Published February 27, 2013
| Version v1
Publication
Open
Conformational and Thermal Stability Improvements for the Large-Scale Production of Yeast-Derived Rabbit Hemorrhagic Disease Virus-Like Particles as Multipurpose Vaccine
Creators
- 1. Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología
- 2. University of Concepción
- 3. University of Camagüey
- 4. Universidad de Oviedo
Description
Recombinant virus-like particles (VLP) antigenically similar to rabbit hemorrhagic disease virus (RHDV) were recently expressed at high levels inside Pichia pastoris cells. Based on the potential of RHDV VLP as platform for diverse vaccination purposes we undertook the design, development and scale-up of a production process. Conformational and stability issues were addressed to improve process control and optimization. Analyses on the structure, morphology and antigenicity of these multimers were carried out at different pH values during cell disruption and purification by size-exclusion chromatography. Process steps and environmental stresses in which aggregation or conformational instability can be detected were included. These analyses revealed higher stability and recoveries of properly assembled high-purity capsids at acidic and neutral pH in phosphate buffer. The use of stabilizers during long-term storage in solution showed that sucrose, sorbitol, trehalose and glycerol acted as useful aggregation-reducing agents. The VLP emulsified in an oil-based adjuvant were subjected to accelerated thermal stress treatments. None to slight variations were detected in the stability of formulations and in the structure of recovered capsids. A comprehensive analysis on scale-up strategies was accomplished and a nine steps large-scale production process was established. VLP produced after chromatographic separation protected rabbits against a lethal challenge. The minimum protective dose was identified. Stabilized particles were ultimately assayed as carriers of a foreign viral epitope from another pathogen affecting a larger animal species. For that purpose, a linear protective B-cell epitope from Classical Swine Fever Virus (CSFV) E2 envelope protein was chemically coupled to RHDV VLP. Conjugates were able to present the E2 peptide fragment for immune recognition and significantly enhanced the peptide-specific antibody response in vaccinated pigs. Overall these results allowed establishing improved conditions regarding conformational stability and recovery of these multimers for their production at large-scale and potential use on different animal species or humans.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم التعبير مؤخرًا عن الجسيمات المؤتلفة الشبيهة بالفيروس (VLP) المشابهة مستضديًا لفيروس مرض الأرانب النزفي (RHDV) بمستويات عالية داخل خلايا بيتشيا باستوريس. استنادًا إلى إمكانات RHDV VLP كمنصة لأغراض التطعيم المتنوعة، قمنا بتصميم وتطوير وتوسيع نطاق عملية الإنتاج. تمت معالجة قضايا المطابقة والاستقرار لتحسين التحكم في العملية وتحسينها. تم إجراء تحليلات على بنية ومورفولوجيا وتولد مستضدات هذه الأدوية المتعددة عند قيم درجة الحموضة المختلفة أثناء تعطيل الخلية وتنقيتها عن طريق كروماتوغرافيا استبعاد الحجم. تم تضمين خطوات العملية والضغوط البيئية التي يمكن من خلالها اكتشاف التجميع أو عدم الاستقرار التوافقي. كشفت هذه التحليلات عن ثبات واستعادة أعلى للأغطية عالية النقاء المجمعة بشكل صحيح عند الأس الهيدروجيني الحمضي والمحايد في عازل الفوسفات. أظهر استخدام المثبتات أثناء التخزين طويل الأجل في المحلول أن السكروز والسوربيتول والتريهالوز والجلسرول كانت بمثابة عوامل مفيدة لتقليل التكتل. تم إخضاع VLP المستحلب في مادة مساعدة قائمة على النفط لمعالجات الإجهاد الحراري المتسارع. لم يتم اكتشاف أي اختلافات طفيفة في استقرار التركيبات وفي بنية القفيصات المستردة. تم إجراء تحليل شامل لاستراتيجيات التوسع وتم إنشاء عملية إنتاج واسعة النطاق من تسع خطوات. يحمي VLP الناتج بعد الفصل الكروماتوغرافي الأرانب من التحدي القاتل. تم تحديد الحد الأدنى للجرعة الوقائية. تم فحص الجسيمات المستقرة في نهاية المطاف كحاملات للحاتمة الفيروسية الغريبة من مسببات الأمراض الأخرى التي تؤثر على الأنواع الحيوانية الأكبر. لهذا الغرض، تم إقران حاتمة واقية خطية للخلايا البائية من بروتين مغلف E2 لفيروس حمى الخنازير الكلاسيكي (CSFV) كيميائيًا بـ RHDV VLP. تمكنت المقترنات من تقديم شظية الببتيد E2 للتعرف على المناعة وعززت بشكل كبير استجابة الأجسام المضادة الخاصة بالببتيد في الخنازير التي تم تطعيمها. بشكل عام، سمحت هذه النتائج بإنشاء ظروف محسنة فيما يتعلق بالاستقرار التوافقي واستعادة هذه العناصر المتعددة لإنتاجها على نطاق واسع واستخدامها المحتمل على أنواع الحيوانات المختلفة أو البشر.Translated Description (French)
Des particules virales recombinantes (VLP) antigéniquement similaires au virus de la maladie hémorragique du lapin (RHDV) ont récemment été exprimées à des niveaux élevés à l'intérieur des cellules de Pichia pastoris. Sur la base du potentiel de RHDV VLP en tant que plate-forme à diverses fins de vaccination, nous avons entrepris la conception, le développement et la mise à l'échelle d'un processus de production. Les problèmes de conformation et de stabilité ont été abordés pour améliorer le contrôle et l'optimisation des processus. Des analyses sur la structure, la morphologie et l'antigénicité de ces multimères ont été réalisées à différentes valeurs de pH lors de la rupture cellulaire et de la purification par chromatographie d'exclusion stérique. Les étapes du processus et les contraintes environnementales dans lesquelles l'agrégation ou l'instabilité conformationnelle peut être détectée ont été incluses. Ces analyses ont révélé une plus grande stabilité et des récupérations de capsides de haute pureté correctement assemblées à pH acide et neutre dans un tampon phosphate. L'utilisation de stabilisants pendant le stockage à long terme en solution a montré que le saccharose, le sorbitol, le tréhalose et le glycérol agissaient comme des agents utiles pour réduire l'agrégation. Les VLP émulsionnées dans un adjuvant à base d'huile ont été soumises à des traitements de stress thermique accélérés. Aucune légère variation n'a été détectée dans la stabilité des formulations et dans la structure des capsides récupérées. Une analyse complète des stratégies de mise à l'échelle a été réalisée et un processus de production à grande échelle en neuf étapes a été établi. La VLP produite après la séparation chromatographique protégeait les lapins contre un défi mortel. La dose minimale de protection a été identifiée. Les particules stabilisées ont finalement été testées comme porteuses d'un épitope viral étranger provenant d'un autre agent pathogène affectant une espèce animale plus grande. À cette fin, un épitope B protecteur linéaire de la protéine d'enveloppe E2 du virus de la peste porcine classique (CSFV) a été chimiquement couplé à la VLP du RHDV. Les conjugués ont été en mesure de présenter le fragment peptidique E2 pour la reconnaissance immunitaire et ont considérablement amélioré la réponse en anticorps spécifique du peptide chez les porcs vaccinés. Dans l'ensemble, ces résultats ont permis d'établir des conditions améliorées en ce qui concerne la stabilité conformationnelle et la récupération de ces multimères pour leur production à grande échelle et leur utilisation potentielle sur différentes espèces animales ou humaines.Translated Description (Spanish)
Las partículas recombinantes similares a virus (VLP) antigénicamente similares al virus de la enfermedad hemorrágica del conejo (RHDV) se expresaron recientemente a niveles altos dentro de las células de Pichia pastoris. Basándonos en el potencial de RHDV VLP como plataforma para diversos fines de vacunación, emprendimos el diseño, desarrollo y ampliación de un proceso de producción. Se abordaron los problemas de conformación y estabilidad para mejorar el control y la optimización de los procesos. Los análisis sobre la estructura, morfología y antigenicidad de estos multímeros se llevaron a cabo a diferentes valores de pH durante la ruptura celular y la purificación mediante cromatografía de exclusión por tamaño. Se incluyeron las etapas del proceso y las tensiones ambientales en las que se puede detectar la agregación o la inestabilidad conformacional. Estos análisis revelaron una mayor estabilidad y recuperaciones de cápsides de alta pureza correctamente ensambladas a pH ácido y neutro en tampón fosfato. El uso de estabilizadores durante el almacenamiento a largo plazo en solución mostró que la sacarosa, el sorbitol, la trehalosa y el glicerol actuaban como agentes reductores de la agregación útiles. Las VLP emulsionadas en un adyuvante a base de aceite se sometieron a tratamientos de estrés térmico acelerado. No se detectaron variaciones de ninguna a ligera en la estabilidad de las formulaciones y en la estructura de las cápsides recuperadas. Se realizó un análisis exhaustivo de las estrategias de ampliación y se estableció un proceso de producción a gran escala de nueve pasos. Las VLP producidas después de la separación cromatográfica protegieron a los conejos contra una exposición letal. Se identificó la dosis protectora mínima. Las partículas estabilizadas se analizaron en última instancia como portadores de un epítopo viral extraño de otro patógeno que afecta a una especie animal más grande. Para ese propósito, un epítopo de células B protectoras lineales de la proteína de la envoltura E2 del virus de la peste porcina clásica (VPPC) se acopló químicamente a la VLP de RHDV. Los conjugados fueron capaces de presentar el fragmento de péptido E2 para el reconocimiento inmune y mejoraron significativamente la respuesta de anticuerpos específicos de péptidos en cerdos vacunados. En general, estos resultados permitieron establecer mejores condiciones con respecto a la estabilidad conformacional y la recuperación de estos multímeros para su producción a gran escala y su uso potencial en diferentes especies animales o humanos.Files
journal.pone.0056417&type=printable.pdf
Files
(1.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f77a43054a0817af2f332cd93a00506e
|
1.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسينات الاستقرار التشكيلي والحراري للإنتاج واسع النطاق لجزيئات مرض الأرنب النزفية المشتقة من الخميرة مثل لقاح متعدد الأغراض
- Translated title (French)
- Améliorations de la stabilité conformationnelle et thermique pour la production à grande échelle de particules de type virus de la maladie hémorragique du lapin dérivées de levures comme vaccin polyvalent
- Translated title (Spanish)
- Mejoras conformacionales y de estabilidad térmica para la producción a gran escala de partículas similares a virus de enfermedades hemorrágicas de conejo derivadas de levaduras como vacuna multipropósito
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2011606785
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0056417
References
- https://openalex.org/W1562907760
- https://openalex.org/W1775749144
- https://openalex.org/W1801494375
- https://openalex.org/W1876797486
- https://openalex.org/W1928242499
- https://openalex.org/W1938586601
- https://openalex.org/W1965597722
- https://openalex.org/W1966760479
- https://openalex.org/W1968405111
- https://openalex.org/W1969661592
- https://openalex.org/W1974631476
- https://openalex.org/W1975592104
- https://openalex.org/W1975643266
- https://openalex.org/W1976603877
- https://openalex.org/W1980192261
- https://openalex.org/W1981914659
- https://openalex.org/W1985146214
- https://openalex.org/W1985151828
- https://openalex.org/W1987985890
- https://openalex.org/W1992425576
- https://openalex.org/W1993271650
- https://openalex.org/W1994808247
- https://openalex.org/W1995262685
- https://openalex.org/W2001153656
- https://openalex.org/W2004197932
- https://openalex.org/W2005493207
- https://openalex.org/W2005580960
- https://openalex.org/W2007622060
- https://openalex.org/W2008144760
- https://openalex.org/W2009207641
- https://openalex.org/W2009927305
- https://openalex.org/W2010758074
- https://openalex.org/W2011233531
- https://openalex.org/W2012666090
- https://openalex.org/W2014628841
- https://openalex.org/W2015127138
- https://openalex.org/W2023468439
- https://openalex.org/W2034768303
- https://openalex.org/W2037455416
- https://openalex.org/W2039048600
- https://openalex.org/W2042182726
- https://openalex.org/W2044393380
- https://openalex.org/W2048505950
- https://openalex.org/W2052078594
- https://openalex.org/W2060110938
- https://openalex.org/W2063482917
- https://openalex.org/W2066950276
- https://openalex.org/W2068473823
- https://openalex.org/W2069939033
- https://openalex.org/W2072998848
- https://openalex.org/W2073131173
- https://openalex.org/W2077905292
- https://openalex.org/W2082029857
- https://openalex.org/W2083189047
- https://openalex.org/W2083465091
- https://openalex.org/W2084591738
- https://openalex.org/W2094311003
- https://openalex.org/W2094913555
- https://openalex.org/W2098516138
- https://openalex.org/W2120415971
- https://openalex.org/W2120530734
- https://openalex.org/W2127609692
- https://openalex.org/W2129332527
- https://openalex.org/W2130775348
- https://openalex.org/W2136546144
- https://openalex.org/W2137977382
- https://openalex.org/W2139322015
- https://openalex.org/W2141990876
- https://openalex.org/W2149913957
- https://openalex.org/W2154586352
- https://openalex.org/W2166883380
- https://openalex.org/W2167360752
- https://openalex.org/W2168739452
- https://openalex.org/W2168781477