Коронавирусы (CoV) – это большая группа вирусов семейства Coronaviridae, вызывающая множество заболеваний. В начале двадцать первого века ранее не обнаруженные смертельные коронавирусы распространялись с беспрецедентной скоростью. Люди, птицы, домашний скот, мыши, летучие мыши и различные другие животные инфицированы CoV, которые влияют на их желудочно-кишечную, дыхательную, печеночную и центральную нервную системы.

<img alt=" Исследование: VLP растительного происхождения: достойная платформа для производства вакцины против SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Design_Cells / Shutterstock "class =" rounded-img "height =" 800 "src =" https://d2jx2rerrg6sh3.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_698196_16383733907452006.jpg "title =" Исследование: VLP на основе растений: достойная площадка для производства вакцины против SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Design_Cells / Shutterstock "width =" 1200 "/> Исследование: завод VLP: достойная платформа для производства вакцины против SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Design_Cells / Shutterstock

Коронавирус, связанный с тяжелым острым респираторным синдромом (SARS-CoV), впервые появился как новая инфекция человека в Южном Китае в ноябре 2002 года и был ликвидирован в июле 2003 года. Он заразил 8096 человек и убил 774 из них, при этом смертность составила 9,6%. темп. С сентября 2012 года коронавирус, связанный с ближневосточным респираторным синдромом (БВРС-КоВ), еще один высокопатогенный вирус, впервые появившийся в Саудовской Аравии, вызвал в общей сложности 2494 лабораторно подтвержденных случая инфекции и 858 случаев смерти в 27 странах (уровень смертности, 34,4%).

Коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) представляет собой одноцепочечный бета-коронавирус с линейной положительной РНК с оболочкой и размером генома от 26 до 32 т.п.н. (самый крупный из известных вирусных РНК-геномов). Структурные белки (например, гликопротеин шипа [S]), неструктурные белки (например, 3-химотрипсин-подобная протеаза, папаин-подобная протеаза, геликаза и РНК-зависимая РНК-полимераза) и вспомогательные белки – все они кодируются SARS -Геном CoV-2, как SARS и MERS. Эти пять белков были определены как многообещающие мишени для разработки вакцин против SARS и MERS, а также других противовирусных препаратов.

Поэтому неудивительно, что белок S является наиболее привлекательным белком-мишенью, включенным в 12 вакцин, одобренных для использования по крайней мере в одном регионе. Среди них – мРНК-вакцина с инкапсулированными липидными наночастицами и рекомбинантная вакцина с вектором аденовируса, экспрессирующая S-белок. Субъединичные вакцины, содержащие отдельные антигены SARS-CoV-2, также разрабатываются и тестируются в клинических испытаниях, как и вакцины на основе вирусоподобных частиц (VLP), представляющие антигены в виде множественных массивов на своей поверхности.

В обзоре, опубликованном в Biotechnology Letters авторы обсуждают вакцины на основе VLP растительного происхождения.

Исследование

VLP представляют собой самособирающиеся вирусные антигенные структуры, которые напоминают трехмерную морфологическую структуру вирионов, но лишены вирусной ДНК. VLP, подобно природным вирионам, могут генерировать мощные клеточные и гуморальные иммунные ответы без адъюванта из-за их сходства по размеру, форме и повторяющемуся массиву иммуногенных эпитопов, экспонируемых на поверхности VLP. VLP взаимодействуют с дендритными клетками (DC) и захватываются ими, которые впоследствии обрабатывают и представляют тысячи эпитопов, содержащихся в одной VLP на молекулах MHC класса I / II, вызывая сильные иммунные ответы, опосредованные Т-клетками.

В отсутствие адъювантов высокоплотное представление эпитопов в повторяющихся массивах на поверхности VLP может вызывать высокий титр и длительные B-клеточные иммунные ответы. VLP также являются более безопасной альтернативой живым, ослабленным или инактивированным вакцинам, поскольку в них отсутствует вирусная нуклеиновая кислота и они неинфекционны. Кроме того, антигены, отображаемые на поверхности VLP в своей исходной конформации, более стабильны, чем антигены, представленные в форме субъединиц, что приводит к меньшим и менее частым дозам антигена, необходимым для индукции защитного иммунного ответа.

VLP стали одной из наиболее успешных платформ рекомбинантной вакцинации благодаря присущим им свойствам. Регулирующие органы одобрили коммерчески доступные вакцины на основе VLP против вируса папилломы человека (HPV), который состоит из основного капсидного белка L1 HPV, и вируса гепатита B (HBV), который состоит из поверхностного антигена гепатита B (HBsAg). .

У людей эти вакцины очень эффективны и безопасны, так как обладают способностью вызывать длительные гуморальные иммунные ответы. Благодаря образованию высокоэффективных антител и профилям безопасности для человека эти вакцины могут вызывать длительные иммунные ответы. Эти достижения послужили толчком к разработке вакцинации на основе VLP от широкого спектра заболеваний. Однако высокая стоимость технологий экспрессии клеток дрожжей и насекомых, используемых для изготовления вакцин против ВПЧ и ВГВ, препятствует их широкому использованию в развивающихся странах.

После успеха VLP вируса гриппа на растениях компания Medicago создала вакцину на основе VLP SARS-CoV-2 для растений, используя свою платформу и полученные знания, и в настоящее время находится на переднем крае разработки вакцины против SARS-CoV-2. Опосредованная Agrobacterium трансформация была использована для вставки последовательности гена шипа SARS-CoV-2 в проростки N. benthamiana.

ВПЧ SARS-CoV-2 были сконструированы после того, как был экспрессирован соответствующий белок, и они были вполне сопоставимы по размеру и структуре с нативными вирионами SARS-CoV-2. Эта вакцина-кандидат от SARS-CoV-2 на основе VLP продемонстрировала свою эффективность в клинических исследованиях фазы I на людях и в настоящее время проходит фазу 2 и 3 клинических испытаний с ожидаемой производительностью 10 миллионов доз в месяц.

Последствия

Было продемонстрировано, что VLP обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными и рекомбинантными субъединичными вакцинациями, включая улучшенную иммуногенность и стабильность по сравнению с аттенуированными и инактивированными вакцинами и большую безопасность по сравнению с субъединичными вакцинами. Дополнительные преимущества VLP, когда они экспрессируются в системах временной экспрессии растений, включают надлежащую модификацию и сборку эукариот, высокую масштабируемость для получения высоких урожаев, более низкую стоимость для улучшения доступности продукта в развивающихся странах, повышенную безопасность из-за отсутствия контаминирующих патогенов человека и требуемую скорость производства. для борьбы с пандемиями, такими как SARS-CoV-2.

Несколько фармацевтических компаний специализируются на производстве лекарств для растений и вакцин, и были разработаны процедуры сбора VLP с растений, которые являются эффективными, масштабируемыми, экономичными и совместимыми с cGMP. Несмотря на то, что VLP, экспрессируемые в растениях, все еще должны преодолеть нормативные препятствия, связанные с одобрением FDA, значительный прогресс, достигнутый в вакцинах-кандидатах от растительного гриппа и SARS-CoV-2 на основе VLP, которые в настоящее время проходят фазы I, II и III клинических испытаний, предполагает, что регистрация эти продукты и, следовательно, признание других терапевтических средств и вакцин растительного происхождения вполне достижимы.