Par Sino Biological Europe GmbH - www.sinobiological.com
Ce contenu a été créé en collaboration avec Pharma’s Almanac.
Le système d’expression baculovirus-cellules d’insectes (cellules d’insectes utilisées conjointement avec le système de vecteur d’expression des baculovirus (BEVS)) est une technologie essentielle pour la fabrication de protéines complexes et de grande taille. Ce système d’expression eucaryote offre une sécurité inhérente, une facilité de mise à l’échelle, une conception flexible des produits et une polyvalence pour une large gamme de protéines. Alors que l’intelligence artificielle et les technologies informatiques progressent, aidant à la conception de structures protéiques complexes avec des défis potentiels de repliement, les systèmes d’expression baculovirus–cellules d’insectes resteront essentiels pour faciliter le développement et la production de médicaments novateurs, afin de répondre aux besoins non satisfaits des patients. Sino Biological se développe considérablement aux États-Unis et améliore ses offres de systèmes d’expression baculovirus–cellules d’insectes dans le Center for Bioprocessing (centre de biotransformation) à Houston (Texas).
Avantages des systèmes d’expression baculovirus–cellules d’insectes
Le système d’expression baculovirus–cellules d’insectes est une plateforme puissante et polyvalente pour la production d’une large gamme de protéines. Il offre plusieurs avantages par rapport à d’autres systèmes d’expression.
Premièrement, l’atout majeur de ce système est sa capacité à insérer de grandes molécules d’ADN dans le vecteur, permettant la production de protéines de poids moléculaire élevé. Ce système peut accueillir des insertions multigéniques, ce qui permet la co-expression simultanée de différentes protéines. Ces caractéristiques font de ce système d’expression une option avantageuse pour la production de produits protéiques complexes et diversifiés.
Deuxièmement, les cellules d’insectes utilisées dans ce système d’expression ont une capacité remarquable à effectuer une large gamme de modifications post-traductionnelles (PTM), telles que la glycosylation et l’acétylation. Lesdites modifications post-traductionnelles sont essentielles pour garantir un bon repliement des protéines, une stabilité accrue et l’activité biologique des protéines exprimées. Par conséquent, les cellules d’insectes peuvent produire des protéines avec des structures complexes similaires à celles obtenues par la culture de cellules de mammifères. Il s’agit d’un avantage considérable par rapport aux systèmes d’expression basés sur les bactéries et les levures, qui n’ont pas ou peu la capacité d’effectuer des modifications post-traductionnelles. La capacité des cellules d’insectes à effectuer ces modifications post-traductionnelles critiques est souvent indispensable pour obtenir l’activité biologique ou thérapeutique souhaitée du produit protéique. Ce qui fait du système d’expression baculovirus–cellules d’insectes une option attractive pour la production de protéines fonctionnelles et biologiquement actives.
Troisièmement, le système d’expression baculovirus–cellules d’insectes permet d’obtenir une culture cellulaire à haute densité, ce qui se traduit par des rendements protéiques substantiels. Il s’agit donc d’une plateforme très efficace pour la production de protéines. Ce système est polyvalent et peut être utilisé pour exprimer différents types de protéines, y compris des protéines intracellulaires, membranaires ou sécrétées. En outre, il est bien adapté à la production à grande échelle, ce qui le rend avantageux pour les applications industrielles.
De plus, le système d’expression baculovirus–cellules d’insectes présente un avantage inhérent en termes d’innocuité. Les baculovirus, les vecteurs viraux utilisés dans ce système, ont une gamme d’hôtes étroite, limitée à l’infection d’insectes spécifiques. Ils sont incapables de se répliquer dans les cellules de mammifères, ce qui garantit que le processus de fabrication et le produit protéique final conservent un niveau élevé de sécurité. Cette caractéristique réduit le risque de contaminants potentiels et garantit la production de protéines pures et sûres convenant à diverses fins médicales, de recherche et industrielles. Le profil de sécurité du système d’expression baculovirus–cellules d’insectes contribue également à son utilisation répandue et à sa fiabilité dans la fabrication de protéines.
Besoin considérable du marché
La demande de systèmes d’expression basés sur des cellules d’insectes reste importante et il devrait en être ainsi à l’avenir. Cela est principalement dû au fait que de nombreuses protéines thérapeutiques complexes actuellement en cours de développement ne peuvent pas être produites efficacement à l’aide des systèmes d’expression mammifères traditionnels. Les systèmes d’expression bactériens, quant à eux, ne conviennent généralement pas à ces protéines en raison de leur incapacité à effectuer des modifications post-traductionnelles critiques spécifiques, nécessaires au bon repliement et à la bonne fonction des protéines.
Pour répondre à ce besoin, Sino Biological propose une gamme étendue de protéines catalogue exprimées à l’aide du système d’expression baculovirus–cellules d’insectes. Il y a toujours une forte demande pour ces protéines, en particulier les protéines virales, telles que les antigènes issus de pathogènes comme le SARS-CoV-2, le virus de la grippe, le virus respiratoire syncytial (VRS) et d’autres. Egalement, les enzymes, telles que les kinases, sont produites efficacement à l’aide de ce système.
Évolution du système baculovirus–cellules d’insectes
Les années 1980 ont marqué une étape décisive dans l’adoption des cellules d’insectes pour la production de protéines pharmaceutiques, avec l’introduction du système de vecteur d’expression des baculovirus (BEVS). Ce progrès déterminant a coïncidé avec l’établissement de lignées cellulaires d’insectes courantes telles que Sf9 et Hi5, constituant ainsi la base du système d’expression baculovirus–cellules d’insectes.
Depuis sa création, ce système a joué un rôle essentiel dans la production de divers vaccins, diagnostics et réactifs de recherche. Il a notamment excellé dans la production de protéines complexes et difficiles, telles que les antigènes viraux, les enzymes, les facteurs de transcription et les anticorps monoclonaux. En donnant accès à des rendements élevés de protéines correctement repliées avec des modifications post-traductionnelles critiques spécifiques essentielles, il a ouvert de nouvelles voies aux biotechnologues pour atteindre efficacement leurs objectifs de recherche. Par conséquent, le système d’expression baculovirus–cellules d’insectes reste un élément essentiel dans le domaine de la production de protéines pour des applications pharmaceutiques.
Quelques défis et limites
Si le système d’expression baculovirus–cellules d’insectes présente de nombreux avantages, il n’en reste pas moins que certains défis et limites doivent être pris en compte :
Glycosylation complexe : Les cellules d’insectes n’ont pas la capacité de réaliser une glycosylation complexe, qui peut être importante pour certaines protéines. Les chercheurs ont remédié à cette limite en modifiant les voies de glycosylation des cellules d’insectes, ce qui permet de produire des protéines présentant des schémas de glycosylation plus proches de ceux des mammifères et de l’homme.
Le conservatisme de l’industrie : L’industrie biopharmaceutique a tendance à être conservatrice, favorisant souvent des méthodes bien établies comme les systèmes d’expression des cellules de mammifères. Le passage aux systèmes d’expression baculovirus–cellules d’insectes peut se heurter à des résistances malgré les avantages qu’ils présentent. Les protéines exprimées dans les cellules de mammifères sont perçues comme étant plus proches de leur forme native et sont préférées lors de la découverte de médicaments. Garantir l’absence de protéines résiduelles de cellules d’insectes dans le produit final est essentiel pour la conformité réglementaire.
Expertise et développement de processus : L’expérience, mais aussi l’expertise des systèmes d’expression baculovirus–cellules d’insectes sont nécessaires pour développer avec succès des processus robustes et évolutifs pour chaque programme individuel.
Coût et complexité : Certaines protéines sont difficiles et coûteuses à produire à l’aide de systèmes mammifères. Les avantages de l’utilisation de systèmes baculovirus–cellules d’insectes pour l’expression de composés complexes sont de plus en plus connus, mais les considérations de coût et de complexité peuvent encore être des facteurs à prendre en compte.
Malgré ces défis, les améliorations technologiques devraient permettre d’accroître les rendements et la pureté tout en élargissant la gamme de protéines complexes pouvant être produites à l’aide de systèmes d’expression baculovirus–cellules d’insectes. Ces progrès sont susceptibles d’influencer l’adoption plus large de cette technologie polyvalente et puissante d’expression des protéines dans l’industrie biopharmaceutique.
Expérience approfondie de l’expression de protéines à partir de baculovirus–cellules d’insectes chez Sino Biological
Sino Biological est à la pointe des secteurs des bioréactifs et des services de recherche sous contrat (CRO), fournissant une gamme complète de protéines recombinantes de haute qualité et d’anticorps correspondants, ainsi que des solutions de développement et de production sur mesure pour des projets particulièrement difficiles. Avec son siège à Pékin, en Chine, et ses filiales aux États-Unis, en Allemagne et au Japon, l’entreprise emploie plus de 900 personnes et sert des chercheurs dans les universités et les industries dans le monde entier.
Sino Biological dispose d’une expérience et d’une expertise approfondies en matière d’expression de protéines à partir de baculovirus–cellules d’insectes, ce qui lui permet de garantir le développement de processus optimaux. L’équipe chargée de l’expression et de la production des cellules d’insectes au sein de l’entreprise est composée d’un groupe important de personnes possédant des diplômes d’études supérieures et des années d’expérience dans une grande variété de processus et de produits protéiques. Sino Biological a effectivement produit et purifié près de 2 000 protéines différentes à l’aide de systèmes d’expression de baculovirus–cellules d’insectes — et cette connaissance est mise à profit pour chaque projet client.
L’équipe commence un projet en évaluant la séquence cible, afin d’identifier les caractéristiques pertinentes, telles que les régions problématiques (par exemple, hydrophobes) mais inutiles pouvant être supprimées. Sino Biological a également mis au point un milieu sans sérum spécialement conçu pour la culture de cellules d’insectes, qui permet une croissance cellulaire saine atteignant des densités de 1,2 x 107 cellules par millilitre. Plus la population de cellules saines est importante, plus le rendement en protéines est élevé. Sino Biological garantit une efficacité, une productivité et une qualité maximales grâce à une optimisation intensive de l’encapsidation des baculovirus, des réactifs de transfection, des conditions de culture et de purification, etc.
Les volumes de culture flexibles, de 20 ml à 1 500 l, répondent aux différentes demandes de production et permettent un criblage rapide de la production de protéines, depuis les premières phases de développement jusqu’à la fabrication à l’échelle commerciale.
En tant que leader mondial de la technologie recombinante, Sino Biological dispose également d’autres systèmes d’expression, tels que la lignée cellulaire FucoFree, la lignée cellulaire stable, HEK293/CHO et E. coli, afin de faciliter la recherche biomédicale. Sino Biological a beaucoup investi dans l’acquisition de l’expertise et des plateformes de production nécessaires pour synthétiser différents anticorps et protéines complexes. Par exemple, l’entreprise a développé trois plateformes d’expression HEK293 — plateformes VLP, micelles détergentes et SMA-nanodisc — pour générer des protéines transmembranaires entières de qualité supérieure.
Expansion des capacités
Pour mieux servir ses clients, l’entreprise renforce ses capacités de recherche, de développement et de fabrication grâce à la création d’une nouvelle installation à Houston, au Texas. Ce site constitue la première installation de production de Sino Biological en dehors de la Chine. Les futurs laboratoires de Houston formeront le Center for Bioprocessing (centre de biotransformation), équipé de salles de fabrication avancées et de technologies de pointe. Cette expansion permettra à Sino Biological d’élargir ses services de recherche et ses capacités de fabrication de bioréactifs aux États-Unis. L’équipe principale du laboratoire chargée de mettre en place le Centre de biotransformation est composée de scientifiques et de techniciens expérimentés, issus de l’industrie et du milieu universitaire. Sa mission est de favoriser les avancées scientifiques dans le domaine des anticorps et des protéines thérapeutiques de la médecine de précision de la prochaine génération. Grâce à cette expansion stratégique et à l’établissement de la nouvelle installation, Sino Biological vise à soutenir davantage ses clients et à faire progresser le domaine des biotechnologies, en favorisant le développement de solutions thérapeutiques innovantes pour la médecine de précision.
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