✖


Jump to content

Вирусоподобная частица

Вирусоподобные частицы (ВПЧ) — это молекулы, которые очень похожи на вирусы , но неинфекционны, поскольку не содержат вирусного генетического материала. Они могут встречаться в природе или синтезироваться посредством индивидуальной экспрессии вирусных структурных белков, которые затем могут самостоятельно собираться в вирусоподобную структуру. [1] [2] [3] [4] Комбинации структурных капсидных белков разных вирусов можно использовать для создания рекомбинантных VLP. Были успешно проведены как сборка in vivo (т. е. сборка внутри бактерий E. coli посредством рекомбинантной совместной экспрессии множества белков), так и сборка in vitro (т. е. самосборка белка в реакционном сосуде с использованием стехиометрических количеств предварительно очищенных белков). показано, что они образуют вирусоподобные частицы. VLP, полученные из вируса гепатита B (HBV) и состоящие из небольшого поверхностного антигена, полученного из HBV ( HBsAg ), были описаны в 1968 году из сыворотки пациентов. [5] VLP были получены из компонентов широкого спектра семейств вирусов, включая Parvoviridae (например, аденоассоциированный вирус ), Retroviridae (например, ВИЧ ), Flaviviridae (например, вирус гепатита C ), Paramyxoviridae (например, Nipah ) и бактериофагов (например, Qβ, AP205). . [1] VLP можно продуцировать в различных системах клеточных культур, включая бактерии, клеточные линии млекопитающих, клеточные линии насекомых, дрожжевые и растительные клетки. [6] [7]

VLP также могут относиться к структурам, продуцируемым некоторыми ретротранспозонами LTR (под названием Ortervirales ) в природе. Это дефектные, незрелые вирионы , иногда содержащие генетический материал, которые, как правило, неинфекционны из-за отсутствия функциональной вирусной оболочки . [8] [9] Кроме того, осы производят полиднавирусные векторы с патогенными генами (но не с основными вирусными генами) или безгенные VLP, чтобы помочь контролировать своего хозяина. [10] [11]

Приложения [ править ]

На этой диаграмме показано, как суррогатные вирусы, экспрессирующие SARS-CoV-2, шиповый белок можно использовать для измерения активности нейтрализующих антител , которые нацелены на шиповый белок и предотвращают проникновение вируса в клетки-хозяева .

Терапевтические и визуализирующие средства [ править ]

VLP представляют собой кандидатную систему доставки генов или других терапевтических средств. [12] Было показано, что эти агенты доставки лекарств эффективно воздействуют на раковые клетки in vitro . [13] Предполагается, что VLP могут накапливаться в участках опухоли из-за повышенной проницаемости и эффекта удержания , что может быть полезно для доставки лекарств или визуализации опухоли. [14]

Вакцины [ править ]

Основная статья: Субъединичная вакцина

VLP полезны в качестве вакцин . VLP содержат повторяющиеся, с высокой плотностью проявления поверхностных белков вируса, которые представляют конформационные вирусные эпитопы , которые могут вызывать сильный Т- и В-клеток иммунный ответ . [15] Небольшой радиус частиц примерно 20-200 нм обеспечивает достаточный дренаж в лимфатические узлы . Поскольку VLP не могут реплицироваться, они представляют собой более безопасную альтернативу ослабленным вирусам . VLP были использованы для разработки одобренных FDA вакцин против гепатита B и вируса папилломы человека , которые коммерчески доступны. [16]

Доступен ряд вакцин на основе вирусоподобных частиц против вируса папилломы человека (ВПЧ), таких как Церварикс от GlaxoSmithKline, а также Гардасил и Гардасил-9, производимые Merck & Co. Гардасил состоит из рекомбинантных VLP, собранных из белков L1 типов ВПЧ 6, 11, 16 и 18, экспрессируемых в дрожжах . Он дополнен сульфатом гидроксифосфата алюминия. Гардасил-9 состоит из эпитопов L1 31, 33, 45, 52 и 58 в дополнение к перечисленным эпитопам L1, обнаруженным в Гардасиле. Церварикс состоит из рекомбинантных VLP, собранных из белков L1 типов ВПЧ 16 и 18, экспрессируемых в клетках насекомых, и дополнен 3-O-дезацил-4-монофосфориллипидом (MPL) A и гидроксидом алюминия. [17]

Первая вакцина VLP против малярии, Mosquirix ( RTS,S ), была одобрена регулирующими органами ЕС. Это было выражено в дрожжах. RTS,S представляет собой часть Plasmodium falciparum циркумспорозоитного белка , слитого с поверхностным антигеном вируса гепатита В (RTS), объединенного с поверхностным антигеном вируса гепатита В (S) и дополненного адъювантом AS01 (состоящим из (MPL)A и сапонина ).

Производство вакцины может начаться сразу после секвенирования штамма вируса и может занять всего 12 недель по сравнению с 9 месяцами для традиционных вакцин. В ранних клинических испытаниях вакцины против гриппа VLP, как оказалось, обеспечивали полную защиту как от вируса гриппа А подтипа H5N1 , так и от пандемии гриппа 1918 года . [18] Novavax и Medicago Inc. провели клинические испытания своих вакцин против гриппа VLP. [19] [20] Несколько вакцин VLP от COVID-19 , включая Novavax , находятся в стадии разработки. [16] [21]

VLP были использованы для разработки доклинической вакцины-кандидата против вируса чикунгунья . [15]

биоматериалов Синтез ​ ​

Компартментализация — распространенная тема в биологии. Природа полна примеров иерархически разделенных многокомпонентных структур, которые самособираются из отдельных строительных блоков. Черпая вдохновение из природы, синтетические подходы с использованием полимеров, микрокапель с разделенными фазами, липидов и белков использовались для имитации иерархической компартментализации природных систем и создания функциональных биологических наноматериалов. [22] [23] [24] Например, самосборка белка использовалась для инкапсуляции нескольких копий белковых клеток ферритина в виде подотделений внутри вирусоподобной частицы P22 в виде более крупного отсека, по существу образующего подобную матрешке вложенную структуру «клетка в клетке». [25] Авторы также продемонстрировали стехиометрическую инкапсуляцию целлобиозогидролизующего фермента β-гликозидазы CelB вместе с белковыми клетками ферритина, используя стратегию самосборки in vitro для формирования многокамерной клеточной структуры белкового каркаса. Используя аналогичную стратегию, ферменты, биосинтезирующие глутатион, были инкапсулированы внутри вирусоподобных частиц бактериофага P22. [26] В отдельном исследовании небольшой цитохром C размером 3,5 нм с пероксидазоподобной активностью был инкапсулирован внутри небольшой белковой клетки Dps размером 9 нм с образованием структуры белковой клетки, вдохновленной органеллами. [27]

Липочастичная технология [ править ]

Липочастица VLP была разработана для изучения интегральных мембранных белков . [28] Липочастицы представляют собой стабильные, высокоочищенные, гомогенные VLP, которые разработаны так, чтобы содержать высокие концентрации представляющего интерес конформационно интактного мембранного белка. Интегральные мембранные белки участвуют в разнообразных биологических функциях, и на их воздействие действует почти 50% существующих терапевтических препаратов. Однако из-за гидрофобных доменов мембранными белками трудно манипулировать вне живых клеток. Липочастицы могут включать в себя широкий спектр структурно неповрежденных мембранных белков, включая рецепторы, связанные с G-белком (GPCR), ионные каналы и вирусные оболочки. Липочастицы обеспечивают платформу для многочисленных применений, включая скрининг антител, производство иммуногенов и анализы связывания лигандов. [29] [30]

Сборка [ править ]

Понимание самосборки VLP когда-то основывалось на сборке вирусов. Это рационально, поскольку сборка VLP происходит внутри клетки-хозяина ( in vivo ), хотя событие самосборки было обнаружено in vitro с самого начала исследований сборки вируса. [31] Исследование также показывает, что in vitro конкурирует с агрегацией. сборка VLP [32] и внутри клетки существуют определенные механизмы, предотвращающие образование агрегатов во время сборки. [33]

Связывание групп таргетинга с поверхностями VLP [ править ]

Полезно прикрепление белков, нуклеиновых кислот или небольших молекул к поверхности VLP, например, для нацеливания на определенный тип клеток или для усиления иммунного ответа. В некоторых случаях интересующий белок может быть генетически слит с белком вирусной оболочки. [34] Однако этот подход иногда приводит к нарушению сборки VLP и имеет ограниченную полезность, если нацеливающий агент не основан на белке. Альтернативой является сборка VLP и последующее использование химических сшивающих агентов. [35] реактивные неприродные аминокислоты [36] или SpyTag/SpyCatcher реакция [37] [38] для того, чтобы ковалентно присоединить интересующую молекулу. Этот метод эффективен для направления иммунного ответа против прикрепленной молекулы, тем самым индуцируя высокие уровни нейтрализующих антител и даже способствуя нарушению толерантности к собственным белкам, отображаемым на VLP. [38]

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Зельтинс А (январь 2013 г.). «Конструирование и характеристика вирусоподобных частиц: обзор» . Молекулярная биотехнология . 53 (1): 92–107. дои : 10.1007/s12033-012-9598-4 . ПМК   7090963 . ПМИД   23001867 .
  2. ^ Буонагуро Л., Тальямонте М., Торнеселло М.Л., Буонагуро FM (ноябрь 2011 г.). «Разработки вакцин на основе вирусоподобных частиц от инфекционных заболеваний и рака». Экспертная оценка вакцин . 10 (11): 1569–83. дои : 10.1586/erv.11.135 . ПМИД   22043956 . S2CID   25513040 .
  3. ^ «Словарь терминов, посвященных раку, NCI» . Национальный институт рака . 2 февраля 2011 г. Проверено 19 апреля 2019 г.
  4. ^ Мохсен М.О., Гомес А.К., Фогель М., Бахманн М.Ф. (июль 2018 г.). «Взаимодействие вирусоподобных частиц (VLP), полученных из вирусного капсида, с врожденной иммунной системой» . Вакцина . 6 (3): 37. doi : 10.3390/vaccines6030037 . ПМК   6161069 . ПМИД   30004398 .
  5. ^ Байер М.Э., Блумберг Б.С., Вернер Б. (июнь 1968 г.). «Частицы, связанные с австралийским антигеном, в сыворотке крови больных лейкемией, синдромом Дауна и гепатитом». Природа . 218 (5146): 1057–9. Бибкод : 1968Natur.218.1057B . дои : 10.1038/2181057a0 . ПМИД   4231935 . S2CID   39890704 .
  6. ^ Санти Л., Хуан З., Мейсон Х. (сентябрь 2006 г.). «Продуцирование вирусоподобных частиц в зеленых растениях» . Методы . 40 (1): 66–76. дои : 10.1016/j.ymeth.2006.05.020 . ПМК   2677071 . ПМИД   16997715 .
  7. ^ Хуан X, Ван X, Чжан Дж, Ся Н, Чжао Ц (09 февраля 2017 г.). «Вирусоподобные частицы, полученные из Escherichia coli, в разработке вакцины» . НПЖ Вакцины . 2 (1): 3. дои : 10.1038/s41541-017-0006-8 . ПМЦ   5627247 . ПМИД   29263864 .
  8. ^ Белякова-Бетелл Н., Бекхэм С., Гиддингс Т.Х., Вайни М., Паркер Р., Сандмейер С. (январь 2006 г.). «Вирусоподобные частицы ретротранспозона Ty3 собираются вместе с компонентами P-тела» . РНК . 12 (1): 94–101. дои : 10.1261/rna.2264806 . ПМК   1370889 . ПМИД   16373495 .
  9. ^ Пуржицка К.Дж., Легевич М., Мацуда Е., Эйзенстат Л.Д., Лусварги С., Саха А. и др. (январь 2013 г.). «Изучение структуры РНК ретротранспозона Ty1 внутри вирусоподобных частиц» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (1): 463–73. дои : 10.1093/nar/gks983 . ПМК   3592414 . ПМИД   23093595 .
  10. ^ Берк, Гаэлен Р.; Стрэнд, Майкл Р. (31 января 2012 г.). «Полиднавирусы паразитических ос: одомашнивание вирусов, которые будут действовать как векторы доставки генов» . Насекомые . 3 (1): 91–119. дои : 10.3390/insects3010091 . ПМЦ   4553618 . ПМИД   26467950 .
  11. ^ Леобольд, Матье; Безье, Энни; Пишон, Аполлина; Эрниу, Элизабет А; Волков, Анн-Натали; Дрезен, Жан-Мишель; Абергель, Шанталь (июль 2018 г.). «Одомашнивание большого ДНК-вируса осой Venturia canescens предполагает целенаправленную редукцию генома посредством псевдогенизации» . Геномная биология и эволюция . 10 (7): 1745–1764. дои : 10.1093/gbe/evy127 . ПМК   6054256 . ПМИД   29931159 .
  12. ^ Петри Х., Гольдманн К., Аст О., Люке В. (октябрь 2003 г.). «Использование вирусоподобных частиц для переноса генов». Современное мнение о молекулярной терапии . 5 (5): 524–8. ПМИД   14601522 .
  13. ^ Галауэй, Ф.А. и Стокли, П.Г. Вирусоподобные частицы MS2: надежная полусинтетическая платформа для целевой доставки лекарств. Мол. Фарм. 10, 59–68 (2013).
  14. ^ Ковач, EW и др. Бактериофаг MS2 с двойной поверхностью как идеальный каркас для системы доставки лекарств на основе вирусного капсида. Биоконъюг. хим. 18, 1140–1147 (2007).
  15. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Акахата В., Ян З.Ю., Андерсен Х., Сан С., Холдэуэй Х.А., Конг В.П. и др. (март 2010 г.). «Вакцина на основе вирусоподобных частиц против эпидемического вируса Чикунгунья защищает приматов от инфекции» . Природная медицина . 16 (3): 334–8. дои : 10.1038/нм.2105 . ПМЦ   2834826 . ПМИД   20111039 .
  16. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Хотез, Питер Дж.; Боттацци, Мария Елена (27 января 2022 г.). «Цельноинактивированные вирусные и белковые вакцины против COVID-19» . Ежегодный обзор медицины . 73 (1): 55–64. doi : 10.1146/annurev-med-042420-113212 . ISSN   0066-4219 . ПМИД   34637324 . S2CID   238747462 . Проверено 14 апреля 2022 г.
  17. ^ Чжан X, Синь Л, Ли С, Фан М, Чжан Дж, Ся Н, Чжао Ц (2015). «Уроки, извлеченные из успешных человеческих вакцин: определение ключевых эпитопов путем анализа белков капсида» . Человеческие вакцины и иммунотерапия . 11 (5): 1277–92. дои : 10.1080/21645515.2015.1016675 . ПМЦ   4514273 . ПМИД   25751641 .
  18. ^ Перроне Л.А., Ахмад А., Вегилья В., Лу Х, Смит Г., Кац Дж.М. и др. (июнь 2009 г.). «Интраназальная вакцинация частицами, подобными вирусу гриппа 1918, защищает мышей и хорьков от смертельного заражения вирусом гриппа 1918 и H5N1» . Журнал вирусологии . 83 (11): 5726–34. дои : 10.1128/JVI.00207-09 . ПМК   2681940 . ПМИД   19321609 .
  19. ^ Джон Гевер (12 сентября 2010 г.). «ICAAC: высокие титры антител наблюдаются при использовании новой вакцины против гриппа» .
  20. ^ Лэндри Н., Уорд Б.Дж., Трепанье С., Монтомоли Э., Даргис М., Лапини Г., Везина Л.П. (декабрь 2010 г.). Фушье Р.А. (ред.). «Доклиническая и клиническая разработка вакцины на основе вирусоподобных частиц растительного происхождения против птичьего гриппа H5N1» . ПЛОС ОДИН . 5 (12): е15559. Бибкод : 2010PLoSO...515559L . дои : 10.1371/journal.pone.0015559 . ПМК   3008737 . ПМИД   21203523 .
  21. ^ Лев Л (27 марта 2021 г.). «Надеюсь запустить Covovax к сентябрю», — говорит генеральный директор Serum Institute . мята . Архивировано из оригинала 13 мая 2021 года . Проверено 28 марта 2021 г.
  22. ^ анг, Т.-ЯД; Хак, CRC; Томпсон, Эй Джей; Куимова, М.К.; Уильямс, Д.С.; Перриман, AW; Манн, С. Сборка мембран жирных кислот на микрокапельках коацервата как шаг к модели гибридных протоклеток. Nat. хим.2014,6, 527−533.
  23. ^ Марге, М.; Сандре, О.; Лекомманду, С. Полимерсомы в «желеобразных» полимерсомах: к структурной мимикрии клеток. Ленгмюр 2012,28, 2035–2043.
  24. ^ Алкер, SA; Кеннеди, Монтана; Засадзинский, Ю.А. Инкапсуляция двухслойных везикул путем самосборки. Природа 1997,387,61-64.
  25. ^ Вагвани Х.К., Учида М., Дуглас Т. (апрель 2020 г.). «Вирусоподобные частицы (ВЛП) как платформа для иерархической компартментализации» . Биомакромолекулы . 21 (6): 2060–2072. doi : 10.1021/acs.biomac.0c00030 . ПМИД   32319761 .
  26. ^ Ван Ю, Учида М, Вагвани Х.К., Дуглас Т. (декабрь 2020 г.). «Синтетические вирусоподобные частицы для биосинтеза глутатиона». ACS Синтетическая биология . 9 (12): 3298–3310. doi : 10.1021/acsynbio.0c00368 . ПМИД   33232156 . S2CID   227167991 .
  27. ^ Вагвани Х.К., Дуглас Т. (март 2021 г.). «Цитохром С с пероксидазоподобной активностью, инкапсулированный внутри небольшой наноклетки белка DPS» . Журнал химии материалов Б. 9 (14): 3168–3179. дои : 10.1039/d1tb00234a . ПМИД   33885621 .
  28. ^ «Интегральная молекулярная» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 31 июля 2009 г. Проверено 30 апреля 2010 г.
  29. ^ Уиллис С., Давидофф С., Шиллинг Дж., Ванлесс А., Доранц Б.Дж., Ракер Дж. (июль 2008 г.). «Вирусоподобные частицы как количественные зонды мембранных белковых взаимодействий» . Биохимия . 47 (27): 6988–90. дои : 10.1021/bi800540b . ПМК   2741162 . ПМИД   18553929 .
  30. ^ Джонс Дж.В., Грин Т.А., Григон К.А., Доранц Б.Дж., член парламента Брауна (июнь 2008 г.). «Бесклеточный анализ рецепторов, связанных с G-белком, с использованием поляризации флуоресценции» . Журнал биомолекулярного скрининга . 13 (5): 424–9. дои : 10.1177/1087057108318332 . ПМИД   18567842 .
  31. ^ Адольф К.В., Батлер П.Дж. (ноябрь 1976 г.). «Сборка шаровидного растительного вируса» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 276 (943): 113–22. Бибкод : 1976РСТБ.276..113А . дои : 10.1098/rstb.1976.0102 . ПМИД   13422 .
  32. ^ Дин Ю., Чуан Ю.П., Хэ Л., Мидделберг А.П. (октябрь 2010 г.). «Моделирование конкуренции между агрегацией и самосборкой при обработке вирусоподобных частиц». Биотехнология и биоинженерия . 107 (3): 550–60. дои : 10.1002/бит.22821 . ПМИД   20521301 . S2CID   24129649 .
  33. ^ Хроми Л.Р., Пипас Дж.М. , Гарсиа Р.Л. (сентябрь 2003 г.). «Шаперон-опосредованная сборка капсидов полиомавируса in vitro» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (18): 10477–82. Бибкод : 2003PNAS..10010477C . дои : 10.1073/pnas.1832245100 . ЧВК   193586 . ПМИД   12928495 .
  34. ^ Ветцель Д., Рольф Т., Суков М., Кранц А., Барбиан А., Чан Дж.А. и др. (февраль 2018 г.). «Создание дрожжевой платформы VLP для презентации антигенов» . Заводы по производству микробных клеток . 17 (1): 17. дои : 10.1186/s12934-018-0868-0 . ПМК   5798182 . ПМИД   29402276 .
  35. ^ Джегерленер А, Тиссо А, Лехнер Ф, Себбель П, Эрдманн И, Кюндиг Т и др. (август 2002 г.). «Система молекулярной сборки, которая обеспечивает высокую повторяемость выбранных антигенов для индукции защитных реакций В-клеток». Вакцина . 20 (25–26): 3104–12. дои : 10.1016/S0264-410X(02)00266-9 . ПМИД   12163261 .
  36. ^ Патель К.Г., Шварц-младший (март 2011 г.). «Поверхностная функционализация вирусоподобных частиц путем прямого конъюгирования с использованием азид-алкиновой клик-химии» . Биоконъюгатная химия . 22 (3): 376–87. дои : 10.1021/bc100367u . ПМЦ   5437849 . ПМИД   21355575 .
  37. ^ Брюн К.Д., Ленеган Д.Б., Брайан И.Дж., Ишизука А.С., Бахманн М.Ф., Дрейпер С.Дж. и др. (январь 2016 г.). «Подключи и отобрази: украшение вирусоподобных частиц с помощью изопептидных связей для модульной иммунизации» . Научные отчеты . 6 : 19234. Бибкод : 2016NatSR...619234B . дои : 10.1038/srep19234 . ПМЦ   4725971 . ПМИД   26781591 .
  38. ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Трейн С., Яницек С.М., Матондо С., Ресенде М., Густавссон Т., де Йонг В.А. и др. (апрель 2016 г.). «Бактериальный суперклей позволяет легко разрабатывать эффективные вакцины на основе вирусоподобных частиц» . Журнал нанобиотехнологий . 14 (1): 30. дои : 10.1186/s12951-016-0181-1 . ПМЦ   4847360 . ПМИД   27117585 .

Внешние ссылки [ править ]

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Virus-like_particle&oldid=1222258861"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f3d0d7020b20422b58aaf2cb4e3ad40c__1714848180
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f3/0c/f3d0d7020b20422b58aaf2cb4e3ad40c.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Virus-like particle - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)