جسيم شبيه بالفيروس

تُعدّ الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLPs) نظامًا مرشحًا لإيصال الجينات أو العلاجات الأخرى. ^{[ 16 ]} وقد أظهرت هذه العوامل الدوائية فعالية في استهداف الخلايا السرطانية في المختبر . ^{[ 17 ]} ويُفترض أن الجسيمات الشبيهة بالفيروسات قد تتراكم في مواقع الأورام نتيجةً لزيادة نفاذيتها وتأثير الاحتفاظ بها ، مما قد يكون مفيدًا في إيصال الأدوية أو تصوير الأورام. ^{[ 18 ]}

تُعدّ الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLPs) مفيدةً كلقاحات . تحتوي هذه الجسيمات على عروض متكررة وعالية الكثافة لبروتينات سطح الفيروس، والتي تُقدّم مُحددات مستضدية فيروسية مُطابقة ، قادرة على إثارة استجابات مناعية قوية من الخلايا التائية والبائية ، ^{[ 19 ]} كما هو الحال ضد فيروس شيكونغونيا ^{[ 20 ].} يسمح نصف قطر الجسيمات الصغير، الذي يتراوح بين 20 و200 نانومتر تقريبًا، بتصريف كافٍ إلى العقد اللمفاوية . ولأنّ الجسيمات الشبيهة بالفيروسات لا تتكاثر، فإنها تُوفّر بديلاً أكثر أمانًا من مسببات الأمراض المُضعّفة . وقد استُخدمت هذه الجسيمات في تطوير لقاحات مُعتمدة من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) لالتهاب الكبد B وفيروس الورم الحليمي البشري ، وهي مُتاحة تجاريًا. ^{[ 21 ]} 

تتوفر مجموعة مختارة من اللقاحات القائمة على جسيمات شبيهة بالفيروسات ضد فيروس الورم الحليمي البشري (HPV)، مثل لقاح Cervarix من شركة GlaxoSmithKline، بالإضافة إلى لقاحي Gardasil وGardasil-9 من إنتاج شركة Merck & Co. يتكون لقاح Gardasil من جسيمات شبيهة بالفيروسات مُعاد تركيبها، مُجمّعة من بروتينات L1 لأنواع فيروس الورم الحليمي البشري 6 و11 و16 و18، والمُعبَّر عنها في الخميرة . وهو مُدعَّم بمادة هيدروكسي فوسفات كبريتات الألومنيوم. أما لقاح Gardasil-9، فيتكون من مُحددات المستضد L1 الخاصة بالأرقام 31 و33 و45 و52 و58، بالإضافة إلى مُحددات المستضد L1 المذكورة في لقاح Gardasil. بينما يتكون لقاح Cervarix من جسيمات شبيهة بالفيروسات مُعاد تركيبها، مُجمّعة من بروتينات L1 لأنواع فيروس الورم الحليمي البشري 16 و18، والمُعبَّر عنها في خلايا الحشرات، وهو مُدعَّم بمادة 3-O-Desacyl-4-monophosphoryl lipid (MPL) A وهيدروكسيد الألومنيوم. ^{[ 22 ]}

حصل لقاح Mosquirix ( RTS,S ) ، وهو أول لقاح من نوع VLP يوفر درجة عالية من الحماية ضد الملاريا، على موافقة الجهات التنظيمية في الاتحاد الأوروبي. وقد تم إنتاجه في الخميرة. يتكون RTS,S من جزء من بروتين السيركومسبوروزويت الخاص بمتصورة المنجلية، مُدمج مع مستضد سطح التهاب الكبد B (RTS)، ومُضاف إليه مستضد سطح التهاب الكبد B (S)، ومُعزز بمادة AS01، وهي مزيج من QS-21 ، والجسيمات الشحمية ، والليبيد أحادي الفوسفات A. ^{[ 23 ]}

يمكن البدء بإنتاج اللقاحات فور تحديد تسلسل سلالة الفيروس، وقد يستغرق ذلك 12 أسبوعًا فقط، مقارنةً بـ 9 أشهر للقاحات التقليدية. في التجارب السريرية الأولية، أظهرت لقاحات الجسيمات الشبيهة بالفيروسات (VLP) للإنفلونزا حماية كاملة ضد كلٍ من فيروس الإنفلونزا A من النمط الفرعي H5N1 وجائحة إنفلونزا عام 1918. [ ^{24 ] أجرت} شركتا نوفافاكس وميديكاغو تجارب سريرية على لقاحاتهما للإنفلونزا بتقنية VLP. ^{[ 25 ] [ 26 ]} ويجري حاليًا تطوير العديد من لقاحات VLP لفيروس كوفيد-19 ، بما في ذلك لقاح نوفافاكس . ^{[ 21 ] [ 27 ]}

تم استخدام جسيمات شبيهة بالفيروسات لتطوير لقاح مرشح قبل السريري ضد فيروس شيكونغونيا . ^{[ 20 ]}

يُعدّ التجزئة موضوعًا شائعًا في علم الأحياء. فالطبيعة مليئة بأمثلة على هياكل متعددة المكونات مُجزأة هرميًا، تتجمع ذاتيًا من وحدات بناء فردية. واستلهامًا من الطبيعة، استُخدمت مناهج تركيبية باستخدام البوليمرات، والقطرات المجهرية المفصولة طوريًا، والدهون، والبروتينات، لمحاكاة التجزئة الهرمية للأنظمة الطبيعية، ولتكوين مواد نانوية وظيفية مستوحاة من الطبيعة. ^{[ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]} على سبيل المثال، استُخدم التجميع الذاتي للبروتينات لتغليف نسخ متعددة من أقفاص بروتين الفيريتين كأقسام فرعية داخل جسيم شبيه بفيروس P22 كقسم أكبر، مُشكلًا بذلك بنية قفص متداخلة داخل قفص، تُشبه لعبة الماتريوشكا. ^{[ 31 ]} كما أظهر الباحثون تغليفًا متكافئًا لإنزيم β-جليكوسيداز CelB المحلل للسيليوبيوز مع أقفاص بروتين الفيريتين باستخدام استراتيجية التجميع الذاتي في المختبر لتشكيل بنية قفص بروتيني متعددة الحجرات مستوحاة من الخلية. وباستخدام استراتيجية مماثلة، تم تغليف إنزيمات تصنيع الجلوتاثيون داخل جسيمات شبيهة بفيروس العاثية P22. ^{[ 32 ]} وفي بحث منفصل،  تم تغليف سيتوكروم C صغير الحجم (3.5 نانومتر) ذي نشاط شبيه بالبيروكسيداز داخل قفص بروتيني Dps صغير الحجم (9  نانومتر) لتشكيل بنية قفص بروتيني مستوحاة من العضيات الخلوية. ^{[ 33 ]}

طُوِّرت جسيمات الليبوبروتين الفيروسية (VLP) للمساعدة في دراسة البروتينات الغشائية المتكاملة . ^{[ 34 ]} جسيمات الليبوبروتين هي جسيمات فيروسية مستقرة، عالية النقاء، ومتجانسة، مُهندسة لتحتوي على تركيزات عالية من بروتين غشائي سليم بنيويًا. تشارك البروتينات الغشائية المتكاملة في وظائف بيولوجية متنوعة، وهي هدف لما يقرب من 50% من الأدوية العلاجية الحالية. مع ذلك، ونظرًا لمجالاتها الكارهة للماء، يصعب التعامل مع البروتينات الغشائية خارج الخلايا الحية. يمكن لجسيمات الليبوبروتين أن تحتوي على مجموعة واسعة من البروتينات الغشائية السليمة بنيويًا، بما في ذلك مستقبلات البروتين المقترن بـ G (GPCR)، وقنوات الأيونات، والأغلفة الفيروسية. توفر جسيمات الليبوبروتين منصة للعديد من التطبيقات، بما في ذلك فحص الأجسام المضادة، وإنتاج المستضدات ، واختبارات ارتباط الليجاند. ^{[ 35 ] [ 36 ]}