A Technique for the Generation of Influenza Virus-Like Particles via a Mammalian System
JoVE Encyclopedia of Experiments
Immunologie
0 weergaven • 3:09 min • July 8th, 2025
Virus-like particles, or VLPs, mimic the virus structure but lack viral genetic material, rendering them non-virulent. VLPs possess surface-bound antigenic epitopes recognized by immune cells, making them ideal vaccine candidates.
To generate recombinant influenza VLPs, take eukaryotic expression vectors.
Two vectors contain genes coding for hemagglutinin, or HA, and neuraminidase, or NA — structural proteins of the influenza virus. The third vector contains the gag gene, encoding core proteins of the human immunodeficiency virus.
Add a cationic lipid-based transfection reagent. The positively charged lipid head group interacts with negatively charged DNA, forming a bilayer around the vectors — generating liposome transfection complexes.
Add complexes onto cultured mammalian host cells suitable for VLP production, and incubate. Transfection complexes enter cells through endocytosis — the liposome membrane fuses with the endosome membrane to release the vectors into the cytoplasm.
Vectors enter the nucleus, leading to the expression of the viral genes. Upon HA and NA synthesis on the endoplasmic reticulum, the proteins translocate to the plasma membrane via the secretory pathway.
The core proteins are synthesized in the cytoplasm and transported to the assembly site to anchor at the plasma membrane. Accumulated viral components undergo self-assembly into VLPs and bud from the host cell.
Harvest the released VLPs for downstream processing.
On the day of transfection, prepare liposome and DNA solutions per the manufacturer's recommendations. Transfect the DNA cells with a DNA composition of 1:1:2 of HA:NA:Gag and a total DNA quantity of 40 micrograms per T-150 flask. Repeat this step to create nine T-150 flasks for a total volume of 200 milliliters.
Next, dilute the DNA and liposome solutions in serum-free transfection media without antibiotics so that each flask contains a total volume of 24 milliliters. Return the flasks to the incubator and maintain the cells in transfection culture medium until the day of virus-like particle or VLP, harvest.
Transfer the supernatant into 15-milliliter conical tubes to harvest the culture from the cells after 72 to 96 hours post-transfection. Spin the cells down to pellet the cellular debris. Collect the supernatants and filter them through a 0.22-micron pore membrane.
Overzicht
Dit artikel bespreekt de productie van virusachtige deeltjes (virus-like particles, VLPs) als potentiële vaccinkandidaten. VLPs bootsen de structuur van virussen na, maar bevatten geen viraal genetisch materiaal, waardoor ze niet virulent zijn en veilig gebruikt kunnen worden voor immunisatie.
Belangrijkste onderdelen van de studie
Wetenschappelijk gebied
- Vaccinontwikkeling
- Virologie
- Immunologie
Achtergrond
- Virusachtige deeltjes zijn effectief in het opwekken van immuunresponsen.
- Ze kunnen worden geproduceerd met behulp van recombinante DNA-technologie.
- Influenza VLP's kunnen worden gegenereerd met behulp van specifieke eukaryote expressievectoren.
- Inzicht in de assemblage en afgifte van VLP's is cruciaal voor de effectiviteit van vaccins.
Doel van de studie
- Om een methode te schetsen voor het genereren van recombinante influenza VLPs.
- Om het gebruik van kationische lipide-gebaseerde transfectiereagentia bij de productie van VLPs te onderzoeken.
- Om een gedetailleerd protocol te bieden voor het transfecteren van zoogdiercellen met VLP-componenten.
Gebruikte methoden
- Gebruik van eukaryote expressievectoren die HA-, NA- en gag-genen bevatten.
- Toepassing van kationische lipide-gebaseerde transfectiereagentia om de DNA-opname te vergemakkelijken.
- Incubatie van getransfecteerde cellen om assemblage van VLP's mogelijk te maken.
- Oogsten en filteren van VLP's uit cellcultuur-supernatanten.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle transfectie van zoogdiercellen leidde tot de productie van VLP's.
- VLP's werden geoogst 72 tot 96 uur na transfectie.
- Filtratie door een 0,22-micron membraan waarborgde de verwijdering van cellulair debris.
- VLP's vertoonden structurele kenmerken die vergelijkbaar waren met die van natuurlijke virussen.
Conclusies
- Recombinante influenza VLPs kunnen efficiënt worden geproduceerd met behulp van de beschreven methode.
- Het gebruik van lipide-gebaseerde transfectiereagentia is effectief voor de generatie van VLPs.
- Deze aanpak is veelbelovend voor de ontwikkeling van veilige en effectieve vaccins.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie
De generatie van influenza virus-achtige particles (VLPs) in zoogdiersystemen maakt de productie mogelijk van structureel authentieke, niet-infectieuze virale imitaties voor vacciononderzoek en immunogeniciteitsstudies. Deze aanpak ondersteunt de evaluatie van vaccinkandidaten in een vroeg stadium en vermindert de risico's bij downstream translationele inspanningen door schaalbare, reproduceerbare antigeenbronnen te bieden. De methode is strategisch gepositioneerd voor een snelle respons op opkomende influenzastammen en portefeuillediversificatie in vaccin-R&D.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar de antigene structuur en immuunherkenning in een gecontroleerd systeem mogelijk.
- Ondersteunt biologische risicoreductie door het leveren van niet-virulente, structureel relevante deeltjes voor de beoordeling van de immunogeniciteit.
- Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij de selectie van antigenen voor vaccine-ontwikkelingspipelines.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Levert gevalideerde VLPs voor gebruik in immunoassays en neutralisatiescreens.
- Maakt standaardisatie en reproduceerbaarheid van assays mogelijk door consistente VLP-productie.
- Ondersteunt schaalbare preparatie van antigenisch materiaal voor high-throughput screeningplatformen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Stemt overeen met ziekterelevante antigeenpresentatie voor preklinische immunogeniciteitsstudies.
- Waarborgt continuïteit van discovery tot preklinische validatie door het leveren van authentieke virale mimics.
- Verlaagt het risico bij translationele vooruitgang door vroegtijdige immunologische profilering mogelijk te maken.
Integratie van Pijplijn en Workflow
Deze techniek voor de generering van VLP's bevindt zich op het snijvlak van antigeenontdekking, assayontwikkeling en preklinische immunogeniciteitsevaluatie binnen het continuüm van vaccine-R&D.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetoetsing van antigeniciteit en het potentieel voor een immuunrespons.
- Screening: Levert reproduceerbare, kwantitatieve VLP-outputs voor assay-gereedheid.
- Analytiek: Maakt meting van immuunherkenning en vergelijkende antigeniciteit tussen verschillende constructen mogelijk.
- Translationeel onderzoek: Biedt een brug naar preklinische beoordeling van vaccinkandidaten met structureel relevante particles.
- Herbruikbaarheid binnen de organisatie: Vestigt een platform voor snelle aanpassing aan nieuwe influenzastammen of andere virale targets.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij de selectie van antigenen en vermindert mechanistische ambiguïteit in studies naar immuunresponsen.
- Operationele waarde: Standaardiseert de VLP-productie voor reproduceerbaarheid en schaalbaarheid over verschillende R&D-teams.
- Strategische waarde: Versnelt go/no-go-beslissingen en verbetert de kapitaalefficiëntie bij het beheer van vaccineportefeuilles.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van vaccinkandidaten mogelijk en ondersteunt een snelle respons op opkomende dreigingen.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in zoogdiercelkweek en recombinant DNA-transfectie.
- Vereist toegang tot celkweekinfrastructuur en analytische instrumenten voor VLP-karakterisering.
- Maakt standaardisatie van transfectie- en oogstprotocollen tussen teams noodzakelijk voor reproduceerbaarheid.
- Kan aanpassing vereisen voor verschillende virale targets of gastheercelsystemen.
- Afhankelijk van optimalisatie van DNA-ratio's en transfectiecondities voor een maximale VLP-opbrengst.
Veelgestelde vragen over biofarmaceutica
Gebruik van een influenza antigeen Microarray voor het meten van de breedte van serum antilichamen over de virus subtypen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Productie van Hoogtiter infectieuze influenza pseudo-getypte deeltjes met envelop glycoproteïnen van hoogpathogene H5N1 en aviaire H7N9 virussen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Detectie van neutralisatiegevoelige epitopen in antigenen die worden weergegeven op op virusachtige deeltjes (VLP) gebaseerde vaccins met behulp van een capture-assay
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Generatie van recombinant griepvirus uit plasmide-DNA
Gerelateerde video's
0 Bekeken
High-throughput Detection Methode voor Influenza Virus
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Generation of Chikungunya Virus-Like Particles Using Baculovirus Expression System in Insect Cells
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Generating Recombinant Live-Attenuated Influenza Viruses for Vaccines
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Expressie van Functionele Recombinant Hemagglutinine en neuraminidase Eiwitten uit de roman H7N9 Influenza Virus Met de baculovirusexpressiesysteem
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Influenza Virus Voortplanting in bevruchte kippeneieren
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Intranasale toediening van recombinante Influenza Vaccines in Chimerisch muismodellen om mucosale immuniteit bestuderen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026