Article

1 - PROTÉINES RECOMBINANTES ET CELLULES D'INSECTE

  • 1.1 - Systèmes de production en cultures cellulaires
  • 1.2 - Systèmes de production dans les larves

2 - SYSTÈME BACULOVIRUS/ CELLULES D'INSECTE

  • 2.1 - Description du système de production
  • 2.2 - Vecteur baculovirus
  • 2.3 - Lignées cellulaires utilisées en production
  • 2.4 - Milieux de culture

3 - FORCES ET FAIBLESSES DU SYSTÈME BACULOVIRUS / CELLULES D'INSECTE

  • 3.1 - Niveaux de production
  • 3.2 - Maturations co- et post-traductionnelles
  • 3.3 - Expressions multiples de gènes
  • 3.4 - Procédés de production
  • 3.5 - Biosécurité et réglementation

4 - PRODUCTION EN CELLULES D'INSECTE ET DÉVELOPPEMENTS INDUSTRIELS

  • 4.1 - Banques cellulaires
  • 4.2 - Banques virales
  • 4.3 - Procédés de production

5 - APPLICATION POUR LA SANTÉ DES PROTÉINES PRODUITES DANS LES CELLULES D'INSECTE

  • 5.1 - Vaccins vétérinaires
  • 5.2 - Vaccins humains
  • 5.3 - Vaccins en développement clinique
  • 5.4 - Évolution des recherches pour le développement de nouveaux vaccins

6 - DÉVELOPPEMENTS TECHNOLOGIQUES POUR DE NOUVELLES APPLICATIONS

  • 6.1 - Protéines thérapeutiques et anticorps
  • 6.2 - Utilisation du baculovirus pour la thérapie génique

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE – DÉFINITIONS

Article de référence | Réf : BIO6810 v1

Production de protéines thérapeutiques dans les cellules d'insecte

Auteur(s) : Hassan CHAABIHI

Date de publication : 10 mai 2015

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les cellules d’insectes sont largement utilisées pour produire des protéines recombinantes matures et actives. Associées aux vecteurs baculovirus, elles sont particulièrement adaptées pour la production de vaccins recombinants, pour des applications vétérinaires ou chez l’homme. En raison de la nature binaire de ce système, le développement de procédés de production nécessite l’intégration et un réglage fin de paramètres liés d’une part au virus et, d’autre part, aux cellules.

Cet article présente les différents modules qui composent le système de production basé sur les cellules d’insecte et le baculovirus. Les faiblesses identifiées ainsi que les axes majeurs de développement de cette technologie sont également décrits.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Therapeutic proteins production in insect cells

Insect cells are widely used to produce mature and active recombinant proteins. Associated with baculovirus vectors, they are particularly suitable for the production of recombinant vaccines for veterinary applications or humans. Due to the binary nature of this system, the development of production processes requires the integration and a fine adjustment of parameters relating firstly to the virus, and secondly to the cells.

This article presents the different modules that make up the production system based on insect cells and baculovirus. The weaknesses identified and the major development-axes of this technology are also described.

Auteur(s)

INTRODUCTION

La recherche biopharmaceutique moderne et le développement de nouvelles solutions thérapeutiques s'appuient le plus souvent sur l'étude des gènes et des protéines pour lesquelles ils codent. L'avènement de technologies de séquençage de génomes entiers à haut débit et la disponibilité de la puissance de calcul nécessaire à l'exploitation des données générées ont considérablement renforcé le rôle du génie génétique et de la biologie moléculaire. C'est ainsi que les mécanismes fondamentaux de la vie – que sont la transcription de l'ADN, puis la traduction des ARN messagers – sont exploités dans une large panoplie de systèmes vivants pour synthétiser des protéines qui seront utilisées dans les programmes de développement pharmaceutique.

Que ce soit pour réaliser des tests de criblage in vitro de molécules chimiques, pour construire des modèles cellulaires exprimant tel ou tel récepteur, développer un anticorps monoclonal thérapeutique ou encore un vaccin recombinant, le recours à un système de production de protéines recombinantes est le plus souvent la règle.

Parmi ces systèmes, les cellules d'insecte occupent une place intermédiaire entre les bactéries (procaryotes) puis les eucaryotes unicellulaires (levures), d'une part, et, d'autre part, les cellules de mammifères supérieurs telles que les CHO (Chineese Hamster Ovary cells). La bactérie Escherichia coli a été le premier système de production développé pour la production d'une protéine thérapeutique, l'insuline humaine. Cet organisme, par sa simplicité d'utilisation, sa rapidité, ses rendements de production et son faible coût, est très souvent évalué en première intention. Cependant, l'absence de modifications protéiques post-traductionnelles importantes, comme les glycosylations, les maturations protéolytiques ou la formation de certains ponts disulfure, rend assez souvent indispensable le recours à des systèmes eucaryotes, et plus particulièrement quand l'ingénierie génétique ne permet pas de lever les obstacles.

À l'autre bout de la chaîne, les cellules de mammifères (CHO principalement) sont aujourd'hui le système de choix pour produire les protéines thérapeutiques complexes. Les anticorps monoclonaux, dont une trentaine sont approuvés et mis sur le marché, sont l'exemple par excellence de protéines multimériques complexes produites dans ces cellules.

Les cellules d'insecte sont très largement utilisées pour produire des protéines pour la recherche biopharmaceutique. Elles s'imposent comme une alternative très intéressante pour accomplir les modifications co- et post-traductionnelles complexes requises pour un grand nombre de protéines, notamment humaines. Grâce au vecteur baculovirus, elles sont rapides à mettre en œuvre et permettent le plus souvent d'obtenir des rendements de production importants (de 100 mg à 1 g/L). Ce système d'expression présente par ailleurs une sécurité biologique accrue. Les éléments qui y sont mis en œuvre ne présentent aucun risque pathogène ni pour les vertébrés ni pour les plantes.

Malgré quelques inconvénients qui freinent encore son développement à grande échelle pour la bioproduction pharmaceutique, le système baculovirus/cellules d'insecte semble avoir trouvé dans les vaccins un premier domaine de prédilection. En effet, plusieurs vaccins, humains ou vétérinaires, produits par ce système sont sur le marché. Des procédures robustes de culture et de fermentation des cellules d'insecte existent. Les développements au niveau des outils biologiques, des procédés et des équipements sont continus, ce qui va certainement lui assurer une part de plus en plus importante en bioproduction. Dans les domaines des vaccins en particulier, le champ est immense car un grand nombre de virus ou d'autres micro-organismes pathogènes ne disposent pas encore de solutions vaccinales satisfaisantes. Par ailleurs, la mobilité grandissante à l'échelle mondiale favorise la dissémination de pathogènes et augmente les risques épidémiques. La rapidité avec laquelle certains vaccins spécifiques peuvent être produits par ce système (8 à 10 semaines pour les virus influenza, par exemple) est un atout majeur.

En parallèle de sa rapide progression dans le domaine des vaccins, le baculovirus et les cellules d'insecte connaissent un développement important dans le domaine du transfert de gènes et de la thérapie génique. Le potentiel du vecteur baculovirus dans ce cadre est parfaitement validé sur plusieurs modèles animaux. Par ailleurs, son exploitation en tandem avec les cellules d'insecte pour produire des particules du virus adéno-associé (AAV) parfaitement aptes à la transgénèse lui ouvre de nouvelles perspectives dans la production pharmaceutique.

L'objectif du présent article est de fournir une vue large de la principale technologie de production de protéines dans les cellules d'insecte, tout en illustrant son positionnement de plus en plus fort dans le domaine des vaccins recombinants. D'un point de vue technique, les méthodes de construction de vecteurs et de culture des cellules sont décrites. Les paramètres qui permettent la mise en place et l'optimisation de procédés de bioproduction sont définis. Enfin, des axes importants de développements scientifiques et technologiques sont mis en perspective afin de souligner le potentiel de ce système.

Nota

le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des termes et expressions importants de l'article.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

Baculovirus   |   insect cells   |   cell culture   |   Recombinant proteins

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bio6810


Cet article fait partie de l’offre

Technologies pour la santé

(130 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies pour la santé

(130 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ABE (T.), MATSUURA (Y.) -   Host innate immune responses induced by baculovirus in mammals.  -  Curr. Gene. Ther., 10, p. 226-231 (2010).

  • (2) - AIRENNE (K.J.), HU (Y.C.), KOST (T.A.), SMITH (R.H.), KOTIN (R.M.), ONO (C.), MATSUURA (Y.), WANG (S.), YLÄ-HERTTUALA (S.) -   Baculovirus : an insect-derived vector for diverse gene transfer applications.  -  Mol. Ther., 21, p. 739-749 (2013).

  • (3) - AIRENNE (K.J.), MAKKONEN (K.E.), MÄHÖNEN (A.J.), YLÄ-HERTTUALA (S.) -   In vivo application and tracking of baculovirus.  -  Curr. Gene. Ther., 10, p. 187-194 (2010).

  • (4) - ALNEMRI (E.S.), ROBERTSON (N.M.), FERNANDES (T.F.), CROCE (C.M.), LITWACK (G.) -   Overexpressed full-length human BCL2 extends the survival of baculovirus-infected Sf9 insect cells.  -  Proc. Natl. Acad. Sci., États-unis, 89, p. 7295-7299 (1992).

  • (5) - AUMILLER (J.J.), HOLLISTER (J.R.), JARVIS (D.L.) -   A transgenic lepidopteran insect cell line engineered to produce CMP-sialic acid and sialoglycoproteins.  -  Glycobiology, 13, p. 497-507 (2003).

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Technologies pour la santé

(130 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS