Indagare i virus nelle cellule utilizzate per produrre vaccini; e valutare la potenziale minaccia della trasmissione agli uomini

Panoramica generale

L’emergere di infezioni virali patogene come l’influenza e l’HIV hanno creato un bisogno urgente di nuovi vaccini.

I vaccini basati su virus sono fatti in cellule viventi (substrati cellulari). Alcuni produttori stanno studiando l’uso di nuove linee cellulari per produrre vaccini. La continua crescita delle linee cellulari assicura che vi sia un rifornimento costante delle stesse cellule per produrre elevate quantità di vaccino.

In alcuni casi le linee cellulari che vengono utilizzate potrebbero essere tumorigeniche, cioè formano tumori quando iniettati nei roditori. Alcune di queste linee cellulari che formano tumore possono contenere virus cancerogeni che non si riproducono attivamente. Tali virus sono difficili da rilevare utilizzando metodi standard. Questi virus latenti o “silenziosi” rappresentano una potenziale minaccia, poiché potrebbero diventare attivi in ​​condizioni di produzione di vaccino. Pertanto, per garantire la sicurezza dei vaccini, il nostro laboratorio sta studiando i modi per attivare i virus latenti nelle linee cellulari e per rilevare i virus attivati, nonché altri virus sconosciuti, utilizzando nuove tecnologie. Adatteremo quindi le nostre scoperte per rilevare i virus negli stessi tipi di substrati cellulari utilizzati per produrre vaccini. Stiamo anche cercando di identificare specifici processi biologici che riflettono l’attività del virus.

Questi metodi consentiranno agli scienziati della FDA di aiutare i produttori a determinare se il loro substrato cellulare specifico è sicuro da usare per la produzione di vaccini.
I metodi che il nostro laboratorio sta sviluppando e test aiuteranno a garantire la produzione di vaccini sicuri ed efficaci in due modi:

1) la FDA sarà in grado di sviluppare linee guida per i produttori che usano nuovi substrati cellulari per produrre vaccini;

2) la FDA pubblicherà i nuovi metodi che sviluppa in riviste scientifiche peer-reviewed, rendendoli così facilmente accessibili a tutti i produttori.

Stiamo anche valutando il rischio di infezioni da retrovirus negli esseri umani. (I retrovirus sono virus RNA che usano un enzima chiamato trascrittasi inversa (RT) per replicare, l’RNA è la forma decodificata del DNA). Il virus schiumoso di Simian (SFV) può essere trasmesso agli esseri umani da primati non umani (ad es. Scimmie). Sebbene non vi siano prove che l’SFV possa causare malattie, il virus può rimanere in uno stato di quiete per tutta la vita nel DNA dopo l’infezione. Inoltre, due persone in Africa sono state recentemente scoperte essere infette sia da HIV-1 che da SFV. Pertanto, è importante determinare se SFV rappresenta una minaccia per la salute umana e capire come si diffonde il virus al fine di creare strategie per il controllo delle infezioni umane. Tale lavoro aiuterà inoltre la FDA a sviluppare una nuova politica riguardante la donazione del sangue da parte di individui che lavorano con primati non umani e che implementa linee guida di sicurezza formali per le persone che lavorano con animali infetti da SFV. Stiamo anche studiando le conseguenze della doppia infezione da SFV e HIV-1 nel modello di scimmia.

Panoramica scientifica

Rilevazione di virus latenti nei substrati cellulari per la sicurezza del vaccino.

L’urgente richiesta di vaccini contro le malattie emergenti ha reso necessario l’utilizzo di nuovi substrati cellulari. Questi includono cellule tumorigeniche come le cellule MDCK e CHO (per i vaccini del virus dell’influenza), 293 e cellule PER.C6 (per l’HIV-1 con vettore di adenovirus e altri vaccini) e cellule derivate dal tumore come le cellule HeLa (per HIV-1 vaccini).

L’uso di cellule tumorigeniche e tumorali è un importante problema di sicurezza a causa della potenziale presenza di virus come retrovirus e virus di DNA oncogenico che potrebbero essere associati a tumorigenicità, pertanto, rilevamento di virus persistenti e latenti del DNA e retrovirus endogeni nel vaccino i substrati cellulari sono importanti per la sicurezza del vaccino, in particolare nello sviluppo di vaccini virali vivi, in cui non vi sono o inattivazione minima del virus e fasi di rimozione durante la produzione di vaccini.

L’induzione chimica è un metodo rigoroso per valutare la presenza di retrovirus endogeni e alcuni virus latenti del DNA che hanno il potenziale per diventare attivi e produrre virus infettivi. Questo approccio è stato ampiamente utilizzato per le cellule del mouse. Abbiamo ottimizzato le condizioni di induzione virale nelle cellule di topo utilizzando un saggio di trascrittasi inversa (STF-PERT) potenziato con PCR fluorescente a provetta singola altamente reattivo standardizzato. Abbiamo ulteriormente determinato le condizioni ottimali per l’attivazione del virus del DNA latente da una linea cellulare umana. Abbiamo esteso il dosaggio per sviluppare un approccio graduale per indurre e rilevare retrovirus endogeni e virus latenti del DNA durante la valutazione dei substrati cellulari per la sicurezza del vaccino.

L’algoritmo di induzione chimica sviluppato utilizzando queste linee cellulari di controllo positivo può essere utilizzato per valutare la sicurezza di nuovi substrati di cellule vaccinali per nuovi vaccini. Ora stiamo studiando le tecnologie emergenti per la rilevazione di virus ampi per identificare nuovi virus indotti e altri sconosciuti. Inoltre, stiamo studiando potenziali biomarcatori per l’induzione del virus

Indagini in vitro e in vivo per affrontare i problemi dei retrovirus in campo biologico. I virus schiumosi di Simian (SFV) sono altamente prevalenti in tutti i primati non umani (NHP) e possono infettare l’uomo attraverso la trasmissione di specie diverse. Sebbene non vi siano ancora prove della malattia con SFV, il virus infettivo persiste nel DNA ospite. Pertanto, stiamo cercando di capire la latenza e l’attivazione di SFV e i fattori coinvolti nella trasmissione del virus, che sarà importante per la gestione delle infezioni da SFV negli esseri umani.

Stiamo anche studiando le potenziali interazioni di SFV e SIV nel modello di scimmia per predire l’esito di duplice infezione da SFV e HIV-1 in casi umani, riportati in Africa. Inoltre, i nostri studi sulle trasfusioni di sangue nelle scimmie riguardanti il ​​rischio di trasmissione di SFV da donatori di sangue infetti a destinatari contribuiranno alle decisioni politiche di donazione di sangue.

Pubblicazioni

Genome Announc 2017 Aug 17;5(33):e00827-17
Complete genome sequence of a naturally occurring simian foamy virus isolate from rhesus macaque (SFVmmu_K3T).
Nandakumar S, Bae EH, Khan AS

Genome Announc 2017 Aug 24;5(34):e00829-17
Whole-genome sequence of the Spodoptera frugiperda Sf9 insect cell line.
Nandakumar S, Ma H, Khan AS

PDA J Pharm Sci Technol 2016 Nov-Dec;70(6):591-5
Advanced Virus Detection Technologies Interest Group (AVDTIG): efforts for high throughput sequencing (HTS) for virus detection.
Khan AS, Vacante DA, Cassart JP, Ng SH, Lambert C, Charlebois RL, King K

Viruses 2016 Nov 23;8(11):318
Eleventh International Foamy Virus Conference–meeting report.
Buseyne F, Gessain A, Soares MA, Santos AF, Materniak-Kornas M, Lesage P, Zamborlini A, Lochelt M, Qiao W, Lindemann D, Wohrl BM, Stoye JP, Taylor IA, Khan AS

Viruses 2015 Mar 31;7(4):1651-66
Tenth International Foamy Virus Conference 2014–achievements and perspectives.
Materniak M, Kubis P, Rola-Luszczak M, Khan AS, Buseyne F, Lindemann D, Lochelt M, Kuzmak J

Vaccine 2015 Jan 1;33(1):73-5
The Brighton Collaboration Viral Vector Vaccines Safety Working Group (V3SWG).
Chen RT, Carbery B, Mac L, Berns KI, Chapman L, Condit RC, Excler JL, Gurwith M, Hendry M, Khan AS, Khuri-Bulos N, Klug B, Robertson JS, Seligman S, Sheets R, Williamson AL

PDA J Pharm Sci Technol 2014 Nov-Dec;68(6):661-6
New technologies and challenges of novel virus detection.
Khan AS, Ma H, Taliaferro LP, Galvin TA, Shaheduzzaman S

PDA J Pharm Sci Technol 2014 Nov-Dec;68(6):546-7
Introduction and workshop summary: advanced technologies for virus detection in the evaluation of biologicals-applications and challenges.
Khan AS, Vacante DA

J Virol 2014 Jun 15;88(12):6576-85
Identification of a novel rhabdovirus in Spodoptera frugiperda cell lines.
Ma H, Galvin TA, Glasner DR, Shaheduzzaman S, Khan AS

Viruses 2014 Apr 25;6(5):1876-96
Evaluation of the broad-range PCR-electrospray ionization mass spectrometry (PCR/ESI-MS) system and virus microarrays for virus detection.
Taliaferro LP, Galvin TA, Ma H, Shaheduzzaman S, Williams DK, Glasner DR, Khan AS

J Virol 2013 Aug;87(15):8792-7
Identification of recombination in the envelope gene of simian foamy virus serotype 2 isolated from Macaca cyclopis.
Galvin TA, Ahmed IA, Shahabuddin M, Bryan T, Khan AS

Viruses 2013 Jun 6;5(6):1414-30
Influence of naturally occurring simian foamy viruses (SFVs) on SIV disease progression in the rhesus macaque (Macaca mulatta) model.
Choudhary A, Galvin TA, Williams DK, Beren J, Bryant MA, Khan AS

J Virol 2013 Feb;87(4):2278-86
No evidence of xenotropic murine leukemia virus-related virus transmission by blood transfusion from infected rhesus macaques.
Williams DK, Galvin TA, Gao Y, O’Neill C, Glasner D, Khan AS

PDA J Pharm Sci Technol 2012 Nov 1;66(6):502-11
PDA/FDA Adventitious Agents and Novel Cell Substrates: Emerging Technologies and New Challenges, Nov. 3-4, 2011, Rockville, MD.
Khan AS, Lubiniecki A, King KE

Adv Virol 2011;2011:787394
Xenotropic and other murine leukemia virus-related viruses in humans.
Khan AS, McClure M, Kubo Y, Jolicoeur P

Biologicals 2011 Nov;39(6):378-83
Investigation of xenotropic murine leukemia virus-related virus (XMRV) in human and other cell lines.
Williams DK, Galvin TA, Ma H, Khan AS

PDA J Pharm Sci Technol 2011 Nov 1;65(6):627-33
Current testing methods and challenges for detection of adventitious viruses.
Khan AS

PDA J Pharm Sci Technol 2011 Nov 1;65(6):685-9
Detection of Latent Retroviruses in Vaccine-related Cell Substrates: Investigation of RT Activity Produced by Chemical Induction of Vero Cells.
Ma H, Khan AS

Vaccine 2011 Oct 26;29(46):8429-37
Investigations of porcine circovirus type 1 (PCV1) in vaccine-related and other cell lines.
Ma H, Shaheduzzaman S, Willliams DK, Gao Y, Khan AS

J Virol 2011 Jul;85(13):6579-88
Chemical induction of endogenous retrovirus particles from the vero cell line of african green monkeys.
Ma H, Ma Y, Ma W, Williams DK, Galvin TA, Khan AS

Biologicals 2011 May;39(3):158-66
Optimization of chemical induction conditions for human herpesvirus 8 (HHV-8) reactivation with 12-O-tetradecanoyl-phorbol-13-acetate (TPA) from latently-infected BC-3 cells.
Ma W, Galvin TA, Ma H, Ma Y, Muller J, Khan AS

PDA J Pharm Sci Technol 2010 Sep-Oct;64(5):426-31
Testing considerations for novel cell substrates: a regulatory perspective.
Khan AS

PDA J Pharm Sci Technol 2010 Sep-Oct;64(5):451-7
Regulatory considerations for raw materials used in biological products.
Khan AS

Transfusion 2010 Jan;50(1):200-7
Role of neutralizing antibodies in controlling simian foamy virus transmission and infection.
Williams DK, Khan AS

Biologicals 2009 Jun;37(3):196-201
Proposed algorithm to investigate latent and occult viruses in vaccine cell substrates by chemical induction.
Khan AS, Ma W, Ma Y, Kumar A, Williams DK, Muller J, Ma H, Galvin TA

Expert Rev Anti Infect Ther 2009 Jun;7(5):569-80
Simian foamy virus infection in humans: prevalence and management.
Khan AS

J Virol Methods 2009 May;157(2):133-40
Evaluation of different RT enzyme standards for quantitation of retroviruses using the single-tube fluorescent product-enhanced reverse transcriptase assay.
Ma YK, Khan AS

Transfusion 2006 Aug;46(8):1352-9
Simian foamy virus infection by whole-blood transfer in rhesus macaques: potential for transfusion transmission in humans.
Khan AS, Kumar D

fonte: https://www.fda.gov/biologicsbloodvaccines/scienceresearch/biologicsresearchareas/ucm127327.htm