A Aplicação de VLPs em Vacinas Humanas e Veterinárias

Na semana passada, apresentamos brevemente as características, mecanismos de ação (MoA) e sistemas de expressão dos VLPs (Partículas Semelhantes a Vírus). Os VLPs são proteínas estruturais virais que não contêm material genético viral. Além disso, suas vantagens incluem auto-montagem em nanescala, epitopos de superfície repetitivos, facilidade de modificação genética e química, e imunogenicidade inerente. Como resultado, os VLPs desempenham um papel importante no desenvolvimento de vacinas.

Neste artigo, vamos detalhar a aplicação de VLPs em vacinas. O design de vacinas VLP é crucial para o desenvolvimento de vacinas VLP mais eficazes e seguras. A Yaohai Bio-Pharma já entregou com sucesso várias vacinas VLP e mais de 100 projetos de CMC de proteínas recombinantes para clientes globais nos campos da saúde humana e animal. Utilizando a ampla experiência da Yaohai, resumimos as principais considerações no design de vacinas VLP, garantindo um controle rigoroso sobre cada fator durante a fabricação. Esses aspectos críticos incluem o tamanho e forma, carga superficial, expressão de antígeno, superfície interna, bem como modificações genéticas e químicas dos VLPs.

1. Tamanho e Forma

O tamanho e a forma dos VLPs são fatores importantes que determinam seus efeitos imunológicos. Os VLPs ideais devem ter dimensões, formas e padrões de ligação a receptores semelhantes aos de vírus naturais, permitindo que sejam reconhecidos e ingeridos pelo sistema imunológico e atuem melhor na ativação de células imunes. Atualmente, a maioria dos VLPs varia em tamanho entre 10 e 200 nm. Essa faixa de tamanho ideal pode facilitar a difusão livre dos VLPs através da parede do vaso linfático e uma internalização mais fácil por células apresentadoras de antígenos, como células dendríticas e macrófagos, induzindo assim respostas imunológicas eficazes. Além disso, o tamanho dos VLPs também determina se eles podem ser eficazmente ingeridos e processados por células apresentadoras de antígenos.

2. Carga Superficial

A carga de superfície dos VLPs potencialmente influencia a internalização das partículas de VLPs em células imunológicas e altera as respostas imunológicas. Em comparação com VLPs negativamente carregados ou neutros, VLPs catiônicos tendem a induzir uma maior internalização celular, o que pode ser atribuído à interação eletrostática entre os VLPs e a bicamada de fosfolipídios aniônica das membranas celulares. VLPs com carga de superfície positiva podem mascarar seus conteúdos negativamente carregados, tornando-os mais fáceis de serem absorvidos pelas células. No entanto, a carga de superfície excessivamente alta pode levar a ligações não específicas e reações tóxicas potenciais. Portanto, a carga de superfície precisa ser cuidadosamente regulada para alcançar efeitos imunológicos e segurança ótimos.

3. Expressão de Antígenos

Escolher antígenos virais com alta imunogenicidade e garantir sua expressão adequada na superfície dos VLPs é crucial para o design de vacinas eficazes. Para VLPs que apresentam epitopos de células T, não há necessidade de o antígeno estar exposto na superfície externa, pois os VLPs serão degradados no sistema lisossômico-endocítico das células apresentadoras de antígenos, e os peptídeos epitópicos resultantes serão apresentados aos receptores de células T. Portanto, o antígeno pode ser inserido em uma posição oculta dentro do VLP. O site de inserção ótimo precisa ser determinado através de análise estrutural para evitar afetar a integridade estrutural do VLP ou alterar sua imunogenicidade.

Em contraste, a interação direta entre receptores de células B e epitopos de células B é necessária para induzir a cross-linkagem do receptor de células B e a produção de anticorpos. Portanto, os epitopos de células B devem estar em sites expostos na superfície dos VLPs, preferivelmente em regiões imunodominantes. Além disso, as laços de superfície ou posições N-terminal/C-terminal externas dos VLPs são locais de inserção ideais, pois esses locais podem acomodar antígenos de maior tamanho.

4. Seleção de Conteúdos

O interior dos VLPs é frequentemente usado para armazenar material genético que é crucial para a replicação viral e estabilidade estrutural. Através de nanorreatores ou abordagens recombinantes, ácidos nucleicos negativamente carregados ou outros adjuvantes imunológicos também podem ser carregados no interior dos VLPs. A superfície interna dos VLPs pode proteger o conteúdo da degradação enzimática, aumentar a absorção dessas substâncias pelas células-alvo e liberar adjuvantes imunológicos para aumentar a imunogenicidade dos VLPs. Em resumo, esses ajustes ajudam a melhorar as respostas imunológicas, rastrear a distribuição dos VLPs no corpo e controlar a liberação e entrega dos VLPs.

5. Modificações químicas e genéticas

Por meio de modificação genética, antígenos estranhos podem ser introduzidos nos VLPs. O processo geral de modificação genética envolve a otimização de codons dos genes do antígeno e dos VLPs com base nas necessidades do sistema de expressão eucariótico ou procariótico, seguido pela síntese artificial do gene de fusão e pela produção da proteína quimérica recombinante.

A modificação química baseia-se principalmente em ligações covalentes entre os VLPs e os antígenos. As ligações covalentes são alcançadas principalmente por meio de grupos funcionais na superfície dos VLPs, que podem originar-se da superfície dos VLPs ou serem introduzidos artificialmente. A modificação química oferece mais flexibilidade, mas seu processo de reação é mais difícil de controlar e reproduzir em comparação com a modificação genética.

Conclusão

No que diz respeito à produção de vacinas VLP, a Yaohai Bio-Pharma se posiciona como uma plataforma confiável com vasta experiência e processos de produção rigorosos. Com sua profunda compreensão desses aspectos-chave no design de vacinas VLP, a Yaohai Bio-Pharma garante que a vacina VLP seja adaptada para oferecer máxima eficácia e segurança, atendendo às necessidades do cliente. A Yaohai Bio-Pharma busca a excelência em cada etapa do processo de produção, garantindo a qualidade e segurança de suas vacinas VLP, tornando-as a escolha preferida dos clientes.

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