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Projet H2020 Paragone : PARAGONE : Vaccins contre les parasites animaux

  • Taper Projet
  • État Rempli
  • Exécution 2015 -2019
  • Budget alloué 8.998.559,75 €
  • Portée Europeo
  • Principale source de financement H2020
  • Site Web du projet Proyecto Paragone
Description

Les infections par les helminthes et les ectoparasites chez les ruminants et les volailles ont un impact considérable sur l’efficacité biologique de ces sources alimentaires vitales. L’utilisation inconsidérée de médicaments antiparasitaires a généré une résistance aux médicaments dans le monde entier. La principale alternative à la pénurie de médicaments antiparasitaires est le vaccin. Le projet PARAGONE s'appuiera sur les résultats de précédents projets financés par l'UE et d'autres pays sur le développement de vaccins contre les parasites pour faire progresser la commercialisation de plusieurs prototypes prometteurs. Des partenaires d'Europe, de Chine, d'Uruguay, des PME et de l'industrie pharmaceutique promouvront directement des prototypes contre les helminthes chez les ruminants Fasciola hepatica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta et Haemonchus contortus, ainsi que contre les acariens ectoparasites Psoroptes ovis (ruminants) et Dermanyssus gallinae (volaille).

De nouveaux adjuvants ou systèmes d’administration seront utilisés pour maximiser l’efficacité de certains prototypes. En outre, les études d’immunologie se concentreront sur des agents pathogènes qui se sont révélés problématiques auparavant, souvent parce qu’ils libèrent des molécules immunosuppressives qui doivent être surmontées pour que les vaccins fonctionnent, ou parce que les vaccins recombinants n’ont pas réussi à susciter la protection observée avec les prototypes natifs. Des technologies de pointe seront utilisées pour interroger les interactions hôte/parasite afin de définir les signatures clés de protection qui peuvent être utilisées pour informer les systèmes d'administration qui amélioreront l'immunité, tandis que d'autres études définiront le polymorphisme des candidats vaccins actuels pour garantir que les prototypes dérivés sont adaptés à l'objectif à toutes les échelles géographiques.

La clé de cette réussite réside dans l’engagement des scientifiques auprès de l’industrie pharmaceutique et d’autres parties prenantes (agriculteurs, vétérinaires, régulateurs) à travers diverses activités de sensibilisation qui serviront à recueillir des commentaires sur la meilleure façon de mettre en œuvre les vaccins sur le terrain. Le résultat sera au moins deux prototypes qui auront atteint le point d’adoption par l’industrie pharmaceutique, le gouvernement ou les agences philanthropiques, et une voie claire vers la commercialisation pour tous les prototypes étudiés.

Description des activités

La recherche a conduit au développement des vaccins et des outils immunologiques mentionnés ci-dessus. Ces activités ont été soutenues par des objectifs de démonstration menés par des partenaires commerciaux. Les partenaires académiques ont rempli leur obligation de publier leurs résultats et ont mis à jour le site Web du projet. Les scientifiques en début de carrière ont eu l'opportunité de participer à des visites interlaboratoires et à des ateliers (séquençage de nouvelle génération, outils immunologiques, vaccinologie vétérinaire). De nombreuses activités de sensibilisation ont permis au projet d’atteindre son potentiel d’impact ; Des symposiums en personne avec les parties prenantes et une enquête internationale en ligne ont révélé les perspectives d’avenir des vaccins antiparasitaires.

Les vaccins ont commencé à différents stades de développement ; Du plus avancé au moins avancé, il s’agissait de vaccins contre T. circumcincta, O. ostertagi, C. oncophora, F. hepatica, P. ovis et l’acarien rouge de la volaille. Des études sur des formulations de vaccins conçues pour favoriser des réponses protectrices ont été menées en lien avec des essais testant des combinaisons d’antigènes. Ces travaux ont été liés à la définition de réponses antiparasitaires protectrices afin que les vaccins puissent être conçus pour être efficaces dans toutes les populations. Pour O. ostertagi et C. oncophora, des études et des tests immunologiques ont démontré que la conformation de l'antigène est essentielle pour induire une protection à l'aide d'antigènes ASP. Il a été démontré qu'un ASP natif de C. oncophora offre une protection croisée aux bovins contre un autre isolat et d'autres Cooperia spp. mais n’a pas protégé les moutons contre C. curticei. La formulation d'un Ostertagia ASP recombinant avec la nouvelle formulation d'adjuvant SME XStalbio avec MAMP a modulé les réponses à un phénotype souhaité, mais n'a pas induit de protection. Un essai sur le terrain avec de l'ASP indigène d'Ostertagia, qui avait induit une immunité dans des essais en enclos, n'a pas généré de protection contre la provocation par l'herbe. Une étude a testé un ASP recombinant, purifié au thiol de la même manière que l’ASP natif protecteur, mais cela n’a pas produit de vaccin protecteur.

Les travaux sur T. circumcincta visaient à simplifier un vaccin recombinant qui s’est avéré induire une protection. Ici, 8 antigènes ont été co-exprimés avec succès dans 3 systèmes. La version co-exprimée n’a pas induit d’immunité chez les agneaux. La formulation adjuvante de XStalbio avec MAMP a été testée pour déterminer si les réponses pouvaient être améliorées par co-administration. L’incorporation a conservé l’antigénicité mais n’a pas amélioré les réponses souhaitées. Des essais en enclos sur des races canariennes présentant une résistance différente aux vers ont montré que chez les moutons « résistants » de 6 mois, la résistance augmentait avec la vaccination. Chez les agneaux « sensibles », la vaccination a eu un effet négatif sur le développement des vers. Un effet similaire a été observé chez des moutons « résistants » âgés de 3 mois. Les séquences codant pour l'antigène chez les vers de différentes régions ont montré une faible diversité dans les protéines 7/8. Un prototype à 2 protéines a induit une protection similaire à celle du prototype à 8 protéines.

Ce vaccin à 2 protéines a été retesté dans une étude qui a examiné l’effet de la dose ; Bien que les individus vaccinés aient présenté des paramètres parasitologiques inférieurs à ceux des témoins, les différences n’étaient pas significatives. Une modélisation mathématique, utilisant des données antérieures sur le vaccin à 8 protéines, a montré que les niveaux d’efficacité atteints précédemment pourraient avoir un effet substantiel sur la contamination ultérieure si le vaccin était administré aux moutons et aux agneaux. Il a déjà été démontré que les antigènes recombinants de F. hepatica offrent une protection variable ; Les partenaires ont testé ces combinaisons pour déterminer si cela générerait une protection cohérente. Une protection significative a été observée dans un essai sur des moutons utilisant 4 antigènes + montanide ; Ce n’était pas répétable. Deux essais sur des bovins utilisant les 4 antigènes ont échoué. Les séquences antigéniques des vers de différentes régions ont montré une faible diversité dans tous les cas sauf un. L’incorporation de MAMP dans la formulation d’adjuvant XStalbio a été testée pour déterminer si les réponses pouvaient être améliorées par la co-administration. L'antigénicité a été maintenue, en particulier avec MAMP. Les réponses dépendaient de l’adjuvant, mais aucune protection n’a été obtenue lorsque les moutons ont été exposés. Des antigènes supplémentaires ont été testés, mais ils n’ont pas conféré de protection aux moutons.

Les travaux sur les corrélats de protection ont montré un rôle pour l’IgG2. L’analyse des épitopes a indiqué une reconnaissance sélective de la cathepsine L chez les bovins protégés. Une analyse d’ARN à grande échelle a révélé que les voies d’évasion immunitaire étaient considérablement altérées dans l’infection par la douve, et un essai dans un enclos à moutons a montré une immunomodulation dans les premiers stades de l’infection. Ces résultats d’immunomodulation seront désormais utilisés pour éclairer le développement ultérieur du vaccin contre F. hepatica. Les travaux sur un prototype bovin pour P. ovis comprenaient un essai avec des recombinants qui protégeaient auparavant les moutons. Bien que des différences dans la taille des lésions aient été initialement observées, aucune différence significative n’a été observée dans l’ensemble.

Les études sur l’ARN ont éclairé les mécanismes immunitaires. Les systèmes d'administration d'antigènes (montanid, ADN et Eimeria transgénique) ont été comparés pour un vaccin à base de cathepsine contre l'acarien rouge aviaire. L'ADN et Eimeria ont montré des réponses anticorps négligeables, mais la combinaison antigène+montanide a produit des réponses prolongées. Les poules ont été vaccinées avec la cathepsine + montanide et un effet a été observé sur les acariens qui se nourrissaient du sang des oiseaux vaccinés. PARAGONE a généré des réseaux de cytokines ovines indispensables. Parallèlement aux profils de produits cibles et aux revues techniques de chaque vaccin, un plan de commercialisation de ces outils a été élaboré en collaboration avec la PME Immunotools.

Description contextuelle

Le projet Horizon 2020 PARAGONE, financé par l’UE, s’est intéressé aux parasites multicellulaires, des agents pathogènes importants du bétail. Ces facteurs affectent considérablement la production des ruminants et des volailles, en particulier dans les systèmes intensifs.

Actuellement, la lutte dépend de la réduction du nombre d’antiparasitaires efficaces, et la résistance aux médicaments parmi les parasites ciblés constitue une menace pour une lutte durable. PARAGONE a généré des outils (vaccins et ressources de surveillance de l'immunité) et des connaissances pour fournir des solutions de contrôle à long terme. Le projet a également formé de nombreux scientifiques en début de carrière, experts dans les approches interdisciplinaires nécessaires pour garantir que la communauté scientifique mondiale soit prête à s'attaquer à ces agents pathogènes difficiles à contrôler une fois le projet terminé.

Les associés universitaires ont renforcé leurs liens avec les partenaires de l'industrie de la santé animale pour mettre en œuvre des programmes de développement ciblant des vaccins contre des parasites sélectionnés pour leur impact mondial : Fasciola hepatica, Ostertagia ostertagi, Cooperia oncophora, Teladorsagia circumcincta, Psoroptes ovis et Dermanyssus gallinae. Développer des vaccins efficaces contre ces organismes complexes représente un défi majeur.

Le projet a réalisé des progrès substantiels vers cet objectif en acquérant et en exploitant les connaissances sur la biologie des parasites et les interactions hôte-parasite. Des candidats vaccins de premier plan/novateurs ont été testés, ainsi que des études visant à traiter la variabilité de la réponse, fournissant des informations clés sur les facteurs de protection qui éclaireront les études futures. Ces réalisations ont été soutenues par de solides activités de formation, de sensibilisation et de communication.

Objectifs

Les infections par les helminthes et les ectoparasites des ruminants et des volailles ont un impact considérable sur l’efficacité biologique de ces sources alimentaires vitales. L’utilisation inconsidérée d’antiparasitaires a conduit à une résistance aux médicaments dans le monde entier.

La principale alternative à la diminution de l’offre de médicaments antiparasitaires est la vaccination. Dans ce cas, le projet PARAGONE s’appuiera sur les résultats de projets antérieurs financés par l’UE et d’autres projets sur le développement de vaccins antiparasitaires pour amener un certain nombre de prototypes prometteurs vers la commercialisation. Des partenaires d'Europe, de Chine, d'Uruguay, des PME et des sociétés pharmaceutiques développeront directement des prototypes contre les helminthes des ruminants Fasciola hepatica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta et Haemonchus contortus et les acariens ectoparasites Psoroptes ovis (ruminants) et Dermanyssus gallinae (volaille). Ils utiliseront de nouveaux adjuvants ou systèmes d’administration pour maximiser l’efficacité de certains prototypes.

En outre, les études d’immunologie se concentreront sur des agents pathogènes qui se sont révélés problématiques auparavant, souvent parce qu’ils libèrent des molécules immunosuppressives qui doivent être surmontées pour que les vaccins fonctionnent, ou parce que les vaccins recombinants n’ont pas réussi à susciter la protection observée avec les prototypes natifs. Des technologies de pointe seront utilisées pour interroger les interactions hôte/parasite afin de définir les signatures clés de protection qui peuvent être utilisées pour informer les systèmes d'administration qui amélioreront l'immunité, tandis que d'autres études définiront le polymorphisme des candidats vaccins actuels pour garantir que les prototypes dérivés sont adaptés à l'objectif à toutes les échelles géographiques.

Il est essentiel d’impliquer les scientifiques auprès des sociétés pharmaceutiques et d’autres parties prenantes (agriculteurs, vétérinaires, régulateurs) à travers de nombreuses activités de sensibilisation qui serviront à recueillir des commentaires sur la meilleure façon de mettre en œuvre les vaccins sur le terrain. Le résultat sera au moins deux prototypes prêts à être adoptés par des agences pharmaceutiques, gouvernementales ou philanthropiques, et une voie claire vers la commercialisation pour tous les prototypes étudiés.

Résultats

Alors que les parasites du bétail développent une résistance aux médicaments dans le monde entier, des scientifiques financés par l'UE travaillent sur de nouveaux vaccins et améliorent les systèmes d'administration de vaccins contre les parasites économiquement importants. Les vaccins constituent une alternative plus sûre et plus respectueuse de l’environnement aux médicaments utilisés pour lutter contre les maladies, car ils ne laissent aucun résidu et ne génèrent aucune résistance parasitaire. Cependant, les parasites multicellulaires sont des organismes complexes comparés aux virus et aux bactéries, il n’est donc pas facile de développer des vaccins contre eux. « Les parasites ont évolué avec leurs hôtes pendant des millions d'années et ont utilisé toutes sortes d'astuces pour vivre dans ou sur d'autres animaux sans être détectés par le système immunitaire, ce qui les rend difficiles à détecter », explique Al Nisbet, scientifique principal du projet Paragone financé par l'UE et responsable des vaccins au Moredun Research Institute au Royaume-Uni, qui a coordonné le projet.

L’équipe de Paragone a travaillé avec six prototypes de vaccins existants qui se sont révélés prometteurs contre les parasites les plus répandus chez le bétail, notamment les moutons, les bovins et la volaille. Simplification du vaccin contre le ver brun de l'estomac des moutons L'équipe a fait des progrès avec un vaccin contre le ver brun de l'estomac (Teladorsagia circumcincta) chez les moutons, en commençant par un prototype de vaccin avec huit composants différents. « Six des protéines recombinantes ont été produites dans des bactéries et deux dans des levures, puis formulées ensemble pour créer le vaccin ; donc, même s'il s'agissait d'un prototype efficace, sa production commerciale était complexe et coûteuse », explique Nisbet. Les protéines les plus pertinentes pour la protection contre le parasite ont été identifiées. « À la fin du projet, nous avons pu tester un vaccin avec seulement deux composants et générer un modèle mathématique pour prédire les résultats pratiques pour différents niveaux d'efficacité du vaccin », explique Nisbet, ajoutant que davantage de travail est nécessaire avant qu'il puisse être adopté par un fabricant commercial.

Approches alternatives avec les vaccins actuels Les essais évaluant des prototypes de vaccins contre la douve du foie (Fasciola hepatica) ont montré le potentiel d’utiliser des approches alternatives avec les vaccins actuels, tout en fournissant des informations précieuses sur la façon dont le parasite échappe au système immunitaire. Des travaux antérieurs ont montré que certaines protéines de douves qui stimulent ou suppriment le système immunitaire offraient une protection en tant que vaccins à protéine unique, mais pas les vaccins à protéines combinées. Un vaccin contre l’acarien de la gale du mouton (Psoroptes ovis) a démontré de bons niveaux de protection chez les moutons.

Cependant, chez les bovins, où le même parasite peut provoquer la gale psoroptique, cela n’était pas prometteur. Deux autres vaccins contre les vers gastro-intestinaux, Ostertagia ostertagi et Cooperia spp., ont montré des niveaux élevés de protection croisée entre différentes espèces de Cooperia chez les bovins vaccinés avec un vaccin « natif », tandis qu'une version recombinante, qui serait nécessaire pour une utilisation commerciale, n'offrait aucune protection. Une situation similaire a été observée dans un prototype de vaccin contre Ostertagia ostertagi, indiquant la nécessité de recherches supplémentaires sur les raisons de ces différences.

Systèmes d’administration améliorés Un système d’administration plus efficace a été développé pour un vaccin contre l’acarien rouge (Dermanyssus gallinae) qui générerait des réponses immunitaires durables et efficaces chez les poulets. « Les producteurs ne peuvent plus constamment sortir les poules du poulailler pour les vacciner. Ils souhaitent vacciner les poules dès leur plus jeune âge et garantir une immunité durable tout au long du cycle de ponte », explique Tom McNeilly, responsable du contrôle des maladies chez Moredun. Trois systèmes d'administration d'adjuvant différents ont été testés pour le prototype de vaccin, ce qui a donné naissance à « un gagnant clair » basé sur un nouvel adjuvant, explique McNeilly. À l’instar du projet SAPHIR, financé par l’UE, qui a développé des vaccins pour le bétail afin de réduire l’utilisation d’antibiotiques, Paragone a réalisé des avancées majeures en science fondamentale, notamment en caractérisant la réponse immunitaire aux vaccins et en trouvant des moyens de stimuler les réponses immunitaires aux antigènes vaccinaux, ce qui est utile au-delà des vaccins antiparasitaires.

Informations Complémentaires

Une relation étroite entre les partenaires universitaires et ceux de l’industrie de la santé animale a permis de garantir que les innovations résultant de la recherche étaient alignées sur les aspirations de produits commercialisables. Les partenaires ont rempli les exigences suivantes pour chaque prototype : profil du produit cible, probabilité de succès réglementaire et technique/rapports d'examen technique et un plan de commercialisation pour les outils immunologiques. L’équipe a mené une enquête internationale pour guider la conception des vaccins et a organisé des réunions avec les parties prenantes pour discuter de la manière dont les vaccins pourraient être utilisés dans les fermes.

Les progrès ont été illustrés par de nouvelles données sur un vaccin à deux protéines, des informations clés sur les mécanismes de protection des ASP des nématodes et des informations sur la reconnaissance des épitopes d’un candidat F. hepatica. Une formation postuniversitaire approfondie a assuré des mesures de durabilité solides.

Coordonnateurs
  • MOREDUN RESEARCH INSTITUTE (MRI)