
Projet H2020 MycoSynVac : Ingénierie de Mycoplasma pneumoniae comme vaccin animal à large spectre
- Taper Projet
- État Rempli
- Exécution 2015 -2020
- Budget alloué 8.056.677,00 €
- Portée Europeo
- Principale source de financement H2020
- Site Web du projet MycoSynVac
WUR a développé un modèle dynamique de cellules entières pour le métabolisme de M. pneumoniae et, sur la base de ces modèles, a développé un modèle basé sur des contraintes à l'échelle du génome pour M. hyopneumoniae, afin d'optimiser les vaccins. WUR a également déployé ses modèles métaboliques pour évaluer, à l'échelle génomique, les capacités métaboliques d'une gamme de mycoplasmes afin de concevoir un portefeuille de vaccins sur mesure.
CRG a développé deux méthodes d’ingénierie du génome pour M. pneumoniae. En conséquence, un châssis non pathogène a été généré qui peut survivre dans les poumons des souris aussi longtemps que Mycoplasma pneumoniae WT, qui ne déclenche pas de lésion pulmonaire et présente une réponse inflammatoire réduite. Ce châssis peut exprimer des protéines hétérologues et des adjuvants protéiques sur sa surface pour la vaccination. Les gènes essentiels à la survie dans les poumons des souris qui ne peuvent pas être retirés du châssis ont été déterminés.
ICL a conçu, optimisé et testé ses circuits de biosécurité sur la souche WT, qui présentent une bonne efficacité d'élimination lorsqu'ils sont activés. De plus, l’intégration de la redondance améliore le système de biosécurité. Des résultats très prometteurs ont été obtenus lors de compétitions entre pairs qui ont testé les différents systèmes de biosécurité développés en utilisant des modèles de souris in vivo. Les circuits de biosécurité ont également été transformés en souches de châssis. Dans ce cas, les circuits ont dû être réoptimisés et tous les cas n’ont pas été couronnés de succès. La meilleure souche générée est une CV2 avec deux copies des circuits KS1 réoptimisés.
L'INRA a développé une méthode appelée Genomic Transfer-Recombinase-Mediated Cassette Exchange (GT-RMCE). Cette nouvelle technologie permet des modifications génomiques à grande échelle sur des loci spécifiques de M. pneumoniae. Il permet d’insérer et de remplacer de grands fragments d’ADN et de supprimer des gènes, et pourrait être étendu pour introduire des mutations ponctuelles. Tous ces nouveaux outils ont permis l’inactivation de facteurs de virulence connus de M. pneumoniae et ont conduit à la construction de prototypes de châssis de vaccin.
ATG a terminé la sélection des peptides candidats à inclure dans les protéines chimériques pour la production de vaccins ; 44 ont été sélectionnés pour Mycoplasma hyopneumoniae et 23 pour Mycoplasma bovis. De plus, l'analyse de 64 souches du virus du syndrome dysgénésique et respiratoire porcin (SDRP) par des puces à peptides a permis la sélection de 20 peptides candidats supplémentaires pour ce virus. Les peptides ont été combinés en 8 protéines chimériques pour M. hyopneumoniae, 6 pour M. bovis et 4 pour le PRRSV.
MSD a mené huit expériences à grande échelle sur des animaux pour évaluer les différents vaccins générés dans le cadre du projet. L'expression d'antigènes hétérologues à la surface d'un châssis atténué de M. pneumoniae, cultivé dans un milieu sans sérum, est sans danger chez les animaux destinés à l'alimentation en tant que vaccin inactivé et produit une séroconversion à tous les antigènes exposés. Les résultats préliminaires indiquent également que les variantes du châssis pourraient être sûres en tant que vaccin vivant atténué, car les bactéries ne peuvent pas être détectées dans d’autres parties du corps que le site d’injection. Des expériences animales supplémentaires seraient nécessaires pour conclure sur l’efficacité de ces vaccins.
Les travaux menés par l’UCPH sur les préoccupations sociales ont également établi que, bien qu’il existe une large acceptation générale de l’utilisation d’un vaccin synthétique pour le bétail en Europe, les perceptions d’un tel vaccin diffèrent considérablement d’un pays à l’autre. Leurs activités d’auto-conversation ont aidé nos chercheurs à réfléchir à la manière dont leur travail pourrait être perçu par d’autres parties prenantes concernées.
Biofaction a développé une grande variété de différents types d'engagement public, allant des interactions en personne dans les cafés scientifiques, des visites de lycées et des événements de communication scientifique publique aux activités en ligne telles que des vidéos d'animation à cinq personnages, un court documentaire scientifique et le jeu scientifique « Battle for Cattle » pour le Web et les appareils mobiles.
Chaque année, les infections causées par des espèces de Mycoplasma chez les volailles, les bovins et les porcs entraînent des pertes de plusieurs millions de dollars aux États-Unis et en Europe. Il n’existe pas de vaccin efficace contre de nombreux mycoplasmes qui infectent les animaux domestiques, les humains et les animaux de ferme. De plus, la plupart des mycoplasmes sont difficiles à cultiver, nécessitant des milieux complexes comprenant du sérum animal. Par conséquent, même dans les cas pour lesquels des vaccins efficaces existent (en particulier, M. hyopneumoniae chez les porcs et M. gallisepticum et M. synoviae chez les volailles), le processus de production du vaccin est complexe.
L'objectif principal de ce projet est de concevoir un châssis Mycoplasma universel pouvant être mis en œuvre comme vaccin unique ou multiple chez divers hôtes animaux. Plus précisément, dans ce projet, nous nous concentrerons sur le développement de vaccins atténués ou inactivés contre deux agents pathogènes Mycoplasma : M. hyopneumoniae (porcs) et M. bovis (bovins), et un vaccin combiné contre M. hyopneumoniae et le virus du syndrome de la fièvre Zika (PRSSV) (porcs).
Pour atteindre cet objectif global, le projet MycoSynVac a les objectifs spécifiques suivants : la conception de vaccins, l’ingénierie du châssis et l’optimisation de la production à grande échelle, tout en tenant compte de l’exploitation future de la technologie développée et en répondant aux préoccupations éthiques que la biologie synthétique peut soulever.
Les mycoplasmes sont les plus petits micro-organismes libres sans paroi cellulaire. L’absence de paroi cellulaire les rend résistants à de nombreux antibiotiques courants. Chaque année, les infections à mycoplasmes chez les volailles, les bovins et les porcs entraînent des pertes de plusieurs millions de dollars aux États-Unis et en Europe. Actuellement, des vaccins sont disponibles contre M. hyopneumoniae chez les porcs et contre M. gallisepticum et M. synoviae chez les volailles.
Cependant, il n’existe pas de vaccin contre de nombreuses espèces de mycoplasmes qui infectent les animaux domestiques, les humains et les animaux de ferme (c’est-à-dire l’infection à M. bovis chez les vaches). Dans de nombreux cas, les espèces de mycoplasmes sont difficiles à cultiver dans des cultures axéniques et celles qui y parviennent nécessitent un milieu complexe contenant du sérum animal.
Dans la production à grande échelle d'espèces de mycoplasmes pour la vaccination, outre le coût élevé du sérum animal, le problème le plus important est la forte irreproductibilité du processus de production et le potentiel de contamination par des virus animaux. L’ensemble de ces éléments met en évidence les besoins de l’industrie européenne : i) un milieu défini, rentable et reproductible, sans sérum animal, et ii) un châssis Mycoplasma universel qui peut être utilisé dans un processus de vaccination contre les espèces Mycoplasma, ainsi que contre tout pathogène.
M. pneumoniae est un point de départ idéal pour la conception d’un tel châssis de vaccin. Son génome est petit (860 kb) et il s'agit probablement de l'organisme pour lequel les données de biologie des systèmes sont les plus complètes obtenues à ce jour. Grâce à la comparaison génomique, à la modélisation métabolique et à l’ingénierie rationnelle du génome, nous créerons un châssis de vaccin qui sera introduit dans un processus de production industrielle.
Le processus sera guidé par la deuxième plus grande société de vaccination animale au monde (MSD), ainsi que par une petite et moyenne entreprise spécialisée dans la visualisation et le criblage de peptides. Cela permettra d’assurer l’exploitation et la commercialisation de nos travaux, contribuant ainsi à maintenir la position privilégiée de l’Europe dans ce domaine. Notre objectif ultime est de répondre aux besoins de l’industrie de l’élevage en abordant les questions éthiques et les risques prévisibles, et en préparant du matériel éducatif et de sensibilisation efficace pour le public.
Le projet MycoSynVac était très ambitieux et utilisait une approche véritablement innovante de la production de vaccins : un châssis de vaccination universel basé sur M. pneumoniae, capable d'une croissance efficace et reproductible dans un milieu défini sans sérum.
Le consortium a réuni des connaissances et des ressources de pointe dans les domaines des mycoplasmes, de la modélisation, de la biologie synthétique, de la détermination des épitopes antigéniques, de la production et de la commercialisation de vaccins, ainsi que d'autres domaines importants tels que la diffusion et l'éthique. Les principaux impacts du projet se concentrent sur quatre domaines principaux : la biologie synthétique, les relations industrie-université, l'engagement du public et la capacité d'innovation au niveau européen. MycoSynVac a eu un impact positif sur tous les partenaires :
- Pour le CRG, MycoSynVac a facilité la création d'une société dérivée appelée Pulmobiotics, qui vise à traiter la pneumonie associée au respirateur (PAV) chez l'homme en utilisant le châssis comme système d'administration.
- MSD a eu accès à de nouvelles technologies développées à l'ATG, qui ont été utilisées par MSD pour des recherches sans rapport avec MycoSynVac. Ils ont également acquis une expertise en biologie des mycoplasmes et en biologie synthétique, permettant à MSD de maintenir son leadership sur le marché des vaccins.
- L'INRA a multiplié ses collaborations avec des laboratoires et entreprises européens de premier plan dans le secteur de la santé animale. De plus, ils ont acquis une plus grande sensibilisation aux enjeux sociaux grâce à l’UCPH et à Biofaction.
- WUR a acquis une meilleure compréhension des interactions hôte-microbe et a renforcé sa position dans les secteurs de l'agroalimentaire et de la santé.
- L'ICL a breveté le développement de ses circuits de biosécurité.
- L'ATG a développé de nouvelles méthodes pour analyser des centaines d'antigènes de surface et de familles de protéines virales sur des microréseaux de peptides à haute densité pour les réponses anticorps dans la recherche des meilleurs épitopes. La coopération avec MSD et le CRG et l’intégration de leurs ensembles de données leur ont permis d’acquérir une expérience précieuse dans la planification, la mise en œuvre et l’évaluation des processus d’analyse de données.
- L'UCPH a développé des compétences pour mener des études transfrontalières en sciences sociales en Europe et élargir son champ d'action pour appliquer l'éthique empirique.
- Biofaction a gagné en visibilité (par exemple, pour des clips d'animation scientifique et le développement de jeux scientifiques) et a établi des contacts supplémentaires pour les canaux de communication scientifique (chaînes YouTube, podcasts, etc.).
- FUNDACIO CENTRE DE REGULACIO GENOMICA (CRG-CERCA)