
Proxecto H2020 MycoSynVac: Enxeñaría 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 H2020
- Páxina web do proxecto MycoSynVac
WUR desenvolveu un modelo dinámico de células enteiras para o metabolismo de M. pneumoniae e, en base a estes modelos, desenvolveu un modelo baseado en restricións a escala xenómica para M. hyopneumoniae, co fin de optimizar as vacinas. WUR tamén despregou os seus modelos metabólicos para avaliar, a escala xenómica, as capacidades metabólicas dunha serie de Micoplasmas co fin de deseñar unha carteira de vacinas adaptada.
CRG desenvolveu dous métodos de enxeñería do xenoma para M. pneumoniae. Como resultado, xerouse un chasis non patóxeno que pode sobrevivir nos pulmóns dos ratos sempre que WT Mycoplasma pneumoniae non desencadee 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 dos ratos que non se poden eliminar 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 concursos peer-to-peer que probaron os diferentes sistemas de bioseguridade desenvolvidos utilizando modelos de ratos in vivo. Os circuítos de bioseguridade tamén se transformaron en tensións do chasis. Neste caso, houbo que volver optimizar os circuítos e non todos os casos foron exitosos. A mellor tensión xerada é un 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 gran escala en loci específicos en M. pneumoniae. Permite inserir e substituír grandes fragmentos de ADN e eliminar xenes, e podería estenderse para introducir mutacións puntuais. Todas estas novas ferramentas permitiron a inactivación de factores de virulencia coñecidos de M. pneumoniae e levaron á construción dun prototipo de chasis da vacina.
ATG completou a selección de péptidos candidatos a incluír nas proteínas quiméricas para a produción de vacinas; Seleccionáronse 44 para Mycoplasma hyopneumoniae e 23 para Mycoplasma bovis. Ademais, a análise de 64 cepas de virus da síndrome reprodutiva e respiratoria porcina (PRRSV) mediante microarrays de péptidos permitiu seleccionar 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 grandes experimentos con animais para avaliar as distintas vacinas xeradas no proxecto. A expresión de antíxenos heterólogos na superficie dun chasis de M. pneumoniae atenuado, cultivado en medio libre de soro, é segura en animais de 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 vacina viva atenuada, xa que a bacteria non se pode detectar noutras partes do corpo que non sexan o lugar da inxección. Serían necesarios experimentos adicionais con animais para concluír sobre a eficacia destas vacinas.
O traballo realizado pola UCPH sobre as preocupacións sociais tamén estableceu que, aínda que hai unha ampla aceptación do uso dunha vacina sintética para o gando en Europa, hai percepcións significativamente diferentes sobre esa vacina entre os países. As súas actividades de autoconversación axudaron aos nosos investigadores a reflexionar sobre como o seu traballo podería ser percibido por outras partes interesadas relevantes.
Biofaction desenvolveu unha gran variedade de diferentes tipos de participación pública, que van desde interaccións presenciais en cafés científicos, visitas ao instituto e eventos públicos de comunicación científica ata actividades en liña, como vídeos de animación de cinco personaxes, un breve documental científico e o xogo científico "Battle for Cattle" para dispositivos móbiles e web.
Cada ano, as infeccións por especies de Mycoplasma en aves de curral, gando vacún e porcos causan perdas multimillonarias nos Estados Unidos e en 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, polo que requiren medios complexos, incluíndo soro animal. Polo tanto, mesmo nos casos nos que existen vacinas eficaces (en concreto, M. hyopneumoniae en porcos e M. gallisepticum e M. synoviae en aves de curral), o proceso de produción da vacina é complexo.
O obxectivo principal deste proxecto é deseñar un chasis universal de Mycoplasma que se poida implementar como vacina única ou múltiple en diversos hóspedes animais. En concreto, neste proxecto centrarémonos no desenvolvemento de vacinas atenuadas ou inactivadas contra dous patóxenos de Mycoplasma: M. hyopneumoniae (porcino) e M. bovis (gando vacún), e unha vacina combinada contra M. hyopneumoniae e o virus da síndrome da febre Zika (PRSSV) (porcino).
Para acadar este obxectivo xeral, o proxecto MycoSynVac ten os seguintes obxectivos específicos: deseño de vacinas, enxeñaría de chasis e optimización da produción a gran escala, todo iso tendo en conta a futura explotación da tecnoloxía desenvolvida e abordando as preocupacións éticas que poida suscitar a bioloxía sintética.
Os micoplasmas son os microorganismos máis pequenos de vida libre sen parede celular. A falta de parede celular fai que sexan resistentes a moitos antibióticos comúns. Cada ano, as infeccións por micoplasmas en aves de curral, gando vacún e porcos provocan perdas multimillonarias nos Estados Unidos e Europa. Actualmente, hai vacinas dispoñibles contra M. hyopneumoniae en porcos e contra M. gallisepticum e M. synoviae nas aves.
Non obstante, non hai vacinación 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 aquelas que crecen requiren un medio complexo que conteña soro animal.
Na produción a gran escala de especies de micoplasmas 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 en conxunto pon de manifesto as necesidades da industria europea: i) un medio definido, rendible e reproducible, libre de soro animal, e ii) un chasis de Mycoplasma universal que se poida utilizar nun proceso de vacinación contra as especies de Mycoplasma, así como contra calquera patóxeno.
M. pneumoniae é un punto de partida ideal para o deseño deste chasis de vacina. 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, o modelado metabólico e a enxeñaría racional do xenoma, crearemos un chasis de vacina que se introducirá nun proceso de produción industrial.
O proceso estará guiado pola segunda empresa de vacinación animal (MSD) máis grande do mundo, así como por unha pequena e mediana empresa especializada en visualización e cribado de péptidos. Isto garantirá a explotación e comercialización do noso traballo, contribuíndo a manter a posición privilexiada de Europa neste campo. O noso obxectivo final é satisfacer as necesidades da industria gandeira abordando cuestións éticas e riscos previsibles, e preparando materiais educativos e divulgativos eficaces para o público.
O proxecto MycoSynVac foi moi ambicioso e utilizou un enfoque verdadeiramente innovador para a produción de vacinas: un chasis de vacinación universal baseado en M. pneumoniae, capaz de 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 difusión e a ética. Os principais impactos do proxecto céntranse en catro áreas principais: bioloxía sintética, relacións industria-académica, compromiso público 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 ao ventilador (VAP) da enfermidade respiratoria en humanos utilizando o chasis como sistema de entrega.
- MSD tivo acceso ás novas tecnoloxías desenvolvidas en ATG, que foron utilizadas por MSD para investigacións non relacionadas con MycoSynVac. Tamén adquiriron experiencia en bioloxía de micoplasmas e bioloxía sintética, o que permitiu que MSD manteña o seu liderado no mercado de vacinas.
- O INRA aumentou as súas colaboracións cos principais laboratorios europeos e empresas do sector da sanidade animal. Ademais, adquiriron unha maior conciencia sobre os temas sociais grazas á UCPH e Biofaction.
- WUR coñeceu as interaccións hóspede-microbio e reforzou a súa posición nos sectores agroalimentario e sanitario.
- O 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 as 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 realizar 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.).
- FUNDACIO CENTRE DE REGULACIO GENOMICA (CRG-CERCA)