Partículas similares a virus

Las partículas similares a virus ( VLP , de Virus-Like Particle ) son complejos moleculares similares a los virus , pero no capaces de infectar porque no contienen el genoma viral . Las VLP pueden formarse naturalmente o sintetizarse a través de la expresión individual de proteínas estructurales virales que, durante el autoensamblaje, forman una estructura similar a un virus [1] [2] [3] [4] . Pueden usarse combinaciones de proteínas estructurales de la cápside de diferentes virus para generar VLP recombinantes.

Descripción

Las VLP derivadas del virus de la hepatitis B ( VHB ) y que consisten en el antígeno de superficie pequeño HBsAg se describieron por primera vez en 1968 a partir de sueros de pacientes [5] . Las VLP se han derivado de componentes de una amplia variedad de familias de virus, incluidos Parvoviridae (p. ej. , virus adenoasociados ), Retroviridae (p. ej ., VIH ), Flaviviridae (p. ej. , virus de la hepatitis C ), Paramyxoviridae (p. ej., henipavirus ) y bacteriófagos (p. ej. , Qβ , AP205 ) [1] . Las VLP se pueden generar en varios sistemas de cultivo celular, incluidos cultivos bacterianos, líneas celulares de mamíferos, líneas celulares de insectos, levaduras y células vegetales [6] [7] .

Las VLP también pueden incluir estructuras producidas por ciertos retrotransposones LTR (relacionados con Ortervirales ) en la naturaleza. Estos son viriones inmaduros defectuosos, que a veces contienen material genético, que generalmente no son infecciosos debido a la falta de una envoltura viral funcional [8] [9] . Además, las avispas producen vectores de polidnavirus con genes patógenos (pero no genes virales centrales) o VLP génicas para ayudar a controlar a su huésped [10] [11] .

Uso

En biotecnología, las VLP son una plataforma potencial o un sistema de entrega de genes u otros agentes terapéuticos [12] . Se ha demostrado que estos agentes de administración de fármacos son eficaces contra las células cancerosas in vitro [13] . Se plantea la hipótesis de que las VLP pueden acumularse en los sitios tumorales debido al aumento de la permeabilidad y el efecto de retención, lo que puede ser útil para la administración de fármacos o la obtención de imágenes tumorales [14] .

En vacunas

Las partículas similares a virus se pueden usar como vacunas. Contienen epítopos virales conformacionales capaces de inducir una fuerte respuesta inmune de células T y B [15] . El pequeño radio de las partículas, aproximadamente de 20 a 200 nm, asegura una entrega eficiente a los ganglios linfáticos. Dado que las partículas similares a virus no pueden replicarse, son una alternativa más segura a los virus atenuados. Las partículas similares a virus se utilizan en la producción de vacunas contra la hepatitis B y el virus del papiloma humano aprobadas por la FDA y comercialmente disponibles.

Las vacunas contra el virus del papiloma humano basadas en partículas similares a virus incluyen Cervarix de GlaxoSmithKline y Gardasil y Gardasil-9 de Merck & Co. Gardasil consta de partículas similares a virus recombinantes ensambladas a partir de las proteínas L1 del virus del papiloma humano tipos 6, 11, 16 y 18 expresadas en levadura. La vacuna también contiene sulfato de hidroxifosfato de aluminio como adyuvante . Gardasil-9, además de los epítopos L1 enumerados, también contiene los epítopos L1 31, 33, 45, 52 y 58. Cervarix, a su vez, consta de partículas similares a virus recombinantes ensambladas a partir de proteínas L1 de los tipos 16 y 18 del virus del papiloma humano. , expresado en células de insecto, y suplementado con 3-O-desacil-4-monofosforil lípido (MPL) A e hidróxido de aluminio [16] .

La primera vacuna contra la malaria basada en partículas similares a virus, Mosquirix ( RTS,S ), ha sido aprobada por los reguladores de la UE. Las partículas se producen en células de levadura. RTS,S es una porción de la proteína circumsporozoite de Plasmodium falciparum acoplada al antígeno de superficie de la hepatitis B (RTS), en combinación con el antígeno de superficie de la hepatitis B (S) y el adyuvante AS01 (compuesto por (MPL)A y saponina).

La producción de una vacuna de este tipo puede comenzar inmediatamente después de la secuenciación de la cepa del virus y puede demorar tan solo 12 semanas en comparación con los 9 meses de las vacunas tradicionales. Se esperaba que las vacunas contra la influenza basadas en partículas similares a virus en los primeros ensayos clínicos proporcionaran una protección completa tanto contra el subtipo H5N1 del virus de la influenza A como contra la influenza que causó la pandemia de 1918 [17] . Novavax y Medicago Inc [18] [19] han probado sus propias vacunas contra la influenza basadas en partículas similares a virus . Novavax está probando una vacuna de partículas similares a virus contra COVID-19 [20] .

Se han utilizado partículas similares a virus para desarrollar una vacuna candidata contra el virus chikungunya en pruebas preclínicas [21] .

En biología

Se han desarrollado partículas similares a virus como método para estudiar proteínas de membrana integrales [22] . Las VLP son partículas estables y homogéneas con un alto grado de purificación. Pueden diseñarse para contener altas concentraciones de una proteína de membrana particular en su conformación nativa. Las proteínas integrales de membrana están involucradas en una variedad de funciones biológicas. Son el objetivo de alrededor del 50% de los fármacos terapéuticos existentes. Sin embargo, debido a sus dominios hidrofóbicos, las proteínas de membrana son difíciles de estudiar fuera de las células vivas. Las VLP pueden incluir una amplia variedad de proteínas de membrana estructuralmente intactas, incluidos los receptores acoplados a proteínas G (GPCR), los canales iónicos y las envolturas virales. Las VLP proporcionan una plataforma para una variedad de aplicaciones, incluida la detección de anticuerpos, la producción de inmunógenos y los ensayos de unión de ligandos [23] [24] .

Construyendo un VLP

La comprensión del autoensamblaje de VLP se basó inicialmente en el ensamblaje de los propios virus, lo cual es racional si el ensamblaje de VLP ocurre dentro de la célula huésped ( in vivo ), cuyo proceso se descubrió in vitro desde el comienzo del estudio . de ensamblaje de virus [25] . Se sabe que el ensamblaje de las VLP in vitro compite con la agregación [26] , mientras que en el interior de la célula existen ciertos mecanismos que impiden la formación de agregados durante el ensamblaje [27] .

Notas

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  2. ↑ Buonaguro L, Tagliamonte M, Tornesello ML, Buonaguro FM (noviembre de 2011). “Desarrollos en vacunas basadas en partículas similares a virus para enfermedades infecciosas y cáncer”. Revisión de expertos de vacunas . 10 (11): 1569-83. DOI : 10.1586/erv.11.135 . IDPM  22043956 .
  3. ↑ Diccionario de  términos de cáncer del NCI . Instituto Nacional del Cáncer (2 de febrero de 2011). Consultado el 19 de abril de 2019. Archivado desde el original el 13 de agosto de 2020.
  4. ↑ Mohsen MO, Gomes AC, Vogel M, Bachmann MF (julio de 2018). “Interacción de partículas similares a virus (VLP) derivadas de la cápside viral con el sistema inmunitario innato” . vacunas _ 6 (3): 37. doi : 10.3390/vaccines6030037 . PMC  6161069 . IDPM  30004398 .
  5. ↑ Bayer ME, Blumberg BS, Werner B (junio de 1968). “Partículas asociadas al antígeno Australia en sueros de pacientes con leucemia, Síndrome de Down y hepatitis”. naturaleza _ 218 (5146): 1057-9. Código Bib : 1968Natur.218.1057B . DOI : 10.1038/2181057a0 . IDPM  4231935 .
  6. ↑ Santi L, Huang Z, Mason H (septiembre de 2006). “Producción de partículas similares a virus en plantas verdes” . métodos _ 40 (1): 66-76. DOI : 10.1016/j.ymeth.2006.05.020 . PMC2677071  ._ _ PMID  16997715 .
  7. ↑ Huang X, Wang X, Zhang J, Xia N, Zhao Q (2017-02-09). “Partículas similares a virus derivadas de Escherichia coli en el desarrollo de vacunas” . Vacunas NPJ . 2 (1): 3. doi : 10.1038/ s41541-017-0006-8 . PMC 5627247 . PMID 29263864 .  
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  9. ↑ Purzycka KJ, Legiewicz M, Matsuda E, Eizentstat LD, Lusvarghi S, Saha A, et al. (Enero 2013). "Explorando la estructura del ARN del retrotransposón Ty1 dentro de partículas similares a virus" . Investigación de ácidos nucleicos . 41 (1): 463-73. doi : 10.1093/nar/ gks983 . PMC 3592414 . PMID 23093595 .  
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