Skip to main content

Projecte H2020 Paragon: PARAGONY: vacunes contra paràsits animals

  • Tipus Projecte
  • Estat Completat
  • Execució 2015 -2019
  • Pressupost assignat 8.998.559,75 €
  • Àmbit Europeo
  • Font principal de finançament H2020
  • Web del projecte Proyecto Paragone
Descripció

Les infeccions per helmints i ectoparàsits en remugants i aviram tenen un enorme impacte en l'eficiència biològica d'aquestes fonts vitals d'aliment. L'ús indiscriminat d'antiparasitaris ha generat resistència als fàrmacs a tot el món. La alternativa principal a l'escassetat d'antiparasitaris són les vacunes. Al projecte PARAGONE, s'aprofitaran les troballes de projectes previs finançats per la UE i altres organismes sobre el desenvolupament de vacunes antiparasitàries per impulsar la comercialització de diversos prototips prometedors. Socis d'Europa, Xina, Uruguai, pimes i la indústria farmacèutica impulsaran directament prototips contra els helmints en remugants Fasciola hepàtica, Cooperia spp., Ostertàgia ostertagi, Teladorsagia circumcincta i Haemonchus contortus, així com contra els àcars ectoparàsits gallinae (aus de corral).

S'utilitzaran nous adjuvants o sistemes d'administració per maximitzar l'eficàcia d'alguns prototips. A més, els estudis d'immunologia se centraran en patògens que prèviament han resultat problemàtics, sovint perquè alliberen molècules immunosupressores que han de ser superades perquè les vacunes funcionin o perquè les vacunes recombinants no han aconseguit obtenir la protecció observada amb prototips nadius. S'utilitzaran tecnologies d'avantguarda per interrogar les interaccions hoste/paràsit per tal de definir signatures clau de protecció que es puguin fer servir per informar els sistemes d'administració que milloraran la immunitat, mentre que altres estudis definiran el polimorfisme a les vacunes candidates actuals per garantir que els prototips derivats siguin adequats per al seu propòsit en totes les escales.

Fonamental és la participació dels científics amb la indústria farmacèutica i altres parts interessades (agricultors, veterinaris, reguladors) a través de diverses activitats de difusió que s'utilitzaran per obtenir retroalimentació sobre com es poden implementar millor les vacunes al camp. El resultat serà com a mínim dos prototips fins al punt d'adopció per part de la indústria farmacèutica, el govern o les agències filantròpiques, i una via clara cap a la comercialització per a tots els prototips estudiats.

Descripció de les activitats

La investigació va impulsar el desenvolupament de vacunes i eines immunològiques, esmentades inicialment. Aquestes activitats van comptar amb el suport dels objectius de demostració liderats per socis comercials. Els socis acadèmics van complir la seva obligació de publicar les seves troballes i van actualitzar el lloc web del projecte. Els científics als seus inicis professionals van tenir l'oportunitat de participar en visites i tallers interlaboratoris (Seqüenciació de Pròxima Generació, Eines Immunològiques, Vaccinologia Veterinària). Nombroses activitats de divulgació van assegurar que el projecte arribés al potencial d'impacte; simposis presencials amb les parts interessades i una enquesta internacional en línia van donar a conèixer les perspectives futures de les vacunes antiparasitàries.

Les vacunes van començar en diverses etapes en el camí del desenvolupament; des de la més avançada fins a la menys avançada, aquestes van ser vacunes contra T. circumcincta, O. ostertagi, C. oncophora, F. hepatica, P. ovis, àcar vermell de les aus de corral. Vinculat a assajos que van provar combinacions d'antígens, van ser estudis sobre la formulació de vacunes dissenyades per promoure respostes protectores. Aquest treball estava vinculat a la definició de respostes protectores antiparasitàries perquè les vacunes es poguessin dissenyar per ser efectives a totes les poblacions. Per O. ostertagi i C. oncophora, estudis i assaigs immunològics van demostrar que la conformació de l'antigen és clau en la inducció de protecció usant antígens ASP. Es va demostrar que un ASP nadiu de C. oncophora protegia de manera creuada el bestiar contra un altre aïllat i altres Cooperia spp. però no protegia les ovelles contra C. curticei. La formulació d'un ASP recombinant d'Ostertagia amb la nova formulació adjuvant de SME XStalbio amb MAMP va modular les respostes a un fenotip desitjat, però no va induir protecció. Un assaig de camp amb ASP nativa d'Ostertagia, que havia induït immunitat en assaigs a corrals, no va generar protecció contra el desafiament de les pastures. Un estudi va provar un ASP recombinant, purificat amb tiol de la mateixa manera que l'ASP natiu protector, però això no va produir una vacuna protectora.

El treball a T. circumcincta va tenir com a objectiu simplificar una vacuna recombinant que va demostrar induir protecció. Aquí, 8 antígens es van coexpressar amb èxit en 3 sistemes. La versió coexpressada no va induir immunitat en bens. La formulació adjuvant de XStalbio amb MAMP es va provar per examinar si les respostes es podrien millorar mitjançant la coadministració. La incorporació va retenir l'antigenicitat però no va millorar les respostes desitjades. Els assaigs en corrals en races canàries que van mostrar diferent resistència als cucs van mostrar que en ovelles "resistents" de 6 mesos, la resistència es va incrementar amb la vacunació. En bens "susceptibles", la vacunació va tenir un efecte negatiu en el desenvolupament de cucs. Es va observar un efecte semblant en ovelles "resistents" de 3 mesos. Les seqüències que codifiquen antígens en cucs de diferents regions van mostrar baixa diversitat en 7/8 proteïnes. Un prototip de 2 proteïnes va induir una protecció similar al rang del prototip de 8 proteïnes.

Aquesta vacuna de 2 proteïnes es va tornar a tastar en un estudi que va analitzar l'efecte de la dosi; encara que els vacunats van tenir paràmetres parasitològics més baixos que els controls, les diferències no van ser significatives. El modelatge matemàtic, utilitzant dades prèvies sobre la vacuna de 8 proteïnes, va mostrar que els nivells d'eficàcia assolits prèviament podrien tenir un efecte substancial en la contaminació posterior si la vacuna s'administrava a ovelles i bens. Anteriorment s'havia demostrat que els antígens recombinants de F. hepatica brinden una protecció variable; els socis van provar aquests combinats per examinar si això generaria una protecció consistent. Es va observar una protecció significativa en un assaig amb ovelles utilitzant 4 antígens + montanida; això no va ser repetible. Dos assaigs amb bestiar boví utilitzant els 4 antígens no van tenir èxit. Les seqüències d'antígens en cucs de diferents regions van mostrar baixa diversitat en tots menys un. Es va mantenir l'antigenicitat, particularment amb MAMP. Les respostes van ser dependents de l'adjuvant, però no es va obtenir protecció quan es van desafiar les ovelles. Es van provar antígens addicionals, però aquests no van brindar protecció a les ovelles.

El treball sobre correlats de protecció va mostrar un paper per a IgG2. L'anàlisi d'epítops va indicar el reconeixement selectiu de la catepsina L al bestiar protegit. L'anàlisi d'ARN a gran escala va revelar que les vies d'evasió immunitària van canviar significativament a la infecció per dueles i un assaig en corrals d'ovelles va mostrar immunomodulació a les primeres etapes de la infecció. Aquests resultats sobre immunomodulació s'utilitzaran ara per informar el desenvolupament posterior de la vacuna contra F. hepatica. El treball sobre un prototip boví per a P. ovis va abastar un assaig amb recombinants que van protegir prèviament les ovelles. Tot i que inicialment es van observar diferències en la mida de la lesió, no es va observar cap diferència significativa en general.

Els estudis d'ARN van informar els mecanismes immunitaris. Es van comparar els sistemes d'administració d'antígens (muntanya, ADN i Eimèria transgènica) per a una vacuna de catepsina contra l'àcar vermell de les aus. L'ADN i l'Eimèria van mostrar una resposta d'anticossos insignificant, però la combinació antigen+muntanya va produir respostes perllongades. Es van vacunar gallines amb catepsina+muntanada i es va observar un efecte als àcars que es van alimentar de sang d'aus vacunades. PARAGONE va generar matrius de citocines ovines molt necessàries. Juntament amb els perfils de producte objectiu i les revisions tècniques de cada vacuna, es va elaborar un pla de comercialització per a aquestes eines en col·laboració amb la pime Immunotools.

Descripció contextual

El projecte PARAGONE, finançat per la UE en el marc de l'Horitzó 2020, va abordar els paràsits multicel·lulars, importants patògens del bestiar. Aquests afecten significativament la producció de remugants i aus de corral, especialment en sistemes intensius.

Actualment, el control depèn de la reducció de la quantitat d'antiparasitaris eficaços i la farmacorresistència dels paràsits objectiu representa una amenaça per al control sostenible. PARAGONE va generar eines (vacunes i recursos per al monitoratge de la immunitat) i coneixement per oferir solucions per al control a llarg termini. El projecte també va capacitar nombrosos científics als seus inicis professionals, experts en els enfocaments interdisciplinaris necessaris per garantir que la comunitat científica global estigui preparada per abordar aquests patògens difícils de controlar una vegada finalitzat el projecte.

Els acadèmics associats van enfortir els vincles amb socis de la indústria de la salut animal per implementar programes de desenvolupament que aborden vacunes per a paràsits seleccionats pel seu impacte global: Fasciola hepatica, Ostertagia ostertagi, Cooperia oncophora, Teladorsagia circumcincta, Psoroptes ovis i Dermanyssus. Desenvolupar vacunes efectives contra aquests organismes complexos representa un gran desafiament.

El projecte va aconseguir avenços substancials en aquest objectiu mitjançant l'obtenció i l'aprofitament de coneixements sobre la biologia dels paràsits i les interaccions hoste-paràsit. Es van provar vacunes candidates principals/noves, juntament amb estudis per abordar la variabilitat en la resposta, cosa que va proporcionar informació clau sobre els factors de protecció que servirà de base per a futurs estudis. Aquests èxits es van veure recolzats per sòlides activitats de capacitació, difusió i comunicació.

Objectius

Les infeccions per helmints i ectoparàsits de remugants i aus de corral tenen un impacte enorme en l'eficiència biològica d'aquestes fonts vitals d'aliments. L'ús indiscriminat d'antiparasitaris ha provocat resistència als medicaments a tot el món.

La principal alternativa a la minvant oferta d'antiparasitaris són les vacunes. En aquest cas, al projecte PARAGONE, s'aprofitaran els resultats de projectes anteriors finançats per la UE i altres projectes sobre el desenvolupament de vacunes contra paràsits per portar una sèrie de prototips prometedors cap a la comercialització. Socis d'Europa, Xina, Uruguai, pimes i empreses farmacèutiques desenvoluparan directament prototips contra els helmints de remugants Fasciola hepàtica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta i Haemonchus contortus i, els àcars ectoparàsits Psoroptes (aus de corral). Utilitzaran nous adjuvants o sistemes d'administració per maximitzar l'eficàcia d'alguns dels prototips.

A més, els estudis d'immunologia se centraran en patògens que anteriorment han resultat problemàtics, sovint perquè alliberen molècules immunosupressores que cal superar perquè les vacunes funcionin o perquè les vacunes recombinants no han aconseguit provocar la protecció observada amb els prototips nadius. S'utilitzaran tecnologies d'última generació per interrogar les interaccions hoste/paràsit per tal de definir signatures clau de protecció que es puguin fer servir per informar els sistemes d'administració que milloraran la immunitat, mentre que altres estudis definiran el polimorfisme a les vacunes candidates actuals per garantir que els prototips derivats siguin adequats per al seu propòsit en totes les escales.

És fonamental la participació dels científics amb les farmacèutiques i altres parts interessades (agricultors, veterinaris, reguladors) a través de moltes activitats de difusió que s'utilitzaran per obtenir comentaris sobre com es poden implementar millor les vacunes al camp. El resultat seran almenys dos prototips fins al punt de ser adoptats per agències farmacèutiques, governamentals o filantròpiques, i un camí clar cap a la comercialització per a tots els prototips estudiats.

Resultats

A mesura que els paràsits del bestiar desenvolupen resistència als medicaments a nivell mundial, científics finançats per la UE treballen en noves vacunes i milloren els sistemes d'administració de vacunes contra paràsits econòmicament importants. Les vacunes són una alternativa més segura i respectuosa amb el medi ambient que els medicaments pel control de malalties, ja que no deixen residus ni generen resistència parasitària. No obstant això, els paràsits multicel·lulars són organismes complexos en comparació amb els virus i els bacteris, de manera que desenvolupar vacunes contra ells no és fàcil. «Els paràsits han evolucionat amb els seus hostes durant milions d'anys i han utilitzat tota mena d'artificis per viure dins o sobre altres animals sense ser detectats pel sistema immunitari, cosa que en dificulta la detecció», afirma Al Nisbet, científic principal del projecte Paragone, finançat per la UE i cap de vacunes de l'Institut de Recerca Moredun.

L'equip de Paragone va treballar en sis prototips de vacunes existents que van resultar prometedors contra els paràsits més prevalents al bestiar, com les ovelles, el bestiar boví i les aus de corral. Simplificant la vacuna contra el cuc oví L'equip va avançar amb una vacuna contra el cuc marró de l'estómac (Teladorsagia circumcincta) en ovelles, començant amb un prototip de vacuna amb vuit components diferents. "Sis de les proteïnes recombinants es van produir en bacteris i dos en llevats, i després es van formular juntes per crear la vacuna; per tant, si bé va ser un prototip eficaç, la seva producció comercial va ser complexa i costosa", afirma Nisbet. Es van identificar les proteïnes més rellevants per a la protecció contra el paràsit. "Al final del projecte, vam poder provar una vacuna amb només dos components i generar un model matemàtic per predir els resultats pràctics de diversos nivells d'eficàcia de la vacuna", afirma Nisbet, però afegeix que cal més feina abans que un fabricant comercial l'adopti.

Enfocaments alternatius amb les vacunes actuals Els assajos per avaluar prototips de vacunes contra la duela hepàtica (Fasciola hepatica) van mostrar el potencial d'usar enfocaments alternatius amb les vacunes actuals, a més de proporcionar informació valuosa sobre la manera com el paràsit evadeix el sistema immunitari. Treballs previs havien demostrat que certes proteïnes de dueles que estimulen o suprimeixen el sistema immunitari proporcionaven protecció com a vacunes de proteïna única, però les vacunes de proteïna combinada no ho feien. Una vacuna contra l'àcar de la sarna ovina (Psoroptes ovis) va demostrar bons nivells de protecció a les ovelles.

No obstant això, al bestiar boví, on el mateix paràsit pot causar sarna psoròptica, no va ser prometedora. Dues vacunes més contra cucs gastrointestinals, Ostertagia ostertagi i Cooperia spp., van mostrar alts nivells de protecció creuada entre diferents espècies de Cooperia en el bestiar boví vacunat amb una vacuna "nativa", mentre que una versió recombinant, que seria necessària per a ús comercial, no va oferir protecció. Una situació similar es va observar en un prototip de vacuna contra Ostertagia ostertagi, cosa que indica la necessitat de més investigació sobre les raons d'aquestes diferències.

Millors sistemes de lliurament Es va avançar en un sistema d'administració més eficaç per a una vacuna contra l'àcar vermell (Dermanyssus gallinae) que generaria respostes immunitàries llargues i efectives a les gallines. "Els productors no poden continuar traient les gallines de la casa per vacunar-les. Volen vacunar a una edat primerenca i que la immunitat duri durant el cicle de posada", diu Tom McNeilly, Cap de Control de Malalties a Moredun. Es van provar tres sistemes diferents d'administració d'adjuvants per a la vacuna prototip, acabant amb "un guanyador clar", basat en un nou adjuvant, diu McNeilly. Igual que el projecte SAPHIR , finançat per la UE , que va desenvolupar vacunes per al bestiar per reduir l'ús d'antibiòtics, Paragone va fer grans avenços en la ciència fonamental, incloent la caracterització de la resposta immunitària a les vacunes i les formes d'estimular la resposta immunitària als antígens de la vacuna.

Informació addicional

Una relació estreta entre els socis acadèmics i de la indústria de la salut animal va garantir que les innovacions resultants de la recerca s'alineessin amb les aspiracions de productes comercialitzables. Els socis van completar els requisits següents per a cada prototip: perfil del producte objectiu, probabilitat d'èxit regulatori i tècnic/informes de revisió tècnica, i un pla de comercialització per a eines immunològiques. L'equip va realitzar una enquesta internacional per orientar el disseny de vacunes i va celebrar reunions amb les parts interessades per debatre com es podrien utilitzar les vacunes a les explotacions.

El progrés es va exemplificar amb dades noves sobre una vacuna de dues proteïnes, dades clau sobre els mecanismes de protecció dels ASP de nematodes i coneixements sobre el reconeixement d'epítops d'un candidat de F. hepatica. Una extensa formació de postgrau va garantir sòlides mesures de sostenibilitat.

Coordinadors
  • MOREDUN RESEARCH INSTITUTE (MRI)