L'application des VLP aux vaccins humains et vétérinaires

La semaine dernière, nous avons brièvement présenté les caractéristiques, les mécanismes d'action et les systèmes d'expression des VLP (Virus-like Particles). Les VLP sont des protéines structurales virales qui ne contiennent pas de matériel génétique viral. En outre, leurs avantages comprennent l'auto-assemblage à l'échelle nanométrique, des épitopes de surface répétitifs, une facilité de modification génétique et chimique et une immunogénicité inhérente. Par conséquent, les VLP jouent un rôle important dans le développement de vaccins.

Dans cet article, nous allons élaborer sur l'application des VLP dans les vaccins. La conception de vaccins VLP est essentielle pour développer des vaccins VLP plus efficaces et plus sûrs. Yaohai Bio-Pharma a livré avec succès de nombreux vaccins VLP et plus de 100 projets de protéines recombinantes CMC pour des clients mondiaux dans les domaines de la santé humaine et animale. En tirant parti de la vaste expérience de Yaohai, nous avons résumé les considérations clés dans la conception de vaccins VLP, garantissant un contrôle rigoureux de chaque facteur pendant la fabrication. Ces aspects critiques englobent la taille et la forme, la charge de surface, l'expression de l'antigène, la surface interne, ainsi que les modifications génétiques et chimiques des VLP.

1. Taille et forme

La taille et la forme des VLP sont des facteurs importants qui déterminent leurs effets immunitaires. Les VLP idéales devraient avoir des dimensions, des formes et des schémas de liaison aux récepteurs similaires à ceux des virus naturels, leur permettant d'être reconnues et ingérées par le système immunitaire et de mieux activer les cellules immunitaires. Actuellement, la plupart des VLP ont une taille comprise entre 10 et 200 nm. Cette plage de taille idéale peut faciliter la libre diffusion des VLP à travers la paroi des vaisseaux lymphatiques et une internalisation plus facile par les cellules présentatrices d'antigènes telles que les cellules dendritiques et les macrophages, induisant ainsi efficacement des réponses immunitaires. En outre, la taille des VLP détermine également si elles peuvent être ingérées et traitées efficacement par les cellules présentatrices d'antigènes.

2. Charge de surface

La charge de surface des VLP influence potentiellement l'internalisation des particules VLP dans les cellules immunitaires et modifie les réponses immunitaires. Par rapport aux VLP chargées négativement ou neutres, les VLP cationiques ont tendance à induire une internalisation cellulaire plus élevée, ce qui peut être attribué à l'interaction électrostatique entre les VLP et la bicouche phospholipidique anionique des membranes cellulaires. Les VLP avec une charge de surface positive peuvent protéger leur contenu chargé négativement, ce qui les rend plus faciles à absorber par les cellules. Cependant, la charge de surface excessivement élevée peut conduire à une liaison non spécifique et à des réactions toxiques potentielles. Par conséquent, la charge de surface doit être soigneusement régulée pour obtenir des effets immunitaires et une sécurité optimaux.

3. Expression des antigènes

Le choix d'antigènes viraux hautement immunogènes et la garantie de leur expression appropriée à la surface des VLP sont essentiels pour la conception de vaccins efficaces. Pour les VLP qui présentent des épitopes de cellules T, il n'est pas nécessaire que l'antigène soit exposé sur la surface externe car les VLP seront dégradées dans le système lysosome-endocytaire des cellules présentatrices d'antigènes, et les peptides épitopiques résultants seront présentés aux récepteurs des cellules T. Par conséquent, l'antigène peut être inséré dans une position cachée à l'intérieur de la VLP. Le site d'insertion optimal doit être déterminé par analyse structurelle pour éviter d'affecter l'intégrité structurelle de la VLP ou d'altérer son immunogénicité.

En revanche, une interaction directe entre les récepteurs des cellules B et les épitopes des cellules B est nécessaire pour induire la réticulation des récepteurs des cellules B et la production d'anticorps. Par conséquent, les épitopes des cellules B doivent se trouver sur les sites exposés de la surface des VLP, de préférence dans les régions immunodominantes. De plus, les boucles de surface ou les positions N-terminales/C-terminales externes des VLP sont des sites d'insertion idéaux, car ces emplacements peuvent accueillir des antigènes de plus grande taille.

4. Sélection du contenu

L'intérieur des VLP est souvent utilisé pour stocker le matériel génétique essentiel à la réplication virale et à la stabilité structurelle. Grâce à des nanoréacteurs ou à des approches recombinantes, des acides nucléiques chargés négativement ou d'autres adjuvants immunitaires peuvent également être chargés à l'intérieur des VLP. La surface interne des VLP peut protéger le contenu de la dégradation enzymatique, améliorer l'absorption de ces substances par les cellules cibles et libérer des adjuvants immunitaires pour améliorer l'immunogénicité des VLP. En résumé, ces ajustements aident à améliorer les réponses immunitaires, à suivre la distribution des VLP dans le corps et à contrôler la libération et la distribution des VLP.

5. Modifications chimiques et génétiques

Grâce à la modification génétique, des antigènes étrangers peuvent être introduits dans les VLP. Le processus général de modification génétique implique l'optimisation des codons de l'antigène et des gènes VLP en fonction des exigences du système d'expression eucaryote ou procaryote, suivie de la synthèse artificielle du gène de fusion et de la production de la protéine chimérique recombinante.

La modification chimique repose principalement sur des liaisons covalentes entre les VLP et les antigènes. Les liaisons covalentes sont principalement obtenues par l'intermédiaire de groupes fonctionnels de surface sur les VLP, qui proviennent de la surface des VLP ou sont introduits artificiellement. La modification chimique offre plus de flexibilité, mais son processus de réaction est plus difficile à contrôler et à reproduire que la modification génétique.

Pour aller plus loin

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