Hefezelle: Schlüsselspieler bei VLP-Impfstoff gegen Polio

Poliomyelitis (Polio) wird durch ein Virus verursacht, mit Symptomen wie Fieber, Unbehagen in der oberen Atemwege und Gliedmaßenlähmung. Die Krankheit ist verhindbar, aber schwer zu heilen und kann leicht zu lebenslangen Behinderungen oder sogar zum Tod führen. Daher sind Impfstoffe entscheidend, um diese Krankheit zu verhindern.

Der Inaktivierte Poliovirusimpfstoff (IPV) war der erste Impfstoff zur Verhütung von Polio. Während IPV eine hohe Immunogenität aufweist, kann er im Vergleich zum oralen Polioimpfstoff (OPV) keine intestinale Schleimhautimmunität induzieren. Darüber hinaus haben seine hohen Kosten und die gesteigerte Managementkomplexität seine Anwendung begrenzt. Allerdings ist die genetische Instabilität des OPV sein Hauptnachteil geworden.

Weitere Forschungen zu IPV sind noch erforderlich, wie die nicht infektiöse Produktion von Viren-ähnlichen Partikeln (VLPs) und die Entwicklung von Impfstoffen, die sowohl humorale als auch intestinale Schleimhautimmunität induzieren können.

Neuer Trend bei IPV

VLPs ähneln stark Viren, enthalten jedoch kein virales Genmaterial und sind daher nicht infektiös. Ohne RNA bilden natürliche PV-Kapsidproteine keine stabilen Partikel, weshalb PV-VLPs transgene Kapsidproteine und die Zusatzstoffe von stabilisierenden Elementen benötigen. Die gemeinsame Expression des Poliovirus-P1-Kapsidproteinpräkursons und der 3CD-Protease in verschiedenen Systemen hat effektiv VLPs erzeugt, die schützende Antikörperreaktionen induzieren können.

Während die Produktion in Insektenzellen eine Option darstellt, neigen die Produktionskosten dazu, erheblich zu sein, was ihre Verfügbarkeit in niedrig- bis mittelgekommenen Ländern (LMICs) erschwert. Derzeit konzentriert sich die World Health Organization (WHO) auf Hefen und Baculoviren als Ausdruckssysteme für PV-VLPs, da diese beiden Systeme das größte Potenzial für kostengünstige Impfstoffproduktion bieten.

Hefe in der Produktion von PV-VLPs

Forschungen haben bewiesen, dass Pichia Pastoris ist ein Ausdruckssystem, das in der Lage ist, PV-VLPs industriell herzustellen. Die durch Hefezellen produzierten VLPs teilen sich ähnliche Charakteristiken mit leeren Kapsiden, die aus Säugetierzellen abgeleitet wurden. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass ein dualer Promotor-Ausdruckssystem die effizienteste Methode zur Produktion von PV-VLPs ist.

Darüber hinaus haben Forscher mittels des TaV 2A-Peptids und dem RhPV IRES die Kontrolle über die Proteinausdrucksebenen in diesem Ausdruckssystem erreicht. Zudem wurde unter Verwendung zuvor charakterisierter thermostabiler Mutanten bewiesen, dass Pichia Pastoris in der Lage ist, D-Antigen effizient herzustellen. Die Formulierung von IPV basiert auf dem Gehalt an D-Antigen, der nativen antigene Form des Poliovirus. Eine Impfung mit einem Impfstoff, der D-Antigen enthält, kann schützende Immunität induzieren. Daher glauben viele Wissenschaftler, dass Pichia Pastoris nicht nur das Potenzial zur Herstellung von VLP-Impfstoffen besitzt, die essentiell für eine poliofreie Welt sind, sondern auch als Modellsystem für die Produktion von Enterovirus-VLP-Impfstoffen dient.

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