Techniky transfekce pro vakcíny založené na spike proteinu

vytvořeno: 31.8.2020

Techniky transfekce pro vakcíny založené na spike proteinu

Souhrn

Alternativou k vývoji kolektivní imunity proti viru SARS-CoV-2 je vývoj vakcíny, která by lidi ochránila před rizikem vývoje závažných případů onemocnění. Na vývoji vakcíny, která by poskytla skutečné řešení na několik následujících roků nyní pracují vědečtí pracovníci jak z veřejného, tak soukromého sektoru. V tuto chvíli je ve vývoji více než 90 vakcín s využitím 4 hlavních strategií: vakcíny založené na virech, na nukleové kyselině, na proteinu a na virových vektorech.

Vakcíny založené na virech

Vakcíny založené na virech jsou standardní metodou používanou k výrobě většiny existujících vakcín. Tato vakcína je založena na použití oslabené nebo inaktivované formy viru SARS-CoV-2. K dnešnímu dni zatím bohužel neexistuje žádná vakcína proti koronaviru, který je pro člověka infekční. Předchozí studie vyvíjející vakcínu proti SARS a MERS byly přerušeny. Pozitivní zprávou však je, že je dostupných několik veterinárních vakcín proti koronaviru infikujícímu zvířata. Většina těchto vakcín je oslabenou formou viru.

Zbývající 3 strategie jsou založené na nových přístupech a mají společný cíl: vystavit náš imunitní systém fragmentu SARS-CoV-2 spike proteinu k vyvolání imunitní odpovědi a tvorbě dostatečné imunitní paměti za účelem ochrany před infekcí. Rozhodujícím krokem je efektivní dopravení spike proteinu do blízkosti antigen-prezentujících buněk (APCs) za účelem aktivace imunitní odpovědi a syntézy neutralizujících protilátek, které mohou být prevencí proti infekci pro více buněk tak, že se zamezí buněčnému vstupu prostřednictvím povrchových buněčných receptorů ACE2.

Vakcíny založené na nukleové kyselině

Vakcíny založené na nukleové kyselině závisí na efektivním přenosu genetického materiálu ve formě DNA nebo RNA kódující nejčastěji spike proteiny. Tato genetická informace musí být dopravena do buněk, buď přímo do APCs nebo nepřímo do jiných typů buněk, které produkují spike protein poblíž APCs. Obě cesty, přímá i nepřímá umožňují prezentování fragmentu spike proteinu na buněčném povrchu APCs s cílem iniciovat imunitní odpověď. K efektivnímu dodání nukleové kyseliny do buněk společnost Polyplus vyvinula transfekční reagencie jak pro DNA, tak pro RNA a pro in vitro i in vivo aplikace.

Typ nukleové kyselinyIn vitro studium vakcínIn vivo studium vakcín
DNAJetOPTIMUSIn vivo-jetPEI a in vivo-jetPEI-Man pro specifické cílení na dendritické buňky a makrofágy
RNAJetMESSENGERIn vivo-jetRNA

Vakcíny založené na proteinech

Proteinové vakcíny vpravují do organismu celý spike protein nebo jeho peptidový fragment. Tento přístup využívá produkce velkého množství správně sbaleného proteinu v savčích buněčných liniích jakými jsou CHO nebo HEK-293 buňky. K produkci takovýchto buněčných linií je třeba transientní transfekce plasmidu kódujícího DNA spike protein. Společnost Polyplus vyvinula efektivní transfekční činidlo pro proteinovou produkci jak pro CHO, tak pro HEK-293 buňky: FectoPRO, které je speciálně designované pro vylepšenou transientní genovou expresi v suspenzích CHO buňkách a HEK- 293 v rozličných chemicky definovaných médiích.

Vakcíny založené na virech

Vakcíny založené na virech fungují na principu genového inženýrství různých typů virů, které mohou infikovat buňky a použít tak jejich buněčnou výbavu k produkci proteinu SARS-CoV-2, který může opět iniciovat imunitní odpověď. Tyto rekombinantní virové vektory jsou většinou založeny na nereplikujících se virových vektorech jako jsou adenovirové. Když jsou tyto virové vektory transientě produkované, buněčné linie jako HEK-293 jsou kotransfekovány několika plasmidy obsahujícími nezbytnou DNA kódující ve většině případů fragment nebo celý spike protein. I v produkci vysokých výtěžků rekombinantních virových vektorů hraje klíčovou roli transfekční činidlo, jelikož determinuje počet buněk, které budou virovou částici produkovat a stejně tak i infekčnost.

Typ viruProdukce v savčích adherentních buňkáchProdukce v suspenzních savčích buňkách
Nereplikující virusProdukotová řada PEIproPEIpro produktová řada pro AAV –> novinka FectoVIR-AAV

Částice podobné virům (VLP, virus-like particles)

VLP jsou multiproteinové struktury vyrobené tak, aby napodobovaly prázdnou virovou částici bez genetického materiálu. Hlavní myšlenka je využít mechanismus viru k vystavení běžnějších peptidů spike proteinu na svém povrchu. Většinou jsou k produkci VLP používány rostlinné a hmyzí buňky, ale k efektivní produkci je možné transientně použít i buňky savčí. Savčí buněčné systémy jako buňky HEK293 jsou značně charakterizované a jejich výhodou je flexibilita a reprodukovatelnost v jejich přípravě. Pro transientní transfekci savčích buněk za účelem produkce VLP může být použito transfekční činidlo PEIpro.

Veškeré produkty od společnosti Polyplus si můžete sami otestovat. Napište si o vzorek zdarma svému obchodnímu zástupci nebo na info@baria.cz.

Pokud vás zajímají informace o koronaviru, konkrétně informace o infekčním cyklu, potenciálních léčivech, predikované imunitní odezvě a vývoji vakcín, přečtěte si náš článek Zaostřeno na SARS-CoV-2

V případě, že se podílíte na výzkumu či testování SARS-CoV-2, prohlédněte si naši nabídku produktů pro detekci koronaviru.

 

Jak zjistíme, že bude protilátka vykazovat zkříženou reaktivitu?

Jak zjistíme, že bude protilátka vykazovat zkříženou reaktivitu?

Ke zkřížené reaktivitě dochází tehdy, kdy protilátka připravená proti jednomu konkrétnímu antigenu rozeznává dva antigeny s podobnou regionální strukturou.

více informací
Úvod do digitální patologie

Úvod do digitální patologie

aké máte pocit, že se novému trendu „zkracování“ nelze vyhnout? Jak se digitalizace může dotknout práce lékařů a laborantek? Jak by se dala využít v základním výzkumu tkání či léčiv?

více informací
Seznamte se s kamerou Leica FLEXACAM C1

Seznamte se s kamerou Leica FLEXACAM C1

Nová kamera z dílny Leica Biosystems vám při pořizování, dokumentování a sdílení obrázků ušetří spoustu času a úsilí. Kamera přemění váš mikroskop na samostatnou digitální zobrazovací stanici, ke které není potřeba klasického počítače. Integrovaný software navíc umožňuje ovládání kamery prostřednictvím myši a klávesnice, které lze připojit přímo ke kameře. Dále tento software nabízí intuitivní anotace, overlay a síťové nástroje pro více flexibility při vylepšování vaší dokumentace.

více informací