Expression de protéines recombinantes dans les cellules d'insectes (BEVS)

Un système de choix pour les protéines complexes ou les protéines peu ou mal exprimées en système procaryotique.

projet Innovant labélisé Emergys Bretagne

Les cellules d'insectes, le système d'expression de protéines recombinantes en cellules d'insectes (BEVS*) est un outil très largement utilisé pour produire des protéines d'intérêts. À ce jour, des milliers de protéines recombinantes ont été produites avec succès dans ce système d'expression. Il exploite l'utilisation d'un virus appelé baculovirus, qui infecte principalement les cellules d'insectes.

*BEVS : Baculovirus Expression Vector System

Au cours des 40 dernières années, le système BEVS a connu des améliorations majeures par rapport au système original de vecteur d'expression de baculovirus (BEVS), facilitant l'ingénierie de ces vecteurs viraux, et la production de protéines d'intérêt à l'échelle industrielle. Des protéines thérapeutiques exprimées en cellules d'insectes, comme plusieurs vaccins subunitaire à base de protéines, sont actuellement sur le marché de la santé humaine et animale.

Principe de la cassette de transfert du système baculovirus

Vecteur de transfert baculovirus
  • Entre parenthèses, les éléments optionnels dépendant de la technologie utilisée

    1. Tn7 (R/L) Eléments du bactériophage T7 pour une transposition du gène d'intérêt dans un bacmid ayant un site d'insertion contenu dans E. coli 
    2. ORF603/Lef2; ORF1629 région homologue encadrant la région exprimant la polyhédrine. Ces régions permettent une recombinaison homologue particulièrement efficace sur un génome baculoviral linéarisé.
    3. PolH / P10 sont des promoteurs puissants les plus utilisés dans le système BEVS qui permettent une expression abondante de gènes étrangers. De plus ils peuvent permettre une multi-expression de gènes d'intérêt. 
    4. Les tags de fusion, ils peuvent être présent dans le plasmide de transfert ou être inséré en fusion lors d'une rétro-ingénieurie pour optimiser les CODONS avant synthèse du gène d'intérêt.
    5. MCS multi-sites de clonage
    6. Protéine d'intérêt: votre protéine à expimer
    7. Poly A, le SV40 polyadenylation signal a été régulièrement inséré en aval du gène d'intérêt dans de nombreux systèmes de vecteurs d'expression de baculovirus (BEVS), et ne semble pas indispensable..

Le gène d'intérêt est inséré dans le génome d'un baculovirus recombinant grâce à une recombinaison homologue ou à l'aide d'un site de transposition T7 dont les éléments sont contenus dans un génome baculovirus converti en bacmid grâce à l'insertion d'une origine de réplication bactérien le génome du baculovirus. Dans le premier cas, la recombinaison se fera lors de la transfection des cellules d'insectes et dans le deuxième cas, la transposition aura lieu à l'intérieur d'une bactérie E. Coli permettant la transposition T7. Dans les deux cas il est préférable d'insérer le gène d'intérêt dans une cassette flanqué par deux régions homologues contenu dans un plasmide de transfert permettant la recombinaison dans le génome du baculovirus recombinant. 

Production à petite échelle (grade recherche)

Expression de protéines en Baculovirus

Les avantages du systèmes BEVS (cellules d'insectes):

  • Expression de protéines conformées, fonctionnelles, solubles:

En effet, les cellules d'insectes offrent un environnement cellulaire favorable à la production de protéines recombinantes, avec des mécanismes de traduction et de pliage des protéines similaires à ceux des cellules mammifères. Par conséquent, les protéines produites dans le système BEVS ont souvent une conformation et des modifications post-traductionnelles similaires à celles observées chez les mammifères (sauf rare exception, voir les structures N-glycannes).  

  • Production d'une large gamme de vaccins à base de protéines à usage humain et vétérinaire tout en offrant des coûts de fabrication plus faibles que les systèmes en cellules de mammifères.

En effet, le BEVS est devenu un système de production établi pour la fabrication de vaccins. Neuf produits dérivés du BEVS ont été approuvés – quatre à usage humain (Cervarix®, Provenge®, Glybera® et Flublok®) et cinq à usage vétérinaire (Porcilis® Pesti, BAYOVAC CSF E2®, Circumvent® PCV, Ingelvac CircoFLEX® et Porcilis® PCV). Le BEVS offre la vitesse de fabrication, la conception de produits flexibles, la sécurité inhérente et l'évolutivité comparé aux systèmes en cellules de mammifères.

  • Plus sûr, les baculovirus ne peuvent pas infecter, ni se répliquer dans les mammifères, ce qui signifie que les protéines recombinantes produites dans ce système sont généralement exemptes de contaminants viraux potentiellement dangereux. 

En résumé

Ce système offre des avantages tels que l'absence de contaminants viraux pathogènes pour les mammifères et la production de protéines ayant une conformation et des modifications similaires à celles observées chez les mammifères.  

Matériel et information requis

  1. Numéro d’acquisition de la protéine d’intérêt
  2.  Conditions d'expression si connues

Des précisions sur le projet peuvent être demandées.

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