Proxecto PIGS H2020: Programa innovador de prevención global de Streptococcus suis.
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2017 -2022
- Orzamento asignado 4.998.103,75 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto Proyecto PIGSs
O Streptococcus suis é unha enfermidade porcina endémica que causa perdas económicas significativas para a industria de produción porcina en todos os países onde se crían porcos a grande escala. Nalgúns países, S. suis é a principal causa de mortalidade e morbilidade en porcos novos e a razón máis común para prescribir antibióticos aminopenicilina como medida preventiva. S. suis tamén é un patóxeno zoonótico dos humanos e as infeccións notificadas en todo o mundo aumentaron significativamente nos últimos anos. Dentro de S. suis existen moitos tipos diferentes (serotipos, xenotipos, patotipos) que causan problemas no desenvolvemento de estratexias de control dirixidas a todos os tipos. O portador asintomático en porcos adultos é común e, xunto coa falta de coñecemento sobre as interaccións hóspede-patóxeno-ambiente, é a principal razón do fracaso no control da natureza endémica deste patóxeno.
Os resultados do proxecto terán un impacto na comprensión das interaccións hóspede-patóxeno-ambiente nas infeccións por S. suis mediante a secuenciación do xenoma de 1200-1500 illamentos de S. suis de áreas xeográficas representativas dos principais países produtores de carne de porco e a realización de estudos de asociación a nivel xenómico con enfermidades invasivas e portadores asintomáticos. Desenvolveranse e probaranse novos métodos de diagnóstico para a monitorización global do risco de infección en granxas de estudo. Os estudos epidemiolóxicos determinarán os factores de risco da enfermidade invasiva por S. suis, incluído o papel das coinfeccións, e por primeira vez avaliarán adecuadamente a dinámica da enfermidade nunha explotación representativa. Aumentaremos a nosa comprensión dos mecanismos de virulencia implicados na patoxénese, incluíndo as interaccións de S. suis co sistema inmunitario innato. Os resultados do proxecto reforzarán a base de evidencias para as estratexias de prevención e control mediante a proba de novos antíxenos vacinais conservados en porcos e estratexias de prevención baseadas na manipulación da microbiota e na estimulación e maduración do sistema inmunitario innato.
O obxectivo principal do proxecto PIGSs é aumentar a nosa comprensión das interaccións hóspede-patóxeno-ambiente nas infeccións por S. suis en porcos, fortalecendo así a base de evidencias para novas innovacións e estratexias eficaces de prevención e control. Este obxectivo xeral (anteriormente mencionado) divídese nos seguintes obxectivos específicos que se levarán a cabo durante o proxecto:
- O obxectivo 1 é aumentar a comprensión da patoxénese de S. suis mediante a caracterización do papel dos factores de virulencia parcialmente caracterizados ou non caracterizados na patoxénese (cubertos polos WP1 e WP2).
- O obxectivo 2 é atopar solucións microbianas para reducir o risco de enfermidades invasivas por S. suis e apoiar a fisioloxía intestinal durante o destete estudando a interacción da microbiota co sistema inmunitario innato do porco e o antagonismo de S. suis por comensais específicos in vivo (cuberto polo WP3).
- O obxectivo 3 é dilucidar como a coinfección coa gripe e o virus da síndrome reprodutiva e respiratoria porcina (PRRSV) con S. suis contribúe ao fracaso da enfermidade e da intervención (cuberto polo WP4).
- O obxectivo 4 é determinar os principais factores de risco (ademais da virulencia da cepa de S. suis) implicados no desenvolvemento da enfermidade clínica causada por S. suis e determinar o impacto da enfermidade nos leitóns (cuberto polo WP5).
- O obxectivo 5 é identificar e desenvolver (1) novos métodos de diagnóstico para a identificación de cepas de S. suis causantes de enfermidades e (2) estratexias preventivas que inhiban o crecemento de S. suis (cubertos polos WP3 e WP6).
- O obxectivo 6 é promover o impacto sostible dos resultados do proxecto PIGS e contribuír a unha sociedade con máis coñecementos científicos a través da participación pública e a comunicación da investigación e as innovacións de PIGS máis alá da súa propia comunidade (cuberto polo WP8).
Os resultados do proxecto terán un impacto na comprensión das interaccións hóspede-patóxeno-ambiente nas infeccións por S. suis mediante a secuenciación dunha gran colección de illamentos de S. suis de áreas xeográficas representativas dos principais países produtores de carne de porco e a realización de estudos de asociación a nivel xenómico con enfermidades invasivas e portadores asintomáticos. Desenvolvéronse novos métodos de diagnóstico para a monitorización global do risco de infección e probáronse en granxas de estudo. Os estudos epidemiolóxicos determinaron os factores de risco da enfermidade invasiva por S. suis, incluído o papel das coinfeccións, e por primeira vez avaliaron adecuadamente a dinámica da enfermidade nunha explotación representativa. Tamén melloramos a nosa comprensión dos mecanismos de virulencia implicados na patoxénese, incluídas as interaccións de S. suis co sistema inmunitario innato.
Os resultados do proxecto reforzaron a base de evidencias para as estratexias de prevención e control mediante a proba de novos antíxenos vacinais conservados en porcos e a implementación de estratexias de prevención baseadas na manipulación da microbiota e na estimulación e maduración do sistema inmunitario innato. Durante o período 3 do proxecto, continuaron todos os paquetes de traballo e completáronse todas as tarefas, a pesar dos atrasos significativos causados pola pandemia da COVID-19.
Os problemas que aborda o PIGS (Programa para a Prevención da Innovación Global de Streptococcus suis) son as significativas perdas económicas sufridas pola industria porcina mundial e a carga para a saúde animal causada polas infeccións coa bacteria Streptococcus suis. Este patóxeno pode causar enfermidades invasivas nos porcos, con síntomas como sepsis aguda, meninxite, endocardite, pneumonía e artrite. Case o 100 % das granxas de porcos de todo o mundo teñen animais portadores. Que S. suis cause enfermidades nos porcos depende de factores patóxenos, factores do hóspede, factores ambientais e as súas interaccións. Depende da composición xenética do patóxeno microbiano, así como da susceptibilidade do hóspede, que pode verse influenciada pola coinfección, a idade, a inmunidade, a microbiota etc. Ademais, factores ambientais como o estrés e os factores de hixiene poden influír na interacción alterando o hóspede, a microbiota ou o "comportamento" (referíndose a un estado de portador comensal neutro ou virulento) do patóxeno.
Este coñecemento empregarase para desenvolver innovacións na prevención de enfermidades mediante a vacinación, a promoción da resistencia á colonización por S. suis e a estimulación da inmunidade innata nos leitóns novos. Ademais, o coñecemento xerado levará ao desenvolvemento de marcadores de diagnóstico para cepas patóxenas, o que permitirá, por primeira vez, estudar a dinámica das infeccións nas explotacións agrícolas e identificar factores de risco nas prácticas gandeiras, así como estratexias para previr ou controlar os brotes de enfermidades. Un obxectivo principal do proxecto PIGSs é profundar na nosa comprensión das interaccións hóspede-patóxeno-ambiente nas infeccións por S. suis en porcos, fortalecendo así a base de evidencias para novas innovacións e estratexias eficaces de prevención e control.
O Streptococcus suis é unha enfermidade porcina endémica que causa perdas económicas significativas para a industria de produción porcina en todos os países onde se crían porcos a grande escala. Nalgúns países, S. suis é a principal causa de mortalidade e morbilidade en porcos novos e a razón máis común para prescribir antibióticos aminopenicilina como medida preventiva. S. suis tamén é un patóxeno zoonótico dos humanos e as infeccións notificadas en todo o mundo aumentaron significativamente nos últimos anos. Dentro de S. suis existen moitos tipos diferentes (serotipos, xenotipos, patotipos) que causan problemas no desenvolvemento de estratexias de control dirixidas a todos os tipos.
O portador asintomático en porcos adultos é común e, xunto coa falta de coñecemento sobre as interaccións hóspede-patóxeno-ambiente, é a principal razón pola que a natureza endémica deste patóxeno permanece descontrolada. Os resultados do proxecto terán un impacto na comprensión das interaccións hóspede-patóxeno-ambiente nas infeccións por S. suis mediante a secuenciación do xenoma de 1200-1500 illamentos de S. suis de áreas xeográficas representativas dos principais países produtores de carne de porco e estudos de asociación a nivel xenómico con enfermidades invasivas e portadores asintomáticos.
Desenvolveranse novos métodos de diagnóstico para a vixilancia global do risco de infección e probaranse en granxas de casos. Os estudos epidemiolóxicos determinarán os factores de risco da enfermidade invasiva por S. suis, incluído o papel das coinfeccións, e por primeira vez avaliarán adecuadamente a dinámica da enfermidade nunha explotación representativa. Aumentaremos a nosa comprensión dos mecanismos de virulencia implicados na patoxénese, incluíndo as interaccións de S. suis co sistema inmunitario innato. Os resultados do proxecto reforzarán a base empírica das estratexias de prevención e control mediante as probas de novos antíxenos vacinais conservados en porcos e estratexias de prevención baseadas na manipulación da microbiota e na estimulación e maduración do sistema inmunitario innato.
Case todas as granxas de porcos do mundo conteñen cepas patóxenas de Streptococcus suis, que tamén poden infectar os humanos. Estanse a desenvolver ferramentas de vixilancia e prevención moi necesarias. O Streptococcus suis (S. suis) é un patóxeno bacteriano que causa afeccións como sepsis aguda, meninxite, endocardite e pneumonía en porcos novos. Tamén se asocia frecuentemente co complexo da síndrome respiratoria porcina, unha das principais causas de mortalidade porcina. Ademais, do mesmo xeito que o coronavirus 2 da síndrome respiratoria aguda grave (SARS-CoV-2), que causa a COVID-19, o *S. suis* é zoonótico, un dos moitos patóxenos que se poden transmitir dos animais aos humanos. O proxecto PIGSs, financiado pola UE, está a mellorar a nosa comprensión da patoxenicidade de S. suis, o que permite o desenvolvemento de vacinas e ferramentas de vixilancia esenciais. Streptococcus suis e o enigma dos antibióticos Os brotes de infección por S. suis patóxenos son moi comúns. Os estudos realizados con porcos mostraron que entre o 3,3 % e o 4 % dos animais das granxas europeas afectadas tiñan unha enfermidade invasiva por S. suis. Isto cústalle millóns á industria, sen esquecer os custos económicos das enfermidades humanas. Un estudo recente realizado no sueste asiático, onde os casos son máis altos, informou de que os custos económicos das enfermidades humanas ascenden a millóns de euros anuais debido aos custos sanitarios directos e indirectos e á perda de produtividade. Ata a data, non existe ningunha vacina de protección cruzada autorizada en Europa. Segundo Jerry Wells, coordinador do proxecto na Universidade e Investigación de Wageningen nos Países Baixos, «a falta de métodos de vixilancia e vacinas eficaces levou a unha prevención inadecuada e a unha dependencia global do uso xeneralizado de antibióticos».
Isto leva a un aumento da resistencia aos antibióticos, que pode estenderse a outros patóxenos que infectan animais e humanos, e a un aumento da presenza de antibióticos nos alimentos para o consumo humano. Aproveitando a reacción en cadea da polimerase e as ferramentas bioinformáticas Desentrañar os mecanismos da enfermidade de S. suis é un reto. Só un subconxunto de cepas está asociado con enfermidades que causan morbilidade e mortalidade graves. Usando unha colección global de arredor de 2.000 cepas patóxenas e non patóxenas, o PIGS identificou xenes que estaban altamente conservados nas cepas patóxenas pero ausentes no resto.
Estes marcadores empregáronse para desenvolver ensaios cuantitativos de reacción en cadea da polimerase (PCR) que amplifican rapidamente pequenos fragmentos de ADN en millóns de copias. "Os ensaios de PCR pódense empregar para a vixilancia de illamentos de patóxenos nas granxas", explica Wells. Isto tamén permitirá estratexias de prevención e tratamento específicas, por exemplo, para as porcas que transmiten cepas patóxenas ás súas crías. Finalmente, o equipo empregou ferramentas bioinformáticas para detectar antíxenos conservados (secuencias de proteínas conservadas en todas as cepas patóxenas de S. suis) e obter respostas protectoras de anticorpos nos porcos. O equipo está a avaliar actualmente a mellor maneira de mellorar esta resposta e a desenvolver ensaios para avaliar a protección inducida por estas vacinas en futuros ensaios.
Mecanismos, factores de risco e vacinas Pode que o proxecto PIGS estea chegando ao seu fin, pero espérase que xurda moita máis información dos experimentos e análises en curso. O equipo está a dilucidar actualmente os mecanismos de supervivencia ou transmisión das cepas patóxenas. Ademais, Wells sinala que «aínda está en marcha un amplo estudo epidemiolóxico, a partir do cal esperamos obter máis información sobre os factores que aumentan o risco de contraer a enfermidade de S. suis en diferentes granxas». O noso ensaio vacinal en curso en leitóns podería ser revolucionario, ao revelar novas estratexias de vacinación para leitóns novos. As PIGS melloraron considerablemente a comprensión das interaccións entre o hóspede, o patóxeno e o ambiente de S. suis. Isto apoiará o desenvolvemento de vacinas e estratexias de control máis eficaces, así como a vixilancia a grande escala na granxa, para reducir ou eliminar a enfermidade».
O control de S. suis nos rabaños de porcos xeralmente vese dificultado pola falta de vacinas que protexan contra múltiples serotipos e cepas. Isto débese á alta variabilidade xenotípica, fenotípica e xeográfica que existe entre cepas, entre serotipos e dentro deles. Unha das nosas ambicións é desenvolver unha vacina global de subunidades proteicas con protección cruzada mediante o uso de GWAS para seleccionar antíxenos candidatos conservados en illamentos de patóxenos. Esta innovadora abordaxe, que combina a vacinoloxía porcina en grandes grupos e a vacinoloxía inversa, só será posible grazas á nosa ambición de secuenciar unha gran colección global de illamentos das principais rexións produtoras de carne de porco do mundo.
A segunda ambición é desenvolver innovacións no diagnóstico de cepas patóxenas de S. suis baseadas en GWAS. Esta idea orixinal superará a incapacidade de distinguir entre cepas virulentas patóxenas e cepas non virulentas. Abordar este problema permitirá, por primeira vez, o uso de diagnósticos para guiar a metafilaxe de antibióticos e a vacinación para controlar os brotes de S. suis.
Isto aumenta a eficiencia e contribúe a reducir o uso de antibióticos na cría de porcos. A longo prazo, o proxecto PIGSs espera contribuír a unha redución substancial da enfermidade de S. suis nos porcos e, en consecuencia, á saúde e ao benestar dos animais.
- WAGENINGEN UNIVERSITY (WU)
Proxectos relacionados
