21.10.2020

Ученые сообщают о значительном улучшении производства вакцин против ВИЧ

Ученые сообщают о значительных улучшениях в производстве вакцин против ВИЧ
                Используя робототехнику, лаборатория Фила Бермана в Калифорнийском университете в Санта-Крусе смогла автоматизировать процесс скрининга десятков тысяч клеток, чтобы найти клеточные линии, которые производят большое количество желаемого белка для вакцины против ВИЧ. Кредит: Фил Берман, UCSC

Исследования в области ВИЧ за последнее десятилетие привели ко многим многообещающим идеям в отношении вакцин для предотвращения заражения вирусом СПИДа, но в клинических испытаниях было протестировано очень мало вакцин-кандидатов. Одной из причин этого является техническая сложность изготовления вакцин на основе белков оболочки вируса, по словам Фила Бермана, который руководил разработкой основного компонента единственной вакцины, которая продемонстрировала какую-либо эффективность против ВИЧ в клинических испытаниях.
                                                                                       

Берман, профессор биомолекулярной инженерии Баскина в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, в настоящее время разработал новые методы производства вакцин против ВИЧ. Его подход решает основные технические проблемы, которые наносят ущерб области. Берман описал новые методы и вакцины-кандидаты, которые его лаборатория произвела в своем выступлении на конференции по вакцинам против ВИЧ, состоявшейся на прошлой неделе в Канаде («Новые технологии в открытии и разработке вакцин»), совместной встрече с «Прогрессом и путями на пути к «Эффективная вакцина против ВИЧ», «с 28 января по 1 февраля в Банфе, Альберта, часть серии» Симпозиум глобального здравоохранения «(

)

«Десятки интересных кандидатов на вакцины были описаны, но большинство из них не были протестированы на людях, потому что ранее было невозможно производить их по доступным ценам и своевременно», — сказал Берман. «Технология, которую мы разработали, должна сломать тупик в разработке вакцины против ВИЧ, потому что она значительно сокращает время, повышает урожайность и снижает стоимость».

Лаборатория Бермана смогла использовать робототехнику, чтобы сократить время, необходимое для производства стабильных клеточных линий, необходимых для производства белков для вакцины, и в то же время значительно увеличить количество белка, которое могут продуцировать клеточные линии. Улучшенный выход позволяет уменьшить размер биореактора, необходимого для изготовления вакцины для больших клинических испытаний — от 200 до 10000 литровых сосудов до 50- или 100-литровых сосудов, что приводит к огромной экономии требуемого оборудования и стоимости материалы. Кроме того, лаборатория Бермана смогла создать клеточные линии, которые делают белки оболочки ВИЧ с необходимыми углеводными компонентами (так называемыми гликанами), необходимыми для эффективного иммунного ответа.

«Углеводы, присоединенные к белку, действительно важны, чего до недавнего времени никто не осознавал», — сказал Берман. «Традиционный способ изготовления этих белковых вакцин с оболочкой включал неправильный вид углеводов. Теперь мы знаем, что уничтожены многие важные антигенные сайты, распознаваемые защитными антителами».

Клеточные линии, полученные из клеток яичника китайского хомячка (СНО), являются промышленным стандартом, используемым для получения сложных рекомбинантных белков для терапевтического применения. Эти клетки также полезны для производства вакцин против ВИЧ. Ген для желаемого белка переносится в клетки СНО в процессе, называемом трансфекцией, и десятки тысяч трансфицированных клеток подвергаются скринингу, чтобы найти несколько редких клеток, которые продуцируют большие количества белка. Лучшие клеточные линии выращивают большими партиями в процессе, подобном дрожжевой ферментации для приготовления пива, а затем белки выделяют и очищают.

Лаборатория Бермана разработала новый роботизированный метод для выделения высокопродуктивных клеточных линий, образующих белки оболочки ВИЧ. Это сократило время, необходимое для производства стабильных клеточных линий, с 18 до 24 месяцев до всего лишь 2 или 3 месяцев, увеличив при этом урожай в 100-200 раз. Эти улучшения по сравнению с предыдущим опытом Бермана по созданию вакцины против СПИДа, впервые в Genentech а затем в VaxGen.

            Ученые сообщают о значительных улучшениях в производстве вакцин против ВИЧ
                Флуоресцентные антитела использовали для маркировки белка gp120 ВИЧ и идентификации высокопродуктивных клеточных линий. Кредит: Фил Берман, UCSC

AIDSVAX был одним из компонентов экспериментальной схемы вакцинации, используемой в крупномасштабном клиническом испытании, известном как RV144, который продемонстрировал 31-процентную эффективность в предотвращении новых случаев ВИЧ-инфекции. Результаты RV144 показали, что защита коррелировала с антителами к определенному сегменту белка оболочки ВИЧ, называемому gp120. Другое исследование, однако, показало, что многие из наиболее сильных антител (широко нейтрализующие антитела, способные нейтрализовать многие различные штаммы ВИЧ) действительно распознают углеводные компоненты (гликаны), прикрепленные к gp120.

«Мы поняли, что оригинальная вакцина против СПИДАКСА содержала совершенно неправильный тип углеводов, и что мы могли бы повысить уровень защиты, если бы мы могли найти способ сделать это с правильным типом углеводов», — сказал Берман.

Поэтому он и аспирант Габриэль Бирн решили создать клеточную линию, которая может производить необычные гликаны, обнаруживаемые в белках оболочки ВИЧ, а не сложные гликаны, которые обычно вырабатывают клетки СНО. Это стало возможным благодаря новой мощной технологии редактирования генов, известной как CRISPR/Cas9. Лаборатория Бермана использовала CRISPR для создания новой клеточной линии, которую они назвали MGAT CHO, которая производит белки, в которых отсутствуют сложные гликаны, содержащие сиаловую кислоту, и обогащена простым типом «с высоким содержанием маннозы», обнаруженным в белках оболочки ВИЧ. Неожиданным преимуществом этой новой клеточной линии стало то, что она позволила упростить и удешевить процесс выделения и очистки белков.

«Раньше люди думали, что углеводы не являются иммуногенными, но ВИЧ переворачивает все с ног на голову, и оказывается, что самые важные антитела направлены на этот необычный углевод», — сказал Берман. «Теперь мы можем делать вакцины с ним впервые, и мы создали улучшенную версию вакцины, использованной в испытании RV144. Мы надеемся, что это повысит эффективность с 31 до более 50 процентов, уровень, вероятно, требуется для регистрации продукта. «

В лаборатории Бермана в настоящее время есть две клеточные линии, которые, по его словам, готовы начать производство вакцин в больших масштабах. Сейчас он ищет партнеров и финансирование, чтобы привлечь их к клиническим испытаниям. Одна вакцина — это улучшенная версия AIDSVAX, которая включает в себя правильный вид гликанов. Другой изготовлен из штамма вируса под названием Clade C, который широко распространен в Южной Африке и Индии и является причиной большинства новых ВИЧ-инфекций во всем мире.

Исследователи продолжают использовать вакцину против СПИДа в клинических исследованиях, потому что было очень трудно создавать новые вакцины против ВИЧ, сказал Берман, отметив, что с момента публикации результатов RV144 в 2009 году было проведено 14 таких исследований. все еще использую ту же самую старую вакцину, которую мы сделали в начале 1990-х годов. Хотя стабильность и безопасность продукта свидетельствуют о качестве вакцины, которую мы сделали, необходимы новые вакцины, которые используют в своих интересах все, что мы узнали с тех пор » он сказал. «Это просто подчеркивает необходимость найти более эффективный способ сделать вакцину против ВИЧ».

В дополнение к выступлению Бермана, несколько других членов его лаборатории представили детали своих методов и результатов на конференции. Берман сказал, что они планируют опубликовать свои выводы в нескольких статьях в конце этого года. Это исследование финансировалось за счет крупных грантов Национального института аллергии и инфекционных заболеваний при Национальных институтах здравоохранения.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *