Characterization and purification of HIV-1 based virus-like particles

Abstract

Les virus-like particles (VLPs) de VIH han sorgit com una prometedora alternativa per al desenvolupament de nous candidats vacunals, però també per al disseny de teràpies avançades en el camp de la nanomedicina. En els últims anys, s’han desenvolupat diferents estratègies d’optimització per la producció de VLPs de VIH en cultius de cèl·lules animals. Malgrat aquests avanços, la manca d’informació sobre el procés de producció de les VLPs a nivell intracel·lular, la necessitat de mètodes analítics adients per la quantificació de les VLPs de VIH i la seua diferenciació d’altres estructures vesiculars, conegudes com extracellular vesicles (EVs), conjuntament amb la falta de mètodes de purificació, han limitat l’ús d’aquestes nanopartícules a la clínica. Per aquesta raó, la motivació d’aquesta tesis doctoral és aprofundir en els diferents paràmetres que participen en la generació de VLPs de VIH, així com el desenvolupament de nous mètodes d’anàlisi i purificació amb l’objectiu d’establir una plataforma de producció per la seua aplicació en l’àmbit de la biotecnologia.

Las virus-like particles (VLPs) derivadas del VIH han surgido como una potente alternativa para el desarrollo de nuevos candidatos vacunales, pero también para el diseño de terapias avanzadas en el campo de la nanomedicina. En los últimos años, se han optimizado diferentes estrategias para la producción de estas VLPs en cultivos de células animales. No obstante, el desconocimiento acerca de los diferentes pasos que acontecen a su producción a nivel intracelular, y que afectan al rendimiento de producción, la falta de métodos analíticos para su correcta caracterización y cuantificación, así como de su diferenciación de otras estructuras vesiculares, conocidas como extracelular vesicles (EVs), y la carencia de métodos de purificación adecuados, dificultan su aplicación en la clínica. Por todo ello, el objetivo de la presente tesis es investigar el proceso de producción de VLPs de VIH, así como desarrollar nuevos métodos analíticos y de purificación con el objetivo de establecer una plataforma de producción de estas nanopartículas para su uso en aplicaciones biotecnológicas.

HIV-1 virus-like particles (VLPs) have emerged as an interesting alternative for the development of novel vaccine candidates and delivery strategies of different cargos into different cells and tissues. Great efforts have been undertaken to optimize the generation of these nanoparticles in animal cell cultures. However, the limited understanding of its production at intracellular level, the need for analytical tools allowing its specific quantification over extracellular vesicles (EVs), and the few purification processes available hamper their clinical application. The aim of this thesis is to gain insight into the process parameters affecting HIV-1 Gag VLP production, and the development of analytical and purification methods to establish a complete platform for its clinical-grade production.