Projecte H2020 PIGSs: Programa de Prevenció Global Innovadora de Streptococcus suis.
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2017 -2022
- Pressupost assignat 4.998.103,75 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte Proyecto PIGSs
Streptococcus suis és una malaltia porcina endèmica que causa pèrdues econòmiques significatives a la indústria de producció de carn de porc a tots els països on els porcs es crien a gran escala. En alguns països, S. suis és la principal causa de mortalitat i morbiditat en porcs joves i la raó més freqüent per receptar antibiòtics del grup de les aminopenicil·lines com a mesura preventiva. S. suis també és un patogen zoonòtic d'humans i les infeccions reportades a tot el món han augmentat significativament en els darrers anys. Dins de S. suis hi ha molts tipus diferents (serotips, genotips, patotips) que causen problemes en el desenvolupament d'estratègies de control adreçades a tots els tipus. La portació asimptomàtica en porcs adults és comuna i, combinada amb la manca de coneixement sobre les interaccions hoste-patogen-ambient, són les raons principals del fracàs en el control de la naturalesa endèmica d'aquest patogen.
Els resultats del projecte impactaran en la comprensió de les interaccions hoste-patogen-ambient de les infeccions per S. suis mitjançant la seqüenciació genòmica de 1200-1500 aïllaments de S. suis d'àrees geogràfiques representatives dels principals països productors de carn de porc i la realització d'estudis d'associació de tot el gen. Es desenvoluparan nous mètodes de diagnòstic per a la monitorització global del risc d'infecció i es provaran a granges d'estudi. Els estudis epidemiològics determinaran els factors de risc per a la malaltia invasiva per S. suis, incloent-hi el paper de les coinfeccions, i per primera vegada avaluaran adequadament la dinàmica de la malaltia en una granja representativa. Augmentarem la nostra comprensió dels mecanismes de virulència involucrats en la patogènesi, incloent-hi les interaccions de S. suis amb el sistema immunitari innat. Els resultats del projecte enfortiran la base d'evidència per a les estratègies de prevenció i control mitjançant l'assaig de nous antígens vacunals conservats en porcs i estratègies de prevenció basades en la manipulació de la microbiota i l'estimulació i la maduració del sistema immunitari innat.
L'objectiu principal del projecte PIGSs és augmentar la nostra comprensió de les interaccions hoste-patogen-ambient en les infeccions per S. suis en porcs, i així enfortir la base d'evidència per a noves innovacions i estratègies efectives de prevenció i control. Aquest objectiu general (a dalt) es divideix en els següents objectius específics que es realitzaran dins de la durada del projecte:
- L'objectiu 1 és augmentar la comprensió de la patogènesi de S. suis caracteritzant el paper dels factors de virulència parcialment caracteritzats o no caracteritzats en la patogènesi (cobert per WP1 i WP2).
- L'objectiu 2 és trobar solucions microbianes per reduir el risc de malaltia invasiva per S. suis i donar suport a la fisiologia intestinal durant el deslletament mitjançant l'estudi de la interacció de la microbiota amb el sistema immune innat del porc i l'antagonisme de S. suis per comensals específics in vivo (cobert per WP3).
- L'objectiu 3 és dilucidar com la coinfecció per influença i el virus de la síndrome reproductiva i respiratòria porcina (PRRSV) amb S. suis contribueix a la malaltia i al fracàs de les intervencions (cobert pel WP4).
- L'objectiu 4 és determinar els principals factors de risc (a més de la virulència del cep de S. suis) involucrats en el desenvolupament de la malaltia clínica causada per S. suis i determinar l'impacte de la malaltia en garrins (cobert pel WP5).
- L'objectiu 5 és identificar i desenvolupar (1) nous mètodes de diagnòstic per a la identificació de ceps causants de malalties de S. suis, i (2) estratègies preventives que inhibeixin el creixement de S. suis (cobert pels WP3 i WP6).
- L'objectiu 6 és promoure l'impacte sostenible dels resultats dels projectes PIGS i contribuir a una societat amb més alfabetització científica a través de la participació pública i la comunicació de la recerca i innovacions de PIGS més enllà de la seva pròpia comunitat (cobert pel WP8).
Els resultats del projecte impactaran en la comprensió de les interaccions hoste-patogen-ambient de les infeccions per S. suis mitjançant la seqüenciació genòmica d'una àmplia col·lecció d'aïllats de S. suis d'àrees geogràfiques representatives dels principals països productors de carn de porc i la realització d'estudis d'associació de tot el genoma amb malaltia. S'han desenvolupat mètodes de diagnòstic nous per a la monitorització global del risc d'infecció i s'han provat en granges d'estudi. Estudis epidemiològics han determinat els factors de risc de la malaltia invasiva per S. suis, incloent-hi el paper de les coinfeccions, i per primera vegada han avaluat adequadament la dinàmica de la malaltia en una granja representativa. També hem millorat la nostra comprensió dels mecanismes de virulència implicats en la patogènesi, incloent-hi les interaccions de S. suis amb el sistema immunitari innat.
Els resultats del projecte han enfortit la base d'evidència per a les estratègies de prevenció i control mitjançant l'assaig de nous antígens vacunals conservats en porcs i estratègies de prevenció basades en la manipulació de la microbiota i l'estimulació i la maduració del sistema immunitari innat. Durant el període 3 del projecte, tots els paquets de treball van continuar la seva tasca i es van completar tots els treballs, malgrat els endarreriments importants causats per la pandèmia de Covid-19.
Els problemes abordats pels PIGS (Programa per a la prevenció global innovadora de Streptococcus suis) són les importants pèrdues econòmiques que pateix la indústria de producció porcina a nivell mundial i la càrrega per a la salut animal causada per les infeccions amb el bacteri Streptococcus suis. Aquest patogen pot causar malalties invasives en porcs, amb símptomes com sèpsis aguda, meningitis, endocarditis, pneumònia i artritis, que sovint es reporten. Gairebé el 100% de les granges porcines a tot el món tenen animals portadors. Que S. suis causi malalties en porcs depèn de factors patògens, factors de l'hoste, factors ambientals i les seves interaccions. Depèn de la constitució genètica del patogen microbià, així com de la susceptibilitat de l'hoste, que es pot veure influenciada per la coinfecció, l'edat, la immunitat, la microbiota, etc. A més, factors ambientals com l'estrès i els factors d'higiene poden influir en la interacció alterant l'hoste, la microbiota o el comportament (referint-se a un estat de transport comensal neutral o virulent) del patogen.
Aquest coneixement s'utilitzarà per desenvolupar innovacions en la prevenció de malalties mitjançant la vacunació, promovent la resistència a la colonització de S. suis i estimulant la immunitat innata en garrins joves. A més, el coneixement generat conduirà al desenvolupament de marcadors de diagnòstic per a ceps patògens, cosa que permetrà, per primera vegada, estudiar la dinàmica de les infeccions en granges i identificar factors de risc a les pràctiques ramaderes, així com estratègies per prevenir o controlar brots de malalties. Un objectiu principal del projecte PIGSs és aprofundir en la comprensió de les interaccions hoste-patogen-ambient en les infeccions per S. suis en porcs, enfortint així la base empírica per a noves innovacions i estratègies eficaces de prevenció i control.
Streptococcus suis és una malaltia porcina endèmica que causa importants pèrdues econòmiques a la indústria de producció de carn de porc a tots els països on es cria porc a gran escala. En alguns països, S. suis és la principal causa de mortalitat i morbiditat en porcs joves i el motiu més freqüent per prescriure antibiòtics del grup de les aminopenicil·lines com a mesura preventiva. S. suis també és un patogen zoonòtic dels éssers humans i les infeccions notificades a tot el món han augmentat significativament en els últims anys. Dins de S. suis hi ha molts tipus diferents (serotips, genotips, patotips) que causen problemes en el desenvolupament d'estratègies de control adreçades a tots els tipus.
El transport asimptomàtic en porcs adults és comú i, combinat amb la manca de coneixement sobre les interaccions hoste-patogen-ambient, són les raons principals per les quals no es controla la naturalesa endèmica d'aquest patogen. Els resultats del projecte tindran un impacte en la comprensió de les interaccions hoste-patogen-ambient de les infeccions per S. suis a través de la seqüenciació del genoma de 1200-1500 aïllats de S. suis d'àrees geogràfiques representatives dels principals països productors de carn de porc i la realització d'estudis d'associació de tot tipus d'associació.
Es desenvoluparan nous mètodes de diagnòstic per al seguiment global del risc d'infecció i es provaran en granges de casos. Els estudis epidemiològics determinaran els factors de risc de la malaltia invasiva per S. suis, inclòs el paper de les coinfeccions, i per primer cop avaluaran adequadament la dinàmica de la malaltia en una granja representativa. Augmentarem la nostra comprensió dels mecanismes de virulència implicats en la patogènesi, incloses les interaccions de S. suis amb el sistema immunològic innat. Els resultats del projecte enfortiran la base empírica per a les estratègies de prevenció i control mitjançant proves de nous antígens vacunals conservats en porcs i estratègies de prevenció basades en la manipulació de la microbiota i l'estimulació i la maduració del sistema immunològic innat.
Gairebé totes les granges porcines del món presenten ceps patògens de Streptococcus suis, que també poden infectar els humans. S'estan desenvolupant eines de vigilància i de prevenció molt necessàries. Streptococcus suis (S. suis) és un patogen bacterià que causa afeccions com sepsis aguda, meningitis, endocarditis i pneumònia en porcs joves. També s'associa sovint amb el complex respiratori porcí, una de les principals causes de mortalitat porcina. A més, igual que el coronavirus 2 de la síndrome respiratòria aguda severa (SARS-CoV-2), causant de la COVID-19, S. suis és zoonòtic, un dels molts patògens que es poden transmetre d'animals a humans. El projecte PIGSs, finançat amb fons europeus, està millorant la comprensió de la patogenicitat de S. suis, cosa que permetrà el desenvolupament de vacunes essencials i eines de vigilància. Streptococcus suis i l'enigma dels antibiòtics Els brots d'infecció per S. suis patogen són molt comuns. Els estudis de porcs van mostrar que, a les unitats de cria de les granges europees afectades, entre el 3,3 % i el 4 % dels animals presentaven la malaltia invasiva per S. suis. Això costa milions a la indústria, sense esmentar els costos econòmics de les malalties humanes. Un estudi recent al sud-est asiàtic, on els casos són més alts, va informar que els costos econòmics de les malalties humanes pugen a milions d'euros anuals a causa dels costos directes i indirectes de l'atenció mèdica i la pèrdua de productivitat. Fins ara, no hi ha cap vacuna de protecció creuada autoritzada a Europa. Segons Jerry Wells, coordinador del projecte, de la Universitat i Investigació de Wageningen (Països Baixos), «la manca de mètodes de vigilància i vacunes eficaces ha portat a una prevenció inadequada ia una dependència global de l'ús generalitzat d'antibiòtics.
Això condueix a una resistència més gran als antibiòtics, que es pot propagar a altres patògens que infecten animals i humans, ia un augment de la presència d'antibiòtics en els aliments per a consum humà». Aprofitament de la reacció en cadena de la polimerasa i les eines bioinformàtiques Desentranyar els mecanismes de la malaltia de S. suis és un desafiament. Només un subconjunt de ceps s'associa amb malalties que provoquen morbiditat i mortalitat greus. «Utilitzant una col·lecció global del voltant de 2000 ceps no patògens i patògens, els PIGS van identificar gens altament conservats en ceps patògens, però absents a la resta.
Aquests marcadors es van fer servir per desenvolupar assajos quantitatius de reacció en cadena de la polimerasa (PCR) que amplifiquen ràpidament petits fragments d'ADN en milions de còpies. Els assaigs de PCR es poden utilitzar per a la vigilància d'aïllats patògens a granges», explica Wells. Això també permetrà estratègies de prevenció i tractament específiques, per exemple, per a truges que transmeten ceps patògens a la seva descendència. Finalment, l'equip va utilitzar eines bioinformàtiques per detectar antígens conservats (seqüències proteiques conservades a tots els ceps patògens de S. suis) i obtenir respostes d'anticossos protectors en porcs. Actualment, l'equip està avaluant la millor manera de millorar aquesta resposta i desenvolupant assaigs per avaluar la protecció induïda per aquestes vacunes en assajos futurs.
Mecanismes, factors de risc i vacunes El projecte PIGS podria estar finalitzant, però s'espera obtenir molta més informació dels experiments i anàlisis en curs. L'equip està dilucidant actualment els mecanismes de supervivència o transmissió dels ceps patògens. A més, Wells assenyala que «encara s'està duent a terme un ampli estudi epidemiològic, del qual esperem obtenir més informació sobre els factors a diferents granges que augmenten el risc de contraure la malaltia per S. suis. El nostre assaig de vacuna en curs en garrins podria ser revolucionari, revelant noves estratègies de vacunació per a garrins joves». PIGS ha millorat considerablement la comprensió de les interaccions entre l'hoste, el patogen i l'entorn de S. suis. Això donarà suport al desenvolupament de vacunes i estratègies de control més eficaces, així com la vigilància a gran escala a les granges, per reduir o eliminar la malaltia.
El control de S. suis a les pieres porcines es veu generalment obstaculitzat per la manca de vacunes que protegeixin contra múltiples serotips i ceps. Això és degut a l'alta variabilitat genotípica, fenotípica i geogràfica que hi ha entre ceps, entre serotips i dins d'ells. Una de les nostres ambicions és desenvolupar una vacuna global de subunitats proteiques amb protecció creuada mitjançant l'ús de GWAS per seleccionar antígens candidats conservats a aïllats patògens. Aquest enfocament innovador, que combina GWAS i vaccinologia inversa, només serà possible gràcies a la nostra ambició de seqüenciar una gran col·lecció global d'aïllats de les principals regions productores de carn de porc del món.
La segona ambició és desenvolupar innovacions en el diagnòstic de ceps patògens de S. suis basats en GWAS. Aquesta idea original superarà la incapacitat de distingir entre ceps virulents patògens i ceps no virulents. Abordar aquest problema permetrà, per primer cop, l'ús de diagnòstics per guiar la metafilaxi antibiòtica i la vacunació per controlar els brots de S. suis.
Això augmenta l'eficiència i contribueix a la reducció de l'ús d'antibiòtics a la ramaderia porcina. A llarg termini, el projecte PIGS espera contribuir a una reducció substancial de la malaltia per S. suis en porcs i, per tant, a la salut i el benestar animal.
- WAGENINGEN UNIVERSITY (WU)
Projectes relacionats
