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Proyecto H2020 Paragone: PARAGONE: vacunas contra parásitos animales

  • Tipo Proyecto
  • Status Completado
  • Ejecución 2015 -2019
  • Presupuesto asignado 8.998.559,75 €
  • Alcance Europeo
  • Principal fuente de financiación H2020
  • Sitio web del proyecto Proyecto Paragone
Descripción
Las infecciones por helmintos y ectoparásitos en rumiantes y aves de corral tienen un enorme impacto en la eficiencia biológica de estas fuentes vitales de alimento. El uso indiscriminado de antiparasitarios ha generado resistencia a los fármacos en todo el mundo. La principal alternativa a la escasez de antiparasitarios son las vacunas. En el proyecto PARAGONE, se aprovecharán los hallazgos de proyectos previos financiados por la UE y otros organismos sobre el desarrollo de vacunas antiparasitarias para impulsar la comercialización de varios prototipos prometedores. Socios de Europa, China, Uruguay, pymes y la industria farmacéutica impulsarán directamente prototipos contra los helmintos en rumiantes Fasciola hepatica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta y Haemonchus contortus, así como contra los ácaros ectoparásitos Psoroptes ovis (rumiantes) y Dermanyssus gallinae (aves de corral). Se utilizarán nuevos adyuvantes o sistemas de administración para maximizar la eficacia de algunos de los prototipos. Además, los estudios de inmunología se centrarán en patógenos que previamente han resultado problemáticos, a menudo porque liberan moléculas inmunosupresoras que deben ser superadas para que las vacunas funcionen o porque las vacunas recombinantes no han logrado obtener la protección observada con prototipos nativos. Se utilizarán tecnologías de vanguardia para interrogar las interacciones huésped/parásito con el fin de definir firmas clave de protección que puedan usarse para informar los sistemas de administración que mejorarán la inmunidad, mientras que otros estudios definirán el polimorfismo en las vacunas candidatas actuales para garantizar que los prototipos derivados sean adecuados para su propósito en todas las escalas geográficas. Fundamental es la participación de los científicos con la industria farmacéutica y otras partes interesadas (agricultores, veterinarios, reguladores) a través de diversas actividades de difusión que se utilizarán para obtener retroalimentación sobre cómo se pueden implementar mejor las vacunas en el campo. El resultado serán al menos dos prototipos hasta el punto de adopción por parte de la industria farmacéutica, el gobierno o las agencias filantrópicas, y una vía clara hacia la comercialización para todos los prototipos estudiados.
Descripción de actividades
La investigación impulsó el desarrollo de vacunas y herramientas inmunológicas, mencionadas inicialmente. Estas actividades contaron con el apoyo de objetivos de demostración liderados por socios comerciales. Los socios académicos cumplieron con su obligación de publicar sus hallazgos y actualizaron el sitio web del proyecto. Los científicos en sus inicios profesionales tuvieron la oportunidad de participar en visitas y talleres interlaboratorios (Secuenciación de Próxima Generación, Herramientas Inmunológicas, Vaccinología Veterinaria). Numerosas actividades de divulgación aseguraron que el proyecto alcanzara su potencial de impacto; simposios presenciales con las partes interesadas y una encuesta internacional en línea dieron a conocer las perspectivas futuras de las vacunas antiparasitarias. Las vacunas comenzaron en varias etapas en el camino del desarrollo; desde la más avanzada hasta la menos avanzada, estas fueron vacunas contra T. circumcincta, O. ostertagi, C. oncophora, F. hepatica, P. ovis, ácaro rojo de las aves de corral. Vinculado a ensayos que probaron combinaciones de antígenos, fueron estudios sobre la formulación de vacunas diseñadas para promover respuestas protectoras. Este trabajo estaba vinculado a la definición de respuestas protectoras antiparasitarias para que las vacunas pudieran diseñarse para ser efectivas en todas las poblaciones. Para O. ostertagi y C. oncophora, estudios y ensayos inmunológicos demostraron que la conformación del antígeno es clave en la inducción de protección usando antígenos ASP. Se demostró que un ASP nativo de C. oncophora protegía de forma cruzada al ganado contra otro aislado y otras Cooperia spp. pero no protegía a las ovejas contra C. curticei. La formulación de un ASP recombinante de Ostertagia con la novedosa formulación adyuvante de SME XStalbio con MAMP moduló las respuestas a un fenotipo deseado, pero no indujo protección. Un ensayo de campo con ASP nativa de Ostertagia, que había inducido inmunidad en ensayos en corrales, no generó protección contra el desafío de los pastos. Un estudio probó un ASP recombinante, purificado con tiol de la misma manera que el ASP nativo protector, pero esto no produjo una vacuna protectora. El trabajo en T. circumcincta tuvo como objetivo simplificar una vacuna recombinante que demostró inducir protección. Aquí, 8 antígenos se coexpresaron con éxito en 3 sistemas. La versión coexpresada no indujo inmunidad en corderos. La formulación adyuvante de XStalbio con MAMP se probó para examinar si las respuestas podrían mejorarse mediante la coadministración. La incorporación retuvo la antigenicidad pero no mejoró las respuestas deseadas. Los ensayos en corrales en razas canarias que mostraron diferente resistencia a los gusanos mostraron que en ovejas "resistentes" de 6 meses de edad, la resistencia se incrementó con la vacunación. En corderos "susceptibles", la vacunación tuvo un efecto negativo en el desarrollo de gusanos. Se observó un efecto similar en ovejas "resistentes" de 3 meses. Las secuencias que codifican antígenos en gusanos de diferentes regiones mostraron baja diversidad en 7/8 proteínas. Un prototipo de 2 proteínas indujo una protección similar al rango del prototipo de 8 proteínas. Esta vacuna de 2 proteínas se volvió a probar en un estudio que analizó el efecto de la dosis; aunque los vacunados tuvieron parámetros parasitológicos más bajos que los controles, las diferencias no fueron significativas. El modelado matemático, utilizando datos previos sobre la vacuna de 8 proteínas, mostró que los niveles de eficacia alcanzados previamente podrían tener un efecto sustancial en la contaminación posterior si la vacuna se administraba a ovejas y corderos. Anteriormente se había demostrado que los antígenos recombinantes de F. hepatica brindan una protección variable; los socios probaron estos combinados para examinar si esto generaría una protección consistente. Se observó una protección significativa en un ensayo con ovejas utilizando 4 antígenos + montanida; esto no fue repetible. Dos ensayos con ganado vacuno utilizando los 4 antígenos no tuvieron éxito. Las secuencias de antígenos en gusanos de diferentes regiones mostraron baja diversidad en todos menos uno.Se probó la incorporación de MAMP en la formulación adyuvante de XStalbio para examinar si las respuestas podían mejorarse mediante la administración conjunta. Se mantuvo la antigenicidad, particularmente con MAMP. Las respuestas fueron dependientes del adyuvante, pero no se obtuvo protección cuando se desafiaron las ovejas. Se probaron antígenos adicionales, pero estos no brindaron protección en las ovejas. El trabajo sobre correlatos de protección mostró un papel para IgG2. El análisis de epítopos indicó el reconocimiento selectivo de la catepsina L en el ganado protegido. El análisis de ARN a gran escala reveló que las vías de evasión inmunitaria cambiaron significativamente en la infección por duelas y un ensayo en corrales de ovejas mostró inmunomodulación en las primeras etapas de la infección. Estos resultados sobre inmunomodulación se utilizarán ahora para informar el desarrollo posterior de la vacuna contra F. hepatica. El trabajo sobre un prototipo bovino para P. ovis abarcó un ensayo con recombinantes que protegieron previamente a las ovejas. Aunque inicialmente se observaron diferencias en el tamaño de la lesión, no se observó ninguna diferencia significativa en general. Los estudios de ARN informaron los mecanismos inmunitarios. Se compararon los sistemas de administración de antígenos (montanida, ADN y Eimeria transgénica) para una vacuna de catepsina contra el ácaro rojo de las aves. El ADN y la Eimeria mostraron una respuesta de anticuerpos insignificante, pero la combinación antígeno+montanida produjo respuestas prolongadas. Se vacunaron gallinas con catepsina+montanida y se observó un efecto en los ácaros que se alimentaron de sangre de aves vacunadas. PARAGONE generó matrices de citocinas ovinas muy necesarias. Junto con los perfiles de producto objetivo y las revisiones técnicas de cada vacuna, se elaboró ??un plan de comercialización para estas herramientas en colaboración con la pyme Immunotools.
Descripción contextual
El proyecto PARAGONE, financiado por la UE en el marco del Horizonte 2020, abordó los parásitos multicelulares, importantes patógenos del ganado. Estos afectan significativamente la producción de rumiantes y aves de corral, especialmente en sistemas intensivos. Actualmente, el control depende de la reducción de la cantidad de antiparasitarios eficaces, y la farmacorresistencia de los parásitos objetivo representa una amenaza para el control sostenible. PARAGONE generó herramientas (vacunas y recursos para el monitoreo de la inmunidad) y conocimiento para brindar soluciones para el control a largo plazo. El proyecto también capacitó a numerosos científicos en sus inicios profesionales, expertos en los enfoques interdisciplinarios necesarios para garantizar que la comunidad científica global esté preparada para abordar estos patógenos difíciles de controlar una vez finalizado el proyecto. Los académicos asociados fortalecieron los vínculos con socios de la industria de la salud animal para implementar programas de desarrollo que aborden vacunas para parásitos seleccionados por su impacto global: Fasciola hepatica, Ostertagia ostertagi, Cooperia oncophora, Teladorsagia circumcincta, Psoroptes ovis y Dermanyssus gallinae. Desarrollar vacunas efectivas contra estos organismos complejos representa un gran desafío. El proyecto logró avances sustanciales en este objetivo mediante la obtención y el aprovechamiento de conocimientos sobre la biología de los parásitos y las interacciones huésped-parásito. Se probaron vacunas candidatas principales/nuevas, junto con estudios para abordar la variabilidad en la respuesta, lo que proporcionó información clave sobre los factores de protección que servirá de base para futuros estudios. Estos logros se vieron respaldados por sólidas actividades de capacitación, difusión y comunicación.
Objetivos
Las infecciones por helmintos y ectoparásitos de rumiantes y aves de corral tienen un enorme impacto en la eficiencia biológica de estas fuentes vitales de alimentos. El uso indiscriminado de antiparasitarios ha provocado resistencia a los medicamentos en todo el mundo. La principal alternativa a la menguante oferta de antiparasitarios son las vacunas. En este caso, en el proyecto PARAGONE, se aprovecharán los resultados de proyectos anteriores financiados por la UE y otros proyectos sobre el desarrollo de vacunas contra parásitos para llevar una serie de prototipos prometedores hacia la comercialización. Socios de Europa, China, Uruguay, pymes y empresas farmacéuticas desarrollarán directamente prototipos contra los helmintos de rumiantes Fasciola hepatica, Cooperia spp., Ostertagia ostertagi, Teladorsagia circumcincta y Haemonchus contortus y, los ácaros ectoparásitos Psoroptes ovis (rumiantes) y Dermanyssus gallinae (aves de corral). Utilizarán adyuvantes o sistemas de administración novedosos para maximizar la eficacia de algunos de los prototipos. Además, los estudios de inmunología se centrarán en patógenos que anteriormente han resultado problemáticos, a menudo porque liberan moléculas inmunosupresoras que deben superarse para que las vacunas funcionen o porque las vacunas recombinantes no han logrado provocar la protección observada con los prototipos nativos. Se utilizarán tecnologías de última generación para interrogar las interacciones huésped/parásito a fin de definir firmas clave de protección que puedan usarse para informar a los sistemas de administración que mejorarán la inmunidad, mientras que otros estudios definirán el polimorfismo en las vacunas candidatas actuales para garantizar que los prototipos derivados sean adecuados para su propósito en todas las escalas geográficas. Es fundamental la participación de los científicos con las farmacéuticas y otras partes interesadas (agricultores, veterinarios, reguladores) a través de muchas actividades de difusión que se utilizarán para obtener comentarios sobre cómo se pueden implementar mejor las vacunas en el campo. El resultado serán al menos dos prototipos hasta el punto de ser adoptados por agencias farmacéuticas, gubernamentales o filantrópicas, y un camino claro hacia la comercialización para todos los prototipos estudiados.
Resultados
A medida que los parásitos del ganado desarrollan resistencia a los medicamentos a nivel mundial, científicos financiados por la UE están trabajando en nuevas vacunas y mejorando los sistemas de administración de vacunas contra parásitos económicamente importantes. Las vacunas son una alternativa más segura y respetuosa con el medio ambiente que los medicamentos para el control de enfermedades, ya que no dejan residuos ni generan resistencia parasitaria. Sin embargo, los parásitos multicelulares son organismos complejos en comparación con los virus y las bacterias, por lo que desarrollar vacunas contra ellos no es fácil. «Los parásitos han evolucionado con sus huéspedes durante millones de años y han utilizado todo tipo de artimañas para vivir dentro o sobre otros animales sin ser detectados por el sistema inmunitario, lo que dificulta su detección», afirma Al Nisbet, científico principal del proyecto Paragone, financiado por la UE y jefe de vacunas del Instituto de Investigación Moredun del Reino Unido, que coordinó el proyecto. El equipo de Paragone trabajó en seis prototipos de vacunas existentes que resultaron prometedores contra los parásitos más prevalentes en el ganado, como las ovejas, el ganado vacuno y las aves de corral. Simplificando la vacuna contra el gusano ovino El equipo avanzó con una vacuna contra el gusano pardo del estómago (Teladorsagia circumcincta) en ovejas, comenzando con un prototipo de vacuna con ocho componentes diferentes. "Seis de las proteínas recombinantes se produjeron en bacterias y dos en levaduras, y luego se formularon juntas para crear la vacuna; por lo tanto, si bien fue un prototipo eficaz, su producción comercial fue compleja y costosa", afirma Nisbet. Se identificaron las proteínas más relevantes para la protección contra el parásito. "Al final del proyecto, pudimos probar una vacuna con solo dos componentes y generar un modelo matemático para predecir los resultados prácticos de varios niveles de eficacia de la vacuna", afirma Nisbet, pero añade que se necesita más trabajo antes de que un fabricante comercial la adopte. Enfoques alternativos con las vacunas actuales Los ensayos para evaluar prototipos de vacunas contra la duela hepática (Fasciola hepatica) mostraron el potencial de usar enfoques alternativos con las vacunas actuales, además de proporcionar información valiosa sobre la forma en que el parásito evade el sistema inmunitario. Trabajos previos habían demostrado que ciertas proteínas de duelas que estimulan o suprimen el sistema inmunitario proporcionaban protección como vacunas de proteína única, pero las vacunas de proteína combinada no lo hacían. Una vacuna contra el ácaro de la sarna ovina (Psoroptes ovis) demostró buenos niveles de protección en ovejas. Sin embargo, en el ganado bovino, donde el mismo parásito puede causar sarna psoróptica, no fue prometedora. Otras dos vacunas contra gusanos gastrointestinales, Ostertagia ostertagi y Cooperia spp., mostraron altos niveles de protección cruzada entre diferentes especies de Cooperia en el ganado bovino vacunado con una vacuna "nativa", mientras que una versión recombinante, que sería necesaria para uso comercial, no ofreció protección. Una situación similar se observó en un prototipo de vacuna contra Ostertagia ostertagi, lo que indica la necesidad de más investigación sobre las razones de estas diferencias. Mejores sistemas de entrega Se avanzó en un sistema de administración más eficaz para una vacuna contra el ácaro rojo (Dermanyssus gallinae) que generaría respuestas inmunitarias largas y efectivas en las gallinas. "Los productores no pueden seguir sacando a las gallinas de la casa para vacunarlas. Quieren vacunar a una edad temprana y que la inmunidad dure durante el ciclo de puesta", dice Tom McNeilly, Jefe de Control de Enfermedades en Moredun. Se probaron tres sistemas diferentes de administración de adyuvantes para la vacuna prototipo, terminando con "un claro ganador", basado en un adyuvante novedoso, dice McNeilly. Al igual que el proyecto SAPHIR , financiado por la UE , que desarrolló vacunas para el ganado para reducir el uso de antibióticos, Paragone hizo grandes avances en la ciencia fundamental, incluyendo la caracterización de la respuesta inmunitaria a las vacunas y las formas de estimular la respuesta inmunitaria a los antígenos de la vacuna, lo cual es útil más allá de las vacunas contra parásitos.
Información adicional
Una estrecha relación entre los socios académicos y de la industria de la salud animal garantizó que las innovaciones resultantes de la investigación se alinearan con las aspiraciones de productos comercializables. Los socios completaron los siguientes requisitos para cada prototipo: perfil del producto objetivo, probabilidad de éxito regulatorio y técnico/informes de revisión técnica, y un plan de comercialización para herramientas inmunológicas. El equipo realizó una encuesta internacional para orientar el diseño de vacunas y celebró reuniones con las partes interesadas para debatir cómo podrían utilizarse las vacunas en las explotaciones. El progreso se ejemplificó con nuevos datos sobre una vacuna de dos proteínas, datos clave sobre los mecanismos de protección de los ASP de nematodos y conocimientos sobre el reconocimiento de epítopos de un candidato de F. hepatica. Una extensa formación de posgrado garantizó sólidas medidas de sostenibilidad.
Coordinadores
  • MOREDUN RESEARCH INSTITUTE (MRI)