Projecte H2020 MycoSynVac: Enginyeria de Mycoplasma pneumoniae com a vacuna animal d'ampli espectre
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2015 -2020
- Pressupost assignat 8.056.677,00 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte MycoSynVac
WUR va desenvolupar un model dinàmic de cèl·lula completa per al metabolisme de M. pneumoniae i, basant-se en aquests models, va desenvolupar un model a escala genòmica basat en restriccions per a M. hyopneumoniae, per tal d'optimitzar vacunes. WUR també va implementar els seus models metabòlics per avaluar, a escala genòmica, les capacitats metabòliques d'una sèrie de Mycoplasmas per tal de dissenyar una cartera de vacunes a mida.
CRG va desenvolupar dos mètodes d'enginyeria genòmica per a M. pneumoniae. Com a resultat, es va generar un xassís no patogen que pot sobreviure al pulmó de ratolins tant de temps com el Mycoplasma pneumoniae WT, que no desencadena lesions pulmonars i presenta una resposta inflamatòria reduïda. Aquest xassís pot expressar a la seva superfície proteïnes heteròlogues i adjuvants proteics per a la vacunació. Es van determinar els gens essencials per a la supervivència al pulmó de ratolins que no es poden eliminar del xassís.
ICL va dissenyar, optimitzar i va provar els seus circuits de bioseguretat al cep WT, que mostren una bona eficiència d'eliminació quan s'activen. A més, la integració de redundància millora el sistema de bioseguretat. S'han obtingut resultats molt prometedors a les competicions per parells que van posar a prova els diferents sistemes de bioseguretat desenvolupats en provar-se in vivo amb models murins. Els circuits de bioseguretat també es van transformar en els ceps de xassís. En aquest cas, els circuits van haver de ser reoptimitzats i no tots els casos van tenir èxit. El millor cep generat és una CV2 amb dues còpies dels circuits reoptimitzats KS1.
L'INRA va desenvolupar un mètode anomenat Transferència Genòmica-Intercanvi de Cassets Mediat per Recombinasa (GT-RMCE). Aquesta nova tecnologia permet fer modificacions genòmiques a gran escala en loci específics de M. pneumoniae. Permet inserir, reemplaçar grans fragments d'ADN i eliminar gens, i es podria estendre per introduir mutacions puntuals. Totes aquestes noves eines van permetre inactivar factors de virulència coneguts de M. pneumoniae i conduir a la construcció de prototips de xassís de vacunes.
ATG va completar la selecció de pèptids candidats per ser inclosos en proteïnes quimèriques per a la producció de vacunes; se'n van seleccionar 44 per a Mycoplasma hyopneumoniae i 23 per a Mycoplasma bovis. A més, l'anàlisi de 64 ceps del virus de la síndrome reproductiva i respiratòria porcina (PRRSV) mitjançant microarranjaments de pèptids va permetre la selecció de 20 pèptids candidats addicionals per a aquest virus. Els pèptids es van combinar en 8 proteïnes quimèriques per a M. hyopneumoniae, 6 per a M. bovis i 4 per al PRRSV.
MSD va realitzar vuit experiments amb animals de grans dimensions per avaluar les diverses vacunes generades en el projecte. L'expressió d'antígens heteròlegs a la superfície d'un xassís atenuat de M. pneumoniae, cultivat en un medi sense sèrum, és segura en animals de consum com a vacuna inactivada i produeix seroconversió a tots els antígens exposats. Els resultats preliminars també indiquen que les variants del xassís podrien ser segures com a vacuna viva atenuada, ja que els bacteris no es poden detectar en altres parts del cos que no siguin el punt d'injecció. Serien necessaris experiments addicionals amb animals per concloure sobre l'eficàcia d'aquestes vacunes.
El treball realitzat per la UCPH sobre les preocupacions socials també ha establert que, si bé en general hi ha una àmplia acceptació de l'ús d'una vacuna sintètica per a bestiar a Europa, hi ha percepcions significativament diferents sobre aquesta vacuna entre països. Les seves activitats de diàleg intern van ajudar els nostres investigadors a reflexionar sobre com podria ser percebut el seu treball per altres parts interessades rellevants.
Biofaction va desenvolupar una gran varietat de diferents tipus de participació pública, que van des d'interaccions personals en cafès científics, visites a escoles secundàries i esdeveniments de comunicació científica pública fins a activitats en línia com a vídeos d'animació de 5 personatges, un curtmetratge documental científic i el joc científic 'Battle for Cattle' per a dispositius web i mòbils.
Cada any, les infeccions causades per espècies de Mycoplasma en aus de corral, vaques i porcs causen pèrdues multimilionàries en euros als EUA. UU. i Europa. No hi ha una vacuna eficaç contra molts Mycoplasmes que infecten mascotes, humans i animals de granja. A més, la majoria dels Mycoplasmes són difícils de cultivar, cosa que requereix mitjans complexos que inclouen sèrum animal. Per tant, fins i tot en els casos per als quals hi ha vacunes eficaces (en concret, M. hyopneumoniae en porcs i M. gallisepticum i M. synoviae en aus de corral), el procés de producció de les vacunes és complex.
L'objectiu principal d'aquest projecte és dissenyar un xassís universal contra Mycoplasma que pugui implementar-se com a vacuna única o múltiple a diversos hostes animals. En concret, en aquest projecte, ens centrarem en el desenvolupament de vacunes atenuades o inactivades contra dos patògens de Mycoplasma: M. hyopneumoniae (porcs) i M. bovis (bovins), i una vacuna combinada contra M. hyopneumoniae i el virus de la síndrome de la febre del Zebra.
Per assolir aquest objectiu general, el projecte MycoSynVac té els objectius específics següents: Disseny de vacunes, Enginyeria de xassís i Optimització de la producció a gran escala, tot això tenint en compte la futura explotació de la tecnologia desenvolupada i fent front a les preocupacions ètiques que pot despertar la biologia sintètica.
Els micoplasmes són els microorganismes de vida lliure més petits i sense paret cel·lular. La manca de paret cel·lular els fa resistents a molts dels antibiòtics comuns. Cada any, les infeccions causades per micoplasmes en aus de corral, vaques i porcs resulten en pèrdues multimilionàries en euros als EUA. UU. i Europa. Actualment, hi ha vacunes contra M. hyopneumoniae en porcs i M. gallisepticum i M. synoviae en aus de corral.
No obstant això, no hi ha vacunació contra moltes espècies de micoplasma que infecten mascotes, humans i animals de granja (és a dir, infecció per M. bovis en vaques). En molts casos, les espècies de micoplasma són difícils de cultivar en cultius axènics i les que creixen necessiten un medi complex amb sèrum animal.
A la producció a gran escala d'espècies de micoplasma per a vacunació, a més de l'alt cost del sèrum animal, el més important és l'alta irreproduïbilitat en el procés de producció i la possible contaminació amb virus animals. Tot això en conjunt posa en relleu les necessitats de la indústria europea: i) un mitjà definit, econòmic i reproduïble, lliure de sèrum animal, i ii) un xassís universal per a Mycoplasma que es pugui utilitzar en un procés de vacunació contra espècies de Mycoplasma, així com contra qualsevol patogen.
M. pneumoniae és un punt de partida ideal per al disseny del xassís vacunal. Té un genoma petit (860 kb) i és probablement l'organisme amb les dades de biologia de sistemes més complets obtinguts fins ara. Mitjançant la comparació genòmica, el modelatge metabòlic i l'enginyeria racional del seu genoma, crearem un xassís vacunal que s'introduirà en un procés de producció industrial.
El procés estarà guiat per la segona indústria més gran del món en vacunació animal (MSD), així com per una pime especialitzada en la visualització i cribratge de pèptids. Això garantirà l'explotació i la comercialització del nostre treball, contribuint a mantenir la posició privilegiada d'Europa en aquest camp. El nostre objectiu final és satisfer les necessitats de la indústria ramadera, abordant les qüestions ètiques i els riscos previsibles i preparant material eficaç de difusió i formació per al públic.
El projecte MycoSynVac va ser molt ambiciós i va utilitzar un enfocament realment innovador per a la producció de vacunes: un xassís universal per a la vacunació basat en M. pneumoniae, capaç de créixer de forma eficient i reproduïble en un mitjà definit sense sèrum.
El consorci va reunir coneixements i recursos d'avantguarda sobre Mycoplasma, modelatge, biologia sintètica, determinació d'epítops antigènics, producció i comercialització de vacunes, així com altres àrees importants com ara la difusió i els aspectes ètics. Els principals impactes del projecte se centren en quatre àrees principals: biologia sintètica, relació entre la indústria i el món acadèmic, participació pública i capacitat dinnovació en làmbit europeu. MycoSynVac va tenir un impacte positiu en tots els socis:
- Per al CRG, MycoSynVac va facilitar la creació d'una empresa derivada anomenada Pulmobiotics, que té com a objectiu tractar la malaltia respiratòria pneumònia associada a la ventilació mecànica (NAV) en humans mitjançant l'ús del xassís com a sistema d'administració.
- MSD va tenir accés a noves tecnologies desenvolupades a ATG, que van ser utilitzades per MSD per a investigació no relacionada amb MycoSynVac. També van adquirir coneixements sobre la biologia de micoplasmes i biologia sintètica, cosa que va permetre a MSD mantenir el seu lideratge al mercat de vacunes.
- L'INRA va incrementar les col·laboracions amb laboratoris europeus líders i empreses del sector de la salut animal. A més, van adquirir més consciència sobre els aspectes socials gràcies a la UCPH i Biofaction.
- La WUR va adquirir coneixements sobre les interaccions entre l'hoste i el microbi i va enfortir el seu posicionament al sector agroalimentari i de la salut.
- L'ICL va patentar el desenvolupament dels circuits de bioseguretat.
- L'ATG va desenvolupar nous mètodes per analitzar centenars d'antígens de superfície i famílies de proteïnes virals en microarranjaments de pèptids d'alta densitat per a la resposta d'anticossos a la recerca dels millors epítops. La cooperació amb MSD i el CRG i la integració dels seus conjunts de dades els va permetre adquirir valuoses experiències en la planificació, l'execució i l'avaluació de processos d'anàlisi de dades.
- La UCPH va desenvolupar competències per fer estudis de ciències socials transfronterers a Europa i ampliar-ne l'enfocament cap a l'ètica empírica aplicada.
- Biofaction va obtenir visibilitat addicional (per exemple, per a clips d'animació científica i desenvolupament de jocs científics) i va establir contactes addicionals per a canals de comunicació científica (canals de YouTube, podcasts, etc.).
- FUNDACIO CENTRE DE REGULACIO GENOMICA (CRG-CERCA)
Projectes relacionats
