs) durchzuführen, bevorzugt. Derzeit werden zwei von der FDA zugelassene VLP-basierte Impfstoffe, Engerix-B (HBV-Impfstoff) und Gardasil (HPV-Impfstoff), in Hefeexpressionssystemen hergestellt. Eine wesentliche Einschränkung von Hefeexpressionssystemen ist jedoch das Fehlen komplexer PTM-Wege, was ihre Anwendung bei der Herstellung von VLPs einschränkt.

Yaohai Bio-Pharma ist spezialisiert auf die Entwicklung und Untersuchung von Stämmen von E. coli und Hefe. Yaohai Bio-Pharma verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von prophylaktischen und therapeutischen VLP-Impfstoffen, anderen Impfstoffen und pharmazeutischen Proteinen.

3) Sonstiges

Andere Expressionssysteme umfassen die Expression von Baculovirus-Insektenzellen, die Expression von Pflanzenzellen, die Expression von Tierzellen und die zellfreie Expression. Zu ihren Vorteilen zählen hohe Expressionsniveaus und praktische PTMs, aber auch die Nachteile liegen auf der Hand. Beispielsweise sind die zellfreie Expression und die Expression von Tierzellen mit hohen Produktionskosten und langen Zyklen verbunden.

4. Optimierung des VLP-Herstellungsprozesses

Obwohl die Expressionsplattformen für VLPs in der Vergangenheit etabliert und optimiert wurden, ist ihre biologische Wirksamkeit noch nicht ausreichend, um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurden zahlreiche Anstrengungen unternommen, um VLPs zu optimieren. Beispielsweise durch die Optimierung von Zellkulturmedien, Zelllinientechnik, die Anwendung rationaler Designmethoden (experimentelles Design) und die Modifizierung der Medienzusammensetzung. Yaohai Bio-Pharma verfügt über ausgereifte CDMO-Dienste und hat diese optimierten Methoden bereits eingesetzt, um die Produktivität von VLPs zu steigern. Yaohai Bio-Pharma optimiert und entwickelt den Herstellungsprozess weiterhin, um die Erwartungen der Kunden zu erfüllen.

Yaohai Bio-Pharma ist außerdem aktiv auf der Suche nach institutionellen oder individuellen globalen Partnern und bietet die wettbewerbsfähigste Vergütung der Branche. Bei Fragen wenden Sie sich bitte an: [email protected]