Proyecto H2020 MycoSynVac:Ingeniería de Mycoplasma pneumoniae como vacuna animal de amplio espectro
- Tipo Proxecto
- Estado Completado
- Execución 2015 -2020
- Orzamento asignado 8.056.677,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto INNOSETA
Descrición
Cada año, las infecciones causadas por especies de Mycoplasma en aves de corral, vacas y cerdos causan pérdidas multimillonarias en euros en EE. UU. y Europa. No existe una vacuna eficaz contra muchos Mycoplasmas que infectan a mascotas, humanos y animales de granja. Además, la mayoría de los Mycoplasmas son difíciles de cultivar, lo que requiere medios complejos que incluyen suero animal. Por consiguiente, incluso en los casos para los que existen vacunas eficaces (en concreto, M. hyopneumoniae en cerdos y M. gallisepticum y M. synoviae en aves de corral), el proceso de producción de las vacunas es complejo.
El objetivo principal de este proyecto es diseñar un chasis universal contra Mycoplasma que pueda implementarse como vacuna única o múltiple en diversos hospedadores animales. En concreto, en este proyecto, nos centraremos en el desarrollo de vacunas atenuadas o inactivadas contra dos patógenos de Mycoplasma: M. hyopneumoniae (cerdos) y M. bovis (bovinos), y una vacuna combinada contra M. hyopneumoniae y el virus del síndrome de la fiebre del Zika (PRSSV) (cerdos).
Para lograr este objetivo general, el proyecto MycoSynVac tiene los siguientes objetivos específicos: Diseño de vacunas, Ingeniería de chasis y Optimización de la producción a gran escala, todo ello teniendo en cuenta la futura explotación de la tecnología desarrollada y haciendo frente a las preocupaciones éticas que puede despertar la biología sintética.
Descrición das actividades
WUR desarrolló un modelo dinámico de célula completa para el metabolismo de M. pneumoniae y, basándose en estos modelos, desarrolló un modelo a escala genómica basado en restricciones para M. hyopneumoniae, con el fin de optimizar vacunas. WUR también implementó sus modelos metabólicos para evaluar, a escala genómica, las capacidades metabólicas de una serie de Mycoplasmas con el fin de diseñar una cartera de vacunas a medida.
CRG desarrolló dos métodos de ingeniería genómica para M. pneumoniae. Como resultado, se generó un chasis no patógeno que puede sobrevivir en el pulmón de ratones tanto tiempo como el Mycoplasma pneumoniae WT, que no desencadena lesiones pulmonares y presenta una respuesta inflamatoria reducida. Este chasis puede expresar en su superficie proteínas heterólogas y adyuvantes proteicos para la vacunación. Se determinaron los genes esenciales para la supervivencia en el pulmón de ratones que no pueden eliminarse del chasis.
ICL diseñó, optimizó y probó sus circuitos de bioseguridad en la cepa WT, que muestran una buena eficiencia de eliminación cuando se activan. Además, la integración de redundancia mejora el sistema de bioseguridad. Se han obtenido resultados muy prometedores en las competiciones por pares que pusieron a prueba los diferentes sistemas de bioseguridad desarrollados al probarse in vivo con modelos murinos. Los circuitos de bioseguridad también se transformaron en las cepas de chasis. En este caso, los circuitos tuvieron que ser reoptimizados y no todos los casos tuvieron éxito. La mejor cepa generada es una CV2 con dos copias de los circuitos reoptimizados KS1.
El INRA desarrolló un método denominado Transferencia Genómica-Intercambio de Casetes Mediado por Recombinasa (GT-RMCE). Esta nueva tecnología permite realizar modificaciones genómicas a gran escala en loci específicos de M. pneumoniae. Permite insertar, reemplazar grandes fragmentos de ADN y eliminar genes, y podría extenderse para introducir mutaciones puntuales. Todas estas nuevas herramientas permitieron inactivar factores de virulencia conocidos de M. pneumoniae y conducir a la construcción de prototipos de chasis de vacunas.
ATG completó la selección de péptidos candidatos para ser incluidos en proteínas quiméricas para la producción de vacunas; se seleccionaron 44 para Mycoplasma hyopneumoniae y 23 para Mycoplasma bovis. Además, el análisis de 64 cepas del virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRSV) mediante microarreglos de péptidos permitió la selección de 20 péptidos candidatos adicionales para este virus. Los péptidos se combinaron en 8 proteínas quiméricas para M. hyopneumoniae, 6 para M. bovis y 4 para el PRRSV.
MSD realizó ocho experimentos con animales de gran tamaño para evaluar las diversas vacunas generadas en el proyecto. La expresión de antígenos heterólogos en la superficie de un chasis atenuado de M. pneumoniae, cultivado en un medio sin suero, es segura en animales de consumo como vacuna inactivada y produce seroconversión a todos los antígenos expuestos. Los resultados preliminares también indican que las variantes del chasis podrían ser seguras como vacuna viva atenuada, ya que las bacterias no pueden detectarse en otras partes del cuerpo que no sean el punto de inyección. Serían necesarios experimentos adicionales con animales para concluir sobre la eficacia de estas vacunas.
El trabajo realizado por la UCPH sobre las preocupaciones sociales también ha establecido que, si bien en general existe una amplia aceptación del uso de una vacuna sintética para ganado en Europa, existen percepciones significativamente diferentes sobre dicha vacuna entre países. Sus actividades de diálogo interno ayudaron a nuestros investigadores a reflexionar sobre cómo su trabajo podría ser percibido por otras partes interesadas relevantes.
Biofaction desarrolló una gran variedad de diferentes tipos de participación pública, que van desde interacciones personales en cafés científicos, visitas a escuelas secundarias y eventos de comunicación científica pública hasta actividades en línea como videos de animación de 5 personajes, un cortometraje documental científico y el juego científico 'Battle for Cattle' para dispositivos web y móviles.
Obxectivos
Los micoplasmas son los microorganismos de vida libre y sin pared celular más pequeños. La falta de pared celular los hace resistentes a muchos de los antibióticos comunes. Cada año, las infecciones causadas por micoplasmas en aves de corral, vacas y cerdos provocan pérdidas multimillonarias en EE.UU. y Europa. Actualmente existen vacunas contra M hyopneumoniae en cerdos y M gallisepticum y M synoviae en aves de corral. Sin embargo, no existe vacunación contra muchas especies de Mycoplasma que infectan a mascotas, humanos y animales de granja (es decir, infección de vacas por M bovis). Las especies de Mycoplasma en muchos casos son difíciles de cultivar en cultivo axénico y aquellas que crecen necesitan un medio complejo con suero animal. En la producción a gran escala de especies de Mycoplasma para vacunación, además del alto costo del suero animal, lo más importante es la alta irreproducibilidad en el proceso de producción y la posible contaminación con virus animales. Todo esto en conjunto pone de relieve lo que la industria europea necesita: i) un medio reproducible barato definido que no contenga suero animal y ii) un chasis universal para Mycoplasma que pueda usarse en un proceso para vacunar contra especies de Mycoplasma, así como contra cualquier patógeno. M pneumoniae es un punto de partida ideal para diseñar un chasis de vacuna de este tipo. Tiene un genoma pequeño (860 kb) y es probablemente el organismo con los datos de biología de sistemas más completos adquiridos hasta el momento. Mediante comparación del genoma, modelado metabólico y ingeniería racional de su genoma, crearemos un chasis de vacuna que se introducirá en una línea industrial. El proceso estará guiado por la segunda industria mundial en vacunación animal (MSD), así como por una pyme especializada en visualización y cribado de péptidos. Esto asegurará la explotación y comercialización de nuestro trabajo, contribuyendo a mantener Europa en una posición privilegiada en este campo. Nuestro objetivo final es satisfacer las necesidades de la industria ganadera, atendiendo las cuestiones éticas, los riesgos previsibles y elaborando material eficaz de difusión y formación para el público.
Resultados
El proyecto MycoSynVac fue muy ambicioso y utilizó un enfoque realmente innovador para la producción de vacunas: un chasis universal para la vacunación basado en M. pneumoniae, capaz de crecer de forma eficiente y reproducible en un medio definido sin suero. El consorcio reunió conocimientos y recursos de vanguardia sobre Mycoplasma, modelado, biología sintética, determinación de epítopos antigénicos, producción y comercialización de vacunas, así como otras áreas importantes como la difusión y los aspectos éticos. Los principales impactos del proyecto se centran en cuatro áreas principales: biología sintética, relación entre la industria y el mundo académico, participación pública y capacidad de innovación en el ámbito europeo. MycoSynVac tuvo un impacto positivo en todos los socios:
- Para el CRG, MycoSynVac facilitó la creación de una empresa derivada llamada Pulmobiotics, cuyo objetivo es tratar la enfermedad respiratoria neumonía asociada a la ventilación mecánica (NAV) en humanos mediante el uso del chasis como sistema de administración.
- MSD tuvo acceso a nuevas tecnologías desarrolladas en ATG, que fueron utilizadas por MSD para investigación no relacionada con MycoSynVac. También adquirieron conocimientos sobre la biología de micoplasmas y biología sintética, lo que permitió a MSD mantener su liderazgo en el mercado de vacunas.
- El INRA incrementó sus colaboraciones con laboratorios europeos líderes y empresas del sector de la salud animal. Además, adquirieron mayor conciencia sobre los aspectos sociales gracias a la UCPH y Biofaction.
- La WUR adquirió conocimientos sobre las interacciones entre el huésped y el microbio y fortaleció su posicionamiento en el sector agroalimentario y de la salud.
- El ICL patentó el desarrollo de sus circuitos de bioseguridad.
- El ATG desarrolló nuevos métodos para analizar cientos de antígenos de superficie y familias de proteínas virales en microarreglos de péptidos de alta densidad para la respuesta de anticuerpos en la búsqueda de los mejores epítopos. La cooperación con MSD y el CRG y la integración de sus conjuntos de datos les permitió adquirir valiosas experiencias en la planificación, ejecución y evaluación de procesos de análisis de datos.
- La UCPH desarrolló competencias para realizar estudios de ciencias sociales transfronterizos en Europa y ampliar su enfoque hacia la ética empírica aplicada.
- Biofaction obtuvo visibilidad adicional (por ejemplo, para clips de animación científica y desarrollo de juegos científicos) y estableció contactos adicionales para canales de comunicación científica (canales de YouTube, podcasts, etc.).
Coordinadores
- FUNDACIO CENTRE DE REGULACIO GENOMICA (CRG-CERCA)
Colaboradores
- BIOFACTION KG (BIOFACTION KG)
- IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
- INTERVET INTERNATIONAL BV (Intervet Schering-Plough Animal Health)
- ATG:BIOSYNTHETICS GMBH
- KOBENHAVNS UNIVERSITET (UCPH)
- WAGENINGEN UNIVERSITY (WU)
- INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)
- Web del proyecto
- Noticias
- Video mCOsYNvAC: Developing smart vaccines for farm animals
- Video Presenting MYCOSYNVAC in the European Parlament
- Canal de videos del Proyecto
- Documentación (informes, guías y artículos) del Proyecto
- Web de FUNDACIO CENTRE DE REGULACIO GENOMICA
- Web de BIOFACTION KG
- Web de IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
- Web de INTERVET INTERNATIONAL BV
- Web de KOBENHAVNS UNIVERSITET
- Web de WAGENINGEN UNIVERSITY
- Web de INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'E…