Ứng dụng của VLPs trong vắc xin cho người và thú y

Tuần trước, chúng tôi đã giới thiệu sơ lược về các đặc điểm, cơ chế hoạt động (MoA) và hệ thống biểu hiện của VLPs (Virus-like Particles). VLPs là protein cấu trúc virus không chứa vật liệu di truyền của virus. Ngoài ra, những ưu điểm của chúng bao gồm khả năng tự lắp ráp ở cấp độ nano, epitope bề mặt lặp đi lặp lại, dễ dàng sửa đổi về mặt di truyền và hóa học, cũng như tính miễn dịch cố hữu. Do đó, VLPs đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển vắc-xin.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ làm rõ hơn về việc áp dụng VLPs trong vắc xin. Thiết kế vắc xin VLP là yếu tố then chốt để phát triển các loại vắc xin VLP hiệu quả và an toàn hơn. Yaohai Bio-Pharma đã thành công trong việc cung cấp nhiều vắc xin VLP và hơn 100 dự án protein tái tổ hợp CMC cho khách hàng toàn cầu trong lĩnh vực sức khỏe con người và động vật. Dựa trên kinh nghiệm phong phú của Yaohai, chúng tôi đã tóm tắt những yếu tố quan trọng cần cân nhắc trong thiết kế vắc xin VLP, đảm bảo kiểm soát nghiêm ngặt từng yếu tố trong quá trình sản xuất. Những khía cạnh quan trọng này bao gồm kích thước và hình dạng, điện tích bề mặt, biểu hiện kháng nguyên, bề mặt bên trong, cũng như các sửa đổi di truyền và hóa học của VLPs.

1. Kích thước và Hình dạng

Kích thước và hình dạng của VLPs là những yếu tố quan trọng quyết định tác động miễn dịch của chúng. VLPs lý tưởng nên có các kích thước, hình dạng và mẫu kết hợp với thụ thể tương tự như virus tự nhiên, cho phép chúng được nhận diện và nuốt vào bởi hệ thống miễn dịch và kích hoạt tốt hơn các tế bào miễn dịch. Hiện nay, hầu hết các VLPs có kích thước từ 10 đến 200 nm. Phạm vi kích thước lý tưởng này có thể giúp VLPs khuếch tán tự do qua thành mạch bạch huyết và dễ dàng được nội hóa bởi các tế bào trình diện kháng nguyên như tế bào dendritic và đại thực bào, từ đó hiệu quả kích thích đáp ứng miễn dịch. Ngoài ra, kích thước của VLPs cũng quyết định liệu chúng có thể được nuốt vào và xử lý một cách hiệu quả bởi các tế bào trình diện kháng nguyên hay không.

2. Điện tích bề mặt

Tính điện tích bề mặt của VLPs có khả năng ảnh hưởng đến quá trình nội hóa các hạt VLP vào tế bào miễn dịch và thay đổi đáp ứng miễn dịch. So với VLPs mang điện tích âm hoặc trung tính, VLPs mang điện tích dương có xu hướng gây ra mức độ nội hóa tế bào cao hơn, điều này có thể được归do thuộc về sự tương tác điện tĩnh giữa VLPs và lớp màng lipid hai lớp mang điện tích âm của màng tế bào. VLPs có điện tích bề mặt dương có thể bảo vệ các thành phần mang điện tích âm bên trong, giúp chúng dễ dàng được hấp thụ bởi tế bào. Tuy nhiên, điện tích bề mặt quá cao có thể dẫn đến sự gắn kết không đặc hiệu và các phản ứng độc hại tiềm ẩn. Do đó, điện tích bề mặt cần được kiểm soát cẩn thận để đạt được hiệu quả miễn dịch tối ưu và đảm bảo an toàn.

3. Biểu hiện của Antigen

Việc chọn kháng nguyên virut có tính miễn dịch cao và đảm bảo chúng được biểu hiện đúng cách trên bề mặt của VLP là rất quan trọng cho việc thiết kế vắc xin hiệu quả. Đối với VLP trình diện epitope tế bào T, không cần thiết phải có kháng nguyên lộ ra trên bề mặt ngoài vì VLP sẽ bị phân giải trong hệ thống lysosome-endocytic của tế bào trình diện kháng nguyên, và các đoạn peptide epitope kết quả sẽ được trình diện lên receptor của tế bào T. Do đó, kháng nguyên có thể được chèn vào một vị trí ẩn bên trong VLP. Vị trí chèn tối ưu cần được xác định thông qua phân tích cấu trúc để tránh ảnh hưởng đến sự toàn vẹn cấu trúc của VLP hoặc thay đổi tính miễn dịch của nó.

Trái lại, sự tương tác trực tiếp giữa các thụ thể B-cell và epitope B-cell là cần thiết để gây ra sự chéo liên kết của thụ thể B-cell và sản xuất kháng thể. Do đó, các epitope B-cell phải nằm ở các vị trí lộ ra trên bề mặt của VLPs, tốt nhất là ở các vùng chiếm ưu thế miễn dịch. Ngoài ra, các vòng lặp bề mặt hoặc các vị trí N-terminal/C-terminal bên ngoài của VLPs là những điểm chèn lý tưởng, vì các vị trí này có thể chứa được các antigen có kích thước lớn hơn.

4. Lựa chọn Nội dung

Bên trong các VLP thường được sử dụng để lưu trữ vật liệu di truyền quan trọng cho sự nhân bản virus và ổn định cấu trúc. Qua các nanoreactor hoặc phương pháp tái tổ hợp, axit nucleic mang điện tích âm hoặc các chất phụ trợ miễn dịch khác cũng có thể được tải vào bên trong các VLP. Bề mặt trong của VLP có thể bảo vệ nội dung khỏi sự phân hủy enzym, tăng cường khả năng hấp thụ các chất này bởi các tế bào đích, và giải phóng chất phụ trợ miễn dịch để tăng cường tính miễn dịch của VLP. Tóm lại, những điều chỉnh này giúp tăng cường đáp ứng miễn dịch, theo dõi sự phân bố của VLP trong cơ thể, và kiểm soát việc giải phóng và vận chuyển VLP.

5. Chỉnh sửa hóa học và di truyền

Qua việc sửa đổi gen, các kháng nguyên ngoại lai có thể được đưa vào VLPs. Quy trình sửa đổi gen chung bao gồm tối ưu hóa codon của kháng nguyên và gen VLP dựa trên yêu cầu của hệ thống biểu hiện eukaryotic hoặc prokaryotic, sau đó là tổng hợp nhân tạo gen fusion và sản xuất protein chimeric tái tổ hợp.

Sửa đổi hóa học chủ yếu dựa vào các liên kết cộng hóa trị giữa VLPs và kháng nguyên. Các liên kết cộng hóa trị chủ yếu đạt được thông qua các nhóm chức năng trên bề mặt VLPs, vốn xuất phát từ bề mặt VLP hoặc được giới thiệu nhân tạo. Sửa đổi hóa học cung cấp nhiều tính linh hoạt hơn, nhưng quá trình phản ứng của nó khó kiểm soát và tái tạo so với sửa đổi gen.

Phần kết luận

Về việc sản xuất vắc xin VLP, Yaohai Bio-Pharma là một nền tảng đáng tin cậy với nhiều kinh nghiệm và quy trình sản xuất nghiêm ngặt. Với sự hiểu biết sâu sắc về những yếu tố then chốt trong thiết kế vắc xin VLP, Yaohai Bio-Pharma đảm bảo rằng vắc xin VLP được điều chỉnh để mang lại hiệu quả và độ an toàn tối đa nhằm đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Yaohai Bio-Pharma hướng tới sự xuất sắc ở mọi bước trong quá trình sản xuất, đảm bảo chất lượng và độ an toàn của vắc xin VLP, làm cho chúng trở thành lựa chọn ưu tiên của khách hàng.

Yaohai Bio-Pharma cũng đang tích cực tìm kiếm đối tác toàn cầu là tổ chức hoặc cá nhân và cung cấp mức bồi thường cạnh tranh nhất trong ngành. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ: [email protected]