Ir o contido principal

Proxecto Paragone H2020: PARAGONE: Vacinas contra parasitos animais

  • Tipo Proxecto
  • Estado Cheo
  • Execución 2015 -2019
  • Orzamento asignado 8.998.559,75 €
  • Ámbito Europeo
  • Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
  • Páxina web do proxecto Proyecto Paragone
Descrición

As infeccións por helmintos e ectoparasíticos en ruminantes e aves de curral teñen un enorme impacto na eficiencia biolóxica destas fontes vitais de alimento. O uso indiscriminado de fármacos antiparasitarios xerou resistencia aos medicamentos en todo o mundo. A principal alternativa á escaseza de fármacos antiparasitarios son as vacinas. O proxecto PARAGONE aproveitará os achados de proxectos anteriores financiados pola UE e outros proxectos sobre o desenvolvemento de vacinas contra parasitos para avanzar na comercialización de varios prototipos prometedores. Socios de Europa, China, Uruguai, pemes e a industria farmacéutica promoverán directamente prototipos contra helmintos en ruminantes Fasciola hepatica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta e Haemonchus contortus, así como contra os ácaros ectoparasitos Psoroptes ovis (ruminantes) e Dermanyssus gallinae (aves de curral).

Empregaranse novos adxuvantes ou sistemas de administración para maximizar a eficacia dalgúns dos prototipos. Ademais, os estudos de inmunoloxía centraranse en patóxenos que previamente demostraron ser problemáticos, a miúdo porque liberan moléculas inmunosupresoras que deben ser superadas para que as vacinas funcionen ou porque as vacinas recombinantes non conseguiron obter a protección observada cos prototipos nativos. Empregaranse tecnoloxías de vangarda para interrogar as interaccións hóspede/parasito co fin de definir as sinaturas clave de protección que se poidan empregar para informar os sistemas de administración que mellorarán a inmunidade, mentres que estudos adicionais definirán o polimorfismo nas vacinas candidatas actuais para garantir que os prototipos derivados sexan axeitados para o seu propósito en todas as escalas xeográficas.

A clave para isto é a participación dos científicos coa industria farmacéutica e outras partes interesadas (agricultores, veterinarios, reguladores) a través de diversas actividades de divulgación que se utilizarán para recompilar comentarios sobre a mellor forma de implementar as vacinas no campo. O resultado serán polo menos dous prototipos que chegaron ao punto de ser adoptados pola industria farmacéutica, o goberno ou axencias filantrópicas, e un camiño claro cara á comercialización para todos os prototipos estudados.

Descrición das actividades

A investigación levou ao desenvolvemento das vacinas e ferramentas inmunolóxicas mencionadas anteriormente. Estas actividades contaron co apoio de obxectivos de demostración liderados por socios comerciais. Os socios académicos cumpriron coa súa obriga de publicar os seus achados e actualizaron o sitio web do proxecto. Os científicos que estaban a comezar a súa carreira tiveron a oportunidade de participar en visitas e obradoiros interlaboratorios (secuenciación de nova xeración, ferramentas inmunolóxicas, vacinoloxía veterinaria). Numerosas actividades de divulgación aseguraron que o proxecto acadase o seu potencial de impacto; Simposios presenciais con partes interesadas e unha enquisa internacional en liña revelaron as perspectivas de futuro das vacinas antiparasitarias.

As vacinas comezaron en varias etapas do proceso de desenvolvemento; De máis avanzada a menos avanzada, estas foron vacinas contra *T. circumcincta*, *O. ostertagi*, *C. oncophora*, *F. hepatica*, *P. ovis* e o ácaro vermello das aves de curral. Vinculados aos ensaios que probaban combinacións de antíxenos, realizáronse estudos sobre formulacións de vacinas deseñadas para promover respostas protectoras. Este traballo estivo ligado á definición de respostas antiparasitarias protectoras para que as vacinas puidesen deseñarse para que fosen eficaces en todas as poboacións. Para O. ostertagi e C. oncophora, os estudos e ensaios inmunolóxicos demostraron que a conformación do antíxeno é clave para inducir a protección usando antíxenos ASP. Demostrouse que unha ASP nativa de C. oncophora protexe de forma cruzada o gando contra outro illamento e outras Cooperia spp. pero non protexía as ovellas contra C. curticei. A formulación dun ASP recombinante de Ostertagia coa nova formulación adxuvante SME XStalbio con MAMP modulou as respostas a un fenotipo desexado, pero non induciu protección. Un ensaio de campo con ASP autóctona de Ostertagia, que inducira inmunidade en ensaios de corral, non xerou protección contra a infección pola herba. Un estudo probou unha ASP recombinante, purificada con tiol do mesmo xeito que a ASP nativa protectora, pero non produciu unha vacina protectora.

O traballo en *T. circumcincta* tiña como obxectivo simplificar unha vacina recombinante que demostrou inducir protección. Aquí, 8 antíxenos foron coexpresados con éxito en 3 sistemas. A versión coexpresada non induciu inmunidade en cordeiros. A formulación adxuvante de XStalbio con MAMP foi probada para examinar se as respostas podían mellorar mediante a coadministración. A incorporación conservou a antixenicidade pero non mellorou as respostas desexadas. As probas en corrales en razas canarias que mostraron diferente resistencia aos vermes mostraron que en ovellas "resistentes" de 6 meses de idade, a resistencia aumentou coa vacinación. En cordeiros "susceptibles", a vacinación tivo un efecto negativo no desenvolvemento de vermes. Observouse un efecto similar en ovellas "resistentes" de 3 meses de idade. As secuencias codificantes de antíxenos en vermes de diferentes rexións mostraron baixa diversidade en 7/8 proteínas. Un prototipo de 2 proteínas induciu unha protección similar ao rango do prototipo de 8 proteínas.

Esta vacina de 2 proteínas foi probada de novo nun estudo que analizou o efecto da dose; Aínda que os individuos vacinados presentaban parámetros parasitolóxicos máis baixos que os controis, as diferenzas non foron significativas. A modelización matemática, empregando datos previos sobre a vacina de 8 proteínas, mostrou que os niveis de eficacia acadados previamente poderían ter un efecto substancial na contaminación posterior se a vacina se administraba a ovellas e cordeiros. Demostrouse previamente que os antíxenos recombinantes de F. hepatica proporcionan unha protección variable; Os socios probaron estas combinacións para examinar se isto xeraría unha protección consistente. Observouse unha protección significativa nun ensaio con ovellas empregando 4 antíxenos + montanida; Isto non era repetible. Dous ensaios en gando vacún cos 4 antíxenos resultaron infrutuosos. As secuencias de antíxenos en vermes de diferentes rexións mostraron baixa diversidade en todas agás nunha. Probouse a incorporación de MAMP na formulación adxuvante de XStalbio para examinar se as respostas poderían mellorar mediante a coadministración. A antixenicidade mantívose, especialmente con MAMP. As respostas foron dependentes do adxuvante, pero non se obtivo protección cando se expuxo ás ovellas. Probáronse antíxenos adicionais, pero estes non proporcionaron protección nas ovellas.

O traballo sobre correlatos de protección mostrou un papel para a IgG2. A análise de epítopos indicou un recoñecemento selectivo da catepsina L en gando protexido. A análise de ARN a grande escala revelou que as vías de evasión inmunitaria estaban significativamente alteradas na infección por trematodes, e un ensaio en cortellos de ovellas mostrou inmunomodulación nas primeiras etapas da infección. Estes resultados da inmunomodulación empregaranse agora para fundamentar o desenvolvemento da vacina contra F. hepatica. O traballo nun prototipo bovino de P. ovis incluíu un ensaio con recombinantes que anteriormente protexían as ovellas. Aínda que inicialmente se observaron diferenzas no tamaño das lesións, en xeral non se observaron diferenzas significativas.

Os estudos de ARN informaron os mecanismos inmunitarios. Comparáronse os sistemas de administración de antíxenos (montánidos, ADN e Eimeria transxénica) para unha vacina de catepsina contra o ácaro vermello aviario. O ADN e a Eimeria mostraron respostas de anticorpos insignificantes, pero a combinación antíxeno+montanida produciu respostas prolongadas. As galiñas foron vacinadas con catepsina+montanida e observouse un efecto nos ácaros que se alimentaban do sangue das aves vacinadas. PARAGONE xerou as moi necesarias matrices de citocinas ovinas. Xunto cos perfís dos produtos obxectivo e as revisións técnicas de cada vacina, desenvolveuse un plan de comercialización para estas ferramentas en colaboración coa peme Immunotools.

Descrición contextual

O proxecto PARAGONE, financiado pola UE no marco do programa Horizonte 2020, abordou os parasitos multicelulares, importantes patóxenos do gando. Estes afectan significativamente a produción de ruminantes e aves de curral, especialmente en sistemas intensivos.

Actualmente, o control depende da redución do número de antiparasitarios eficaces, e a resistencia aos fármacos entre os parasitos obxectivo supón unha ameaza para o control sostible. PARAGONE xerou ferramentas (vacinas e recursos de monitorización da inmunidade) e coñecementos para proporcionar solucións para o control a longo prazo. O proxecto tamén formou a numerosos científicos en idade de carreira, expertos nas abordaxes interdisciplinarias necesarias para garantir que a comunidade científica mundial estea preparada para abordar estes patóxenos difíciles de controlar unha vez que conclúa o proxecto.

Os asociados académicos estreitaron os lazos cos socios da industria da saúde animal para implementar programas de desenvolvemento dirixidos a vacinas contra parasitos seleccionados polo seu impacto global: Fasciola hepatica, Ostertagia ostertagi, Cooperia oncophora, Teladorsagia circumcincta, Psoroptes ovis e Dermanyssus gallinae. O desenvolvemento de vacinas eficaces contra estes organismos complexos representa un reto importante.

O proxecto fixo un progreso substancial cara a este obxectivo mediante a adquisición e o aproveitamento do coñecemento sobre a bioloxía dos parasitos e as interaccións hóspede-parasito. Probáronse candidatos a vacinas líderes/novosos, xunto con estudos para abordar a variabilidade na resposta, o que proporcionou información clave sobre os factores de protección que servirán de base para futuros estudos. Estes logros víronse respaldados por intensas actividades de formación, divulgación e comunicación.

Obxectivos

As infeccións por helmintos e ectoparasíticos de ruminantes e aves de curral teñen un enorme impacto na eficiencia biolóxica destas fontes vitais de alimento. O uso indiscriminado de antiparasitarios levou á resistencia aos fármacos en todo o mundo.

A principal alternativa á minguante subministración de fármacos antiparasitarios son as vacinas. Neste caso, o proxecto PARAGONE aproveitará os resultados de proxectos anteriores financiados pola UE e doutros tipos sobre o desenvolvemento de vacinas contra parasitos para levar varios prototipos prometedores á comercialización. Socios de Europa, China, Uruguai, pemes e empresas farmacéuticas desenvolverán directamente prototipos contra os helmintos ruminantes Fasciola hepatica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta e Haemonchus contortus e os ácaros ectoparasitos Psoroptes ovis (ruminantes) e Dermanyssus gallinae (aves de curral). Empregarán novos adxuvantes ou sistemas de administración para maximizar a eficacia dalgúns dos prototipos.

Ademais, os estudos de inmunoloxía centraranse en patóxenos que previamente demostraron ser problemáticos, a miúdo porque liberan moléculas inmunosupresoras que deben ser superadas para que as vacinas funcionen ou porque as vacinas recombinantes non conseguiron obter a protección observada cos prototipos nativos. Empregaranse tecnoloxías de última xeración para interrogar as interaccións hóspede/parasito co fin de definir as sinaturas clave de protección que se poidan empregar para informar os sistemas de administración que mellorarán a inmunidade, mentres que estudos adicionais definirán o polimorfismo nas vacinas candidatas actuais para garantir que os prototipos derivados sexan axeitados para o seu propósito en todas as escalas xeográficas.

É esencial involucrar aos científicos coas empresas farmacéuticas e outras partes interesadas (agricultores, veterinarios, reguladores) a través de numerosas actividades de divulgación que se utilizarán para recompilar comentarios sobre a mellor forma de implementar as vacinas no campo. O resultado serán polo menos dous prototipos listos para ser adoptados por axencias farmacéuticas, gobernamentais ou filantrópicas, e un camiño claro cara á comercialización para todos os prototipos estudados.

Resultados

A medida que os parasitos do gando desenvolven resistencia aos fármacos en todo o mundo, científicos financiados pola UE están a traballar en novas vacinas e a mellorar os sistemas de administración de vacinas contra parasitos economicamente importantes. As vacinas son unha alternativa máis segura e respectuosa co medio ambiente aos medicamentos para o control de enfermidades, xa que non deixan residuos nin xeran resistencia parasitaria. Non obstante, os parasitos multicelulares son organismos complexos en comparación cos virus e as bacterias, polo que o desenvolvemento de vacinas contra eles non é doado. «Os parasitos evolucionaron cos seus hóspedes durante millóns de anos e empregaron todo tipo de trucos para vivir dentro ou sobre outros animais sen seren detectados polo sistema inmunitario, o que os fai difíciles de detectar», afirma Al Nisbet, científico principal do proxecto Paragone, financiado pola UE, e xefe de vacinas no Moredun Research Institute do Reino Unido, que coordinou o proxecto.

O equipo de Paragone traballou con seis prototipos de vacinas existentes que se mostraron prometedores contra os parasitos máis prevalentes no gando, incluíndo ovellas, gando vacún e aves de curral. Simplificación da vacina contra o verme marrón do estómago das ovellas O equipo avanzou cunha vacina contra o verme marrón do estómago (Teladorsagia circumcincta) en ovellas, comezando cun prototipo de vacina con oito compoñentes diferentes. «Seis das proteínas recombinantes producíronse en bacterias e dúas en lévedos, e logo formuláronse conxuntamente para crear a vacina; polo tanto, aínda que foi un prototipo eficaz, a súa produción comercial foi complexa e custosa», di Nisbet. Identificáronse as proteínas máis relevantes para a protección contra o parasito. «Ao final do proxecto, puidemos probar unha vacina con só dous compoñentes e xerar un modelo matemático para predicir resultados prácticos para varios niveis de eficacia da vacina», di Nisbet, engadindo que é necesario traballar máis antes de que poida ser adoptada por un fabricante comercial.

Enfoques alternativos coas vacinas actuais Os ensaios que avalían prototipos de vacinas contra a trematode hepática (Fasciola hepatica) demostraron o potencial de empregar enfoques alternativos coas vacinas actuais, así como proporcionaron información valiosa sobre como o parasito evade o sistema inmunitario. Traballos anteriores demostraran que certas proteínas da trematode que estimulan ou suprimen o sistema inmunitario proporcionaban protección como as vacinas dunha soa proteína, pero as vacinas de proteínas combinadas non. Unha vacina contra o ácaro da sarna ovina (Psoroptes ovis) demostrou bos niveis de protección nas ovellas.

Non obstante, no gando vacún, onde o mesmo parasito pode causar sarna psoróptica, non foi prometedor. Outras dúas vacinas contra vermes gastrointestinais, *Ostertagia ostertagi* e *Cooperia spp.*, mostraron altos niveis de protección cruzada entre diferentes especies de *Cooperia* en gando vacinado cunha vacina "nativa", mentres que unha versión recombinante, que sería necesaria para o uso comercial, non ofreceu protección. Observouse unha situación semellante nun prototipo de vacina contra a Ostertagia ostertagi, o que indica a necesidade de seguir investigando os motivos destas diferenzas.

Sistemas de administración mellorados Desenvolveuse un sistema de administración máis eficaz para unha vacina contra o ácaro vermello (Dermanyssus gallinae) que xeraría respostas inmunitarias eficaces e duradeiras nas galiñas. «Os produtores non poden seguir sacando as galiñas da casa para vacinalas. Queren vacinalas a unha idade temperá e garantir que a inmunidade dure durante todo o ciclo de posta», di Tom McNeilly, xefe de control de enfermidades de Moredun. Probáronse tres sistemas diferentes de administración adxuvante para a vacina prototipo, o que resultou nun "claro gañador" baseado nun novo adxuvante, di McNeilly. Do mesmo xeito que o proxecto SAPHIR, financiado pola UE, que desenvolveu vacinas para o gando para reducir o uso de antibióticos, Paragone fixo grandes avances na ciencia fundamental, incluíndo a caracterización da resposta inmunitaria ás vacinas e as formas de estimular as respostas inmunitarias aos antíxenos das vacinas, o que resulta útil máis alá das vacinas parasitarias.

Información adicional

Unha estreita relación entre os socios académicos e os da industria da saúde animal garantiu que as innovacións resultantes da investigación estivesen aliñadas coas aspiracións de produtos comercializables. Os socios cumpriron os seguintes requisitos para cada prototipo: perfil do produto obxectivo, probabilidade de éxito regulatorio e técnico/informes de revisión técnica e un plan de comercialización para ferramentas inmunolóxicas. O equipo realizou unha enquisa internacional para orientar o deseño de vacinas e celebrou reunións coas partes interesadas para debater como se poderían usar as vacinas nas granxas.

Os progresos exemplificouse con novos datos sobre unha vacina de dúas proteínas, información clave sobre os mecanismos de protección das ASP de nematodos e coñecementos sobre o recoñecemento de epítopos dun candidato a F. hepatica. Unha ampla formación de posgrao garantiu medidas sólidas de sustentabilidade.

Coordinadores
  • MOREDUN RESEARCH INSTITUTE (MRI)