Ir o contido principal
logo proyecto horizonte mycosynvac

Proxecto H2020 MycoSynVac: Deseño de Mycoplasma pneumoniae como vacina animal de amplo espectro

  • Tipo Proxecto
  • Estado Cheo
  • Execución 2015 -2020
  • Orzamento asignado 8.056.677,00 €
  • Ámbito Europeo
  • Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
  • Páxina web do proxecto MycoSynVac
Descrición das actividades

A WUR desenvolveu un modelo dinámico de células enteiras para o metabolismo de M. pneumoniae e, baseándose nestes modelos, desenvolveu un modelo baseado en restricións a escala xenómica para M. hyopneumoniae, co fin de optimizar as vacinas. O WUR tamén despregou os seus modelos metabólicos para avaliar, a escala xenómica, as capacidades metabólicas dunha variedade de micoplasmas co fin de deseñar unha carteira de vacinas á medida.

O CRG desenvolveu dous métodos de enxeñaría xenómica para M. pneumoniae. Como resultado, xerouse un chasis non patóxeno que pode sobrevivir nos pulmóns de ratos sempre que sexa o Mycoplasma pneumoniae WT, que non desencadea lesións pulmonares e presenta unha resposta inflamatoria reducida. Este chasis pode expresar proteínas heterólogas e adxuvantes proteicos na súa superficie para a vacinación. Determináronse os xenes esenciais para a supervivencia no pulmón de ratos que non se poden retirar do chasis.

ICL deseñou, optimizou e probou os seus circuítos de bioseguridade na cepa WT, que mostran unha boa eficiencia de eliminación cando se activan. Ademais, a integración da redundancia mellora o sistema de bioseguridade. Obtivéronse resultados moi prometedores en competicións entre iguais que probaron os diferentes sistemas de bioseguridade desenvolvidos mediante modelos de ratos in vivo. Os circuítos de bioseguridade tamén se transformaron en cepas de chasis. Neste caso, houbo que reoptimizar os circuítos e non todos os casos tiveron éxito. A mellor deformación xerada é unha CV2 con dúas copias dos circuítos KS1 reoptimizados.

O INRA desenvolveu un método chamado intercambio de casetes mediado por transferencia xenómica-recombinase (GT-RMCE). Esta nova tecnoloxía permite modificacións xenómicas a grande escala en loci específicos de M. pneumoniae. Permite inserir e substituír grandes fragmentos de ADN e eliminar xenes, e podería ampliarse para introducir mutacións puntuais. Todas estas novas ferramentas permitiron a inactivación dos factores de virulencia coñecidos de M. pneumoniae e levaron á construción de prototipos de chasis de vacinas.

O ATG completou a selección de péptidos candidatos para incluír en proteínas quiméricas para a produción de vacinas; Seleccionáronse 44 para Mycoplasma hyopneumoniae e 23 para Mycoplasma bovis. Ademais, a análise de 64 cepas do virus da síndrome reprodutiva e respiratoria porcina (PRRSV) mediante micromatrices de péptidos permitiu a selección de 20 péptidos candidatos adicionais para este virus. Os péptidos combináronse en 8 proteínas quiméricas para M. hyopneumoniae, 6 para M. bovis e 4 para PRRSV.

MSD realizou oito experimentos con animais de gran tamaño para avaliar as diversas vacinas xeradas no proxecto. A expresión de antíxenos heterólogos na superficie dun chasis atenuado de M. pneumoniae, cultivado en medio sen soro, é segura en animais destinados á alimentación como vacina inactivada e produce seroconversión a todos os antíxenos expostos. Os resultados preliminares tamén indican que as variantes do chasis poderían ser seguras como unha vacina viva atenuada, xa que a bacteria non se pode detectar noutras partes do corpo que non sexan o lugar da inxección. Serían necesarios máis experimentos con animais para chegar a conclusións sobre a eficacia destas vacinas.

O traballo realizado pola UCPH sobre as preocupacións sociais tamén estableceu que, aínda que existe unha ampla aceptación do uso dunha vacina sintética para o gando en Europa, existen percepcións significativamente diferentes sobre tal vacina entre os países. As súas actividades de autodiálogo axudaron aos nosos investigadores a reflexionar sobre como o seu traballo podería ser percibido por outras partes interesadas relevantes.

Biofaction desenvolveu unha ampla variedade de tipos diferentes de participación pública, que van desde interaccións presenciais en cafés científicos, visitas a institutos e eventos públicos de comunicación científica ata actividades en liña como vídeos de animación de cinco personaxes, un curto documental científico e o xogo científico "Battle for Cattle" para dispositivos web e móbiles.

Descrición contextual

Cada ano, as infeccións por especies de Mycoplasma en aves de curral, gando e porcos causan perdas multimillonarias nos Estados Unidos e Europa. Non existe unha vacina eficaz contra moitos micoplasmas que infectan mascotas, humanos e animais de granxa. Ademais, a maioría dos micoplasmas son difíciles de cultivar e requiren medios complexos, incluído soro animal. Polo tanto, mesmo nos casos para os que existen vacinas eficaces (especificamente, M. hyopneumoniae en porcos e M. gallisepticum e M. synoviae en aves de curral), o proceso de produción de vacinas é complexo.

O obxectivo principal deste proxecto é deseñar un chasis universal para Mycoplasma que poida implementarse como unha ou varias vacinas en varios hóspedes animais. En concreto, neste proxecto, centrarémonos no desenvolvemento de vacinas atenuadas ou inactivadas contra dous patóxenos de Mycoplasma: M. hyopneumoniae (porco) e M. bovis (gando vacún), e unha vacina combinada contra M. hyopneumoniae e o virus da síndrome da febre do Zika (PRSSV) (porco).

Para acadar este obxectivo xeral, o proxecto MycoSynVac ten os seguintes obxectivos específicos: deseño de vacinas, enxeñaría de chasis e optimización da produción a grande escala, todo iso tendo en conta a explotación futura da tecnoloxía desenvolvida e abordando as preocupacións éticas que pode suscitar a bioloxía sintética.

Obxectivos

Os micoplasmas son os microorganismos de vida libre máis pequenos sen parede celular. A falta de parede celular fainas resistentes a moitos antibióticos comúns. Cada ano, as infeccións por micoplasmas en aves de curral, gando e porcos provocan perdas multimillonarias nos Estados Unidos e en Europa. Actualmente, hai vacinas dispoñibles contra M. hyopneumoniae en porcos e contra M. gallisepticum e M. synoviae en aves de curral.

Non obstante, non existe ningunha vacina contra moitas especies de micoplasmas que infectan mascotas, humanos e animais de granxa (é dicir, a infección por M. bovis nas vacas). En moitos casos, as especies de micoplasmas son difíciles de cultivar en cultivos axénicos e as que medran requiren un medio complexo que conteña soro animal.

Na produción a grande escala de especies de micoplasma para a vacinación, ademais do alto custo do soro animal, o problema máis importante é a alta irreproducibilidade do proceso de produción e o potencial de contaminación con virus animais. Todo isto conxuntamente destaca as necesidades da industria europea: i) un medio definido, rendible e reproducible, libre de soro animal, e ii) un chasis universal para Mycoplasma que se poida empregar nun proceso de vacinación contra especies de Mycoplasma, así como contra calquera patóxeno.

M. pneumoniae é un punto de partida ideal para o deseño dun chasis de vacina deste tipo. Ten un xenoma pequeno (860 kb) e é probablemente o organismo cos datos de bioloxía de sistemas máis completos obtidos ata a data. Mediante a comparación xenómica, a modelización metabólica e a enxeñaría xenómica racional, crearemos un chasis para vacinas que se introducirá nun proceso de produción industrial.

O proceso estará dirixido pola segunda empresa de vacinación animal máis grande do mundo (MSD), así como por unha pequena e mediana empresa especializada na visualización e cribado de péptidos. Isto garantirá a explotación e a comercialización do noso traballo, axudando a manter a posición privilexiada de Europa neste campo. O noso obxectivo final é satisfacer as necesidades da industria gandeira abordando as cuestións éticas e os riscos previsibles, e preparando materiais educativos e de divulgación eficaces para o público.

Resultados

O proxecto MycoSynVac era moi ambicioso e empregaba unha estratexia verdadeiramente innovadora para a produción de vacinas: un chasis de vacinación universal baseado en M. pneumoniae, capaz de producir un crecemento eficiente e reproducible nun medio definido sen soro.

O consorcio reuniu coñecementos e recursos de vangarda en Mycoplasma, modelización, bioloxía sintética, determinación de epítopos antixénicos, produción e comercialización de vacinas, así como outras áreas importantes como a divulgación e a ética. Os principais impactos do proxecto céntranse en catro áreas principais: bioloxía sintética, relacións entre a industria e o mundo académico, participación pública e capacidade de innovación a nivel europeo. MycoSynVac tivo un impacto positivo en todos os socios:

  • Para o CRG, MycoSynVac facilitou a creación dunha empresa derivada chamada Pulmobiotics, que ten como obxectivo tratar a pneumonía asociada á ventilación mecánica (NAV) en humanos, unha enfermidade respiratoria, utilizando o chasis como sistema de administración.
  • MSD tiña acceso a novas tecnoloxías desenvolvidas en ATG, que MSD empregaba para investigacións non relacionadas con MycoSynVac. Tamén adquiriron experiencia en bioloxía de micoplasmas e bioloxía sintética, o que lle permitiu a MSD manter o seu liderado no mercado das vacinas.
  • O INRA incrementou as súas colaboracións con laboratorios e empresas europeas líderes no sector da saúde animal. Ademais, gañaron unha maior concienciación sobre os problemas sociais grazas á UCPH e a Biofaction.
  • O WUR obtivo información sobre as interaccións entre o hóspede e os microbios e reforzou a súa posición nos sectores agroalimentario e sanitario.
  • A ICL patentou o desenvolvemento dos seus circuítos de bioseguridade.
  • O ATG desenvolveu novos métodos para analizar centos de antíxenos de superficie e familias de proteínas virais en micromatrices de péptidos de alta densidade para detectar respostas de anticorpos na procura dos mellores epítopos. A cooperación con MSD e o CRG e a integración dos seus conxuntos de datos permitiulles adquirir unha valiosa experiencia na planificación, implementación e avaliación de procesos de análise de datos.
  • A UCPH desenvolveu competencias para levar a cabo estudos transfronteirizos de ciencias sociais en Europa e ampliar o seu enfoque para aplicar a ética empírica.
  • Biofaction gañou visibilidade adicional (por exemplo, para clips de animación científica e desenvolvemento de xogos científicos) e estableceu contactos adicionais para canles de comunicación científica (canles de YouTube, podcasts, etc.).
Coordinadores
  • FUNDACIO CENTRE DE REGULACIO GENOMICA (CRG-CERCA)