Вирусоподобные частицы

Вирусоподобные частицы (ВПЧ) — молекуляные комплексы, похожие на вирусы, но не способные к инфицированию, поскольку не содержат вирусного генома. ВПЧ могут формироваться естественным путём или синтезироваться посредством индивидуальной экспрессии вирусных структурных белков, которые в ходе самосборки образуют вирусоподобную структуру[1][2][3][4]. Комбинации структурных белков капсида из разных вирусов можно использовать для создания рекомбинантных ВПЧ.

Описание

Впервые ВПЧ, происходящие от вируса гепатита B (HBV) и состоящие из небольшого поверхностного антигена HBsAg, были описаны в 1968 году на основе сывороток пациентов[5]. ВПЧ были получены из компонентов самых разных семейств вирусов, включая Parvoviridae (например, аденоассоциированный вирус), Retroviridae (например, ВИЧ), Flaviviridae (например, вирус гепатита C), Paramyxoviridae (например, генипавирусы) и бактериофаги (например, Qβ, AP205)[1]. ВПЧ могут быть получены в различных системах культур клеток, включая культуры бактерии, линии клеток млекопитающих, линии клеток насекомых, дрожжевые и растительные клетки[6][7].

К ВПЧ могут также относиться структуры, продуцируемым некоторыми ретротранспозонами LTR (относящимися к 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 продуцируют полиднавирусные векторы с патогенными генами (но не коровыми вирусными генами) или агенные ВПЧ, чтобы помочь контролировать своего хозяина[10][11].

Использование

В биотехнологии ВПЧ являются потенциальной платформой или системой доставки генов или других терапевтических средств[12]. Было показано, что эти агенты доставки лекарств эффективно воздействуют на раковые клетки in vitro[13]. Предполагается, что ВПЧ могут накапливаться в участках опухоли из-за повышенной проницаемости и удерживающего эффекта, что может быть полезно для доставки лекарств или визуализации опухоли[14].

В биологии

Вирусоподобные частицы были разработаны как метод изучения интегральных мембранных белков[15]. ВПЧ представляют собой стабильные, гомогенные частицы с высокой степенью очистки. Они могут быть сконструированы таким образом, чтобы содержать высокие концентрации определённого мембранного белка, находящегося в нативной конформации. Интегральные мембранные белки участвуют во множестве биологических функций. Они являются мишенями около 50% существующих терапевтических препаратов. Однако из-за их гидрофобных доменов мембранные белки трудно изучать вне живых клеток. ВПЧ могут включать в себя широкий спектр структурно неповреждённых мембранных белков, включая рецепторы, связанные с G-белками (GPCR), ионные каналы и вирусные оболочки. ВПЧ обеспечивают платформу для множества приложений, включая скрининг антител, производство иммуногенов и анализы связывания лигандов[16] [17].

Сборка ВПЧ

Понимание самосборки ВПЧ изначально основывалось на сборке собственно вирусов, что рационально, если сборка ВПЧ происходит внутри клетки-хозяина (in vivo), процесс которой был обнаружен in vitro с самого начала исследования сборки вирусов[18]. Известно, что сборка ВПЧ in vitro конкурирует с агрегацией[19], в то время как внутри клетки существуют определённые механизмы, предотвращающие образование агрегатов во время сборки[20].

Примечания
  1. Zeltins A (January 2013). “Construction and characterization of virus-like particles: a review”. Molecular Biotechnology. 53 (1): 92—107. DOI:10.1007/s12033-012-9598-4. PMC 7090963. PMID 23001867.
  2. Buonaguro L, Tagliamonte M, Tornesello ML, Buonaguro FM (November 2011). “Developments in virus-like particle-based vaccines for infectious diseases and cancer”. Expert Review of Vaccines. 10 (11): 1569—83. DOI:10.1586/erv.11.135. PMID 22043956.
  3. NCI Dictionary of Cancer Terms (англ.). National Cancer Institute (2 февраля 2011). Дата обращения: 19 апреля 2019.
  4. Mohsen MO, Gomes AC, Vogel M, Bachmann MF (July 2018). “Interaction of Viral Capsid-Derived Virus-Like Particles (VLPs) with the Innate Immune System”. Vaccines. 6 (3): 37. DOI:10.3390/vaccines6030037. PMC 6161069. PMID 30004398.
  5. Bayer ME, Blumberg BS, Werner B (June 1968). “Particles associated with Australia antigen in the sera of patients with leukaemia, Down's Syndrome and hepatitis”. Nature. 218 (5146): 1057—9. Bibcode:1968Natur.218.1057B. DOI:10.1038/2181057a0. PMID 4231935.
  6. Santi L, Huang Z, Mason H (September 2006). “Virus-like particles production in green plants”. Methods. 40 (1): 66—76. DOI:10.1016/j.ymeth.2006.05.020. PMC 2677071. PMID 16997715.
  7. Huang X, Wang X, Zhang J, Xia N, Zhao Q (2017-02-09). “Escherichia coli-derived virus-like particles in vaccine development”. NPJ Vaccines. 2 (1): 3. DOI:10.1038/s41541-017-0006-8. PMC 5627247. PMID 29263864.
  8. Beliakova-Bethell N, Beckham C, Giddings TH, Winey M, Parker R, Sandmeyer S (January 2006). “Virus-like particles of the Ty3 retrotransposon assemble in association with P-body components”. RNA. 12 (1): 94—101. DOI:10.1261/rna.2264806. PMC 1370889. PMID 16373495.
  9. Purzycka KJ, Legiewicz M, Matsuda E, Eizentstat LD, Lusvarghi S, Saha A, et al. (January 2013). “Exploring Ty1 retrotransposon RNA structure within virus-like particles”. Nucleic Acids Research. 41 (1): 463—73. DOI:10.1093/nar/gks983. PMC 3592414. PMID 23093595.
  10. Burke, Gaelen R.; Strand, Michael R. (2012-01-31). “Polydnaviruses of Parasitic Wasps: Domestication of Viruses To Act as Gene Delivery Vectors”. Insects [англ.]. 3 (1): 91—119. DOI:10.3390/insects3010091. PMC 4553618. PMID 26467950.
  11. Leobold, Matthieu; Bézier, Annie; Pichon, Apolline; Herniou, Elisabeth A; Volkoff, Anne-Nathalie; Drezen, Jean-Michel; Abergel, Chantal (July 2018). “The Domestication of a Large DNA Virus by the Wasp Venturia canescens Involves Targeted Genome Reduction through Pseudogenization”. Genome Biology and Evolution. 10 (7): 1745—1764. DOI:10.1093/gbe/evy127. PMC 6054256. PMID 29931159.
  12. Petry H, Goldmann C, Ast O, Lüke W (October 2003). “The use of virus-like particles for gene transfer”. Current Opinion in Molecular Therapeutics. 5 (5): 524—8. PMID 14601522.
  13. Galaway, F. A. & Stockley, P. G. MS2 viruslike particles: A robust, semisynthetic targeted drug delivery platform. Mol. Pharm. 10, 59-68 (2013).
  14. Kovacs, E. W. et al. Dual-surface-modified bacteriophage MS2 as an ideal scaffold for a viral capsid-based drug delivery system. Bioconjug. Chem. 18, 1140—1147 (2007).
  15. Integral Molecular (недоступная ссылка). Дата обращения: 30 апреля 2010. Архивировано 31 июля 2009 года.
  16. Willis S, Davidoff C, Schilling J, Wanless A, Doranz BJ, Rucker J (July 2008). “Virus-like particles as quantitative probes of membrane protein interactions”. Biochemistry. 47 (27): 6988—90. DOI:10.1021/bi800540b. PMC 2741162. PMID 18553929.
  17. Jones JW, Greene TA, Grygon CA, Doranz BJ, Brown MP (June 2008). “Cell-free assay of G-protein-coupled receptors using fluorescence polarization”. Journal of Biomolecular Screening. 13 (5): 424—9. DOI:10.1177/1087057108318332. PMID 18567842.
  18. Adolph KW, Butler PJ (November 1976). “Assembly of a spherical plant virus”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 276 (943): 113—22. Bibcode:1976RSPTB.276..113A. DOI:10.1098/rstb.1976.0102. PMID 13422.
  19. Ding Y, Chuan YP, He L, Middelberg AP (October 2010). “Modeling the competition between aggregation and self-assembly during virus-like particle processing”. Biotechnology and Bioengineering. 107 (3): 550—60. DOI:10.1002/bit.22821. PMID 20521301.
  20. Chromy LR, Pipas JM, Garcea RL (September 2003). “Chaperone-mediated in vitro assembly of Polyomavirus capsids”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (18): 10477—82. Bibcode:2003PNAS..10010477C. DOI:10.1073/pnas.1832245100. PMC 193586. PMID 12928495.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.