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Proyecto H2020 PIGSs: Programa de Prevención Global Innovadora de Streptococcus suis.

  • Tipo Proyecto
  • Status Completado
  • Ejecución 2017 -2022
  • Presupuesto asignado 4.998.103,75 €
  • Alcance Europeo
  • Principal fuente de financiación H2020
  • Sitio web del proyecto Proyecto PIGSs
Descripción
Streptococcus suis es una enfermedad porcina endémica que causa pérdidas económicas significativas a la industria de producción de carne de cerdo en todos los países donde los cerdos se crían a gran escala. En algunos países, S. suis es la principal causa de mortalidad y morbilidad en cerdos jóvenes y la razón más frecuente para recetar antibióticos del grupo de las aminopenicilinas como medida preventiva. S. suis también es un patógeno zoonótico de humanos y las infecciones reportadas en todo el mundo han aumentado significativamente en los últimos años. Dentro de S. suis existen muchos tipos diferentes (serotipos, genotipos, patotipos) que causan problemas en el desarrollo de estrategias de control dirigidas a todos los tipos. La portación asintomática en cerdos adultos es común y, combinada con la falta de conocimiento sobre las interacciones huésped-patógeno-ambiente, son las principales razones del fracaso en el control de la naturaleza endémica de este patógeno. Los resultados del proyecto impactarán en la comprensión de las interacciones huésped-patógeno-ambiente de las infecciones por S. suis mediante la secuenciación genómica de 1200-1500 aislamientos de S. suis de áreas geográficas representativas de los principales países productores de carne de cerdo y la realización de estudios de asociación de todo el genoma con enfermedad invasiva y portador asintomático. Se desarrollarán nuevos métodos de diagnóstico para el monitoreo global del riesgo de infección y se probarán en granjas de estudio. Los estudios epidemiológicos determinarán los factores de riesgo para la enfermedad invasiva por S. suis, incluyendo el papel de las coinfecciones, y por primera vez evaluarán adecuadamente la dinámica de la enfermedad en una granja representativa. Aumentaremos nuestra comprensión de los mecanismos de virulencia involucrados en la patogénesis, incluyendo las interacciones de S. suis con el sistema inmunitario innato. Los resultados del proyecto fortalecerán la base de evidencia para las estrategias de prevención y control mediante el ensayo de nuevos antígenos vacunales conservados en cerdos y estrategias de prevención basadas en la manipulación de la microbiota y la estimulación y maduración del sistema inmunitario innato.
Descripción de actividades
El objetivo principal del proyecto PIGSs es aumentar nuestra comprensión de las interacciones huésped-patógeno-ambiente en las infecciones por S. suis en cerdos, y así fortalecer la base de evidencia para nuevas innovaciones y estrategias efectivas de prevención y control. Este objetivo general (arriba) se divide en los siguientes objetivos específicos que se realizarán dentro de la duración del proyecto: • El objetivo 1 es aumentar la comprensión de la patogénesis de S. suis caracterizando el papel de los factores de virulencia parcialmente caracterizados o no caracterizados en la patogénesis (cubierto por WP1 y WP2). • El objetivo 2 es encontrar soluciones microbianas para reducir el riesgo de enfermedad invasiva por S. suis y apoyar la fisiología intestinal durante el destete mediante el estudio de la interacción de la microbiota con el sistema inmune innato del cerdo y el antagonismo de S. suis por comensales específicos in vivo (cubierto por WP3). • El objetivo 3 es dilucidar cómo la coinfección por influenza y el virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (PRRSV) con S. suis contribuye a la enfermedad y al fracaso de las intervenciones (cubierto por el WP4). • El objetivo 4 es determinar los principales factores de riesgo (además de la virulencia de la cepa de S. suis) involucrados en el desarrollo de la enfermedad clínica causada por S. suis y determinar el impacto de la enfermedad en lechones (cubierto por el WP5). • El objetivo 5 es identificar y desarrollar (1) nuevos métodos de diagnóstico para la identificación de cepas causantes de enfermedades de S. suis, y (2) estrategias preventivas que inhiban el crecimiento de S. suis (cubierto por los WP3 y WP6). • El objetivo 6 es promover el impacto sostenible de los resultados de los proyectos PIGSs y contribuir a una sociedad con mayor alfabetización científica a través de la participación pública y la comunicación de la investigación e innovaciones de PIGSs más allá de su propia comunidad (cubierto por el WP8). Los resultados del proyecto impactarán en la comprensión de las interacciones huésped-patógeno-ambiente de las infecciones por S. suis mediante la secuenciación genómica de una amplia colección de aislados de S. suis de áreas geográficas representativas de los principales países productores de carne de cerdo y la realización de estudios de asociación de todo el genoma con enfermedad invasiva y portador asintomático. Se han desarrollado nuevos métodos de diagnóstico para la monitorización global del riesgo de infección y se han probado en granjas de estudio. Estudios epidemiológicos han determinado los factores de riesgo de la enfermedad invasiva por S. suis, incluyendo el papel de las coinfecciones, y por primera vez han evaluado adecuadamente la dinámica de la enfermedad en una granja representativa. También hemos mejorado nuestra comprensión de los mecanismos de virulencia implicados en la patogénesis, incluyendo las interacciones de S. suis con el sistema inmunitario innato. Los resultados del proyecto han fortalecido la base de evidencia para las estrategias de prevención y control mediante el ensayo de nuevos antígenos vacunales conservados en cerdos y estrategias de prevención basadas en la manipulación de la microbiota y la estimulación y maduración del sistema inmunitario innato. Durante el período 3 del proyecto, todos los paquetes de trabajo continuaron su labor y se completaron todos los trabajos, a pesar de los importantes retrasos causados ??por la pandemia de Covid-19.
Descripción contextual
Los problemas abordados por los PIGS (Programa para la prevención global innovadora de Streptococcus suis) son las importantes pérdidas económicas que sufre la industria de producción porcina a nivel mundial y la carga para la salud animal causada por las infecciones con la bacteria Streptococcus suis. Este patógeno puede causar enfermedades invasivas en cerdos, con síntomas como sepsis aguda, meningitis, endocarditis, neumonía y artritis, que a menudo se reportan. Casi el 100% de las granjas porcinas en todo el mundo tienen animales portadores. Que S. suis cause enfermedades en cerdos depende de factores patógenos, factores del huésped, factores ambientales y sus interacciones. Depende de la constitución genética del patógeno microbiano, así como de la susceptibilidad del huésped, que puede verse influenciada por la coinfección, la edad, la inmunidad, la microbiota, etc. Además, factores ambientales como el estrés y los factores de higiene pueden influir en la interacción alterando al huésped, la microbiota o el "comportamiento" (refiriéndose a un estado de transporte comensal neutral o virulento) del patógeno. Este conocimiento se utilizará para desarrollar innovaciones en la prevención de enfermedades mediante la vacunación, promoviendo la resistencia a la colonización de S. suis y estimulando la inmunidad innata en lechones jóvenes. Además, el conocimiento generado conducirá al desarrollo de marcadores de diagnóstico para cepas patógenas, lo que permitirá, por primera vez, estudiar la dinámica de las infecciones en granjas e identificar factores de riesgo en las prácticas ganaderas, así como estrategias para prevenir o controlar brotes de enfermedades. Un objetivo principal del proyecto PIGSs es profundizar en la comprensión de las interacciones huésped-patógeno-ambiente en las infecciones por S. suis en cerdos, fortaleciendo así la base empírica para nuevas innovaciones y estrategias eficaces de prevención y control.
Objetivos
Streptococcus suis es una enfermedad porcina endémica que causa importantes pérdidas económicas a la industria de producción de carne de cerdo en todos los países donde se cría cerdo a gran escala. En algunos países, S. suis es la principal causa de mortalidad y morbilidad en cerdos jóvenes y el motivo más frecuente para prescribir antibióticos del grupo de las aminopenicilinas como medida preventiva. S. suis también es un patógeno zoonótico de los seres humanos y las infecciones notificadas en todo el mundo han aumentado significativamente en los últimos años. Dentro de S. suis existen muchos tipos diferentes (serotipos, genotipos, patotipos) que causan problemas en el desarrollo de estrategias de control dirigidas a todos los tipos. El transporte asintomático en cerdos adultos es común y, combinado con la falta de conocimiento sobre las interacciones huésped-patógeno-ambiente, son las principales razones por las que no se controla la naturaleza endémica de este patógeno. Los resultados del proyecto tendrán un impacto en la comprensión de las interacciones huésped-patógeno-ambiente de las infecciones por S. suis a través de la secuenciación del genoma de 1200-1500 aislados de S. suis de áreas geográficas representativas de los principales países productores de carne de cerdo y la realización de estudios de asociación de todo el genoma con enfermedades invasivas y portación asintomática. Se desarrollarán nuevos métodos de diagnóstico para el seguimiento global del riesgo de infección y se probarán en granjas de casos. Los estudios epidemiológicos determinarán los factores de riesgo de la enfermedad invasiva por S. suis, incluido el papel de las coinfecciones, y por primera vez evaluarán adecuadamente la dinámica de la enfermedad en una granja representativa. Aumentaremos nuestra comprensión de los mecanismos de virulencia implicados en la patogénesis, incluidas las interacciones de S. suis con el sistema inmunológico innato. Los resultados del proyecto fortalecerán la base empírica para las estrategias de prevención y control mediante pruebas de nuevos antígenos vacunales conservados en cerdos y estrategias de prevención basadas en la manipulación de la microbiota y la estimulación y maduración del sistema inmunológico innato.
Resultados
Casi todas las granjas porcinas del mundo presentan cepas patógenas de Streptococcus suis, que también pueden infectar a los humanos. Se están desarrollando herramientas de vigilancia y prevención muy necesarias. Streptococcus suis (S. suis) es un patógeno bacteriano que causa afecciones como sepsis aguda, meningitis, endocarditis y neumonía en cerdos jóvenes. También se asocia frecuentemente con el complejo respiratorio porcino, una de las principales causas de mortalidad porcina. Además, al igual que el coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2), causante de la COVID-19, S. suis es zoonótico, uno de los muchos patógenos que pueden transmitirse de animales a humanos. El proyecto PIGSs , financiado con fondos europeos , está mejorando la comprensión de la patogenicidad de S. suis, lo que permitirá el desarrollo de vacunas esenciales y herramientas de vigilancia. Streptococcus suis y el enigma de los antibióticos Los brotes de infección por S. suis patógeno son muy comunes. Los estudios de cerdos mostraron que, en las unidades de cría de las granjas europeas afectadas, entre el 3,3 % y el 4 % de los animales presentaban la enfermedad invasiva por S. suis. Esto le cuesta millones a la industria, sin mencionar los costos económicos de las enfermedades humanas. Un estudio reciente en el sudeste asiático, donde los casos son más altos, informó que los costos económicos de las enfermedades humanas ascienden a millones de euros anuales debido a los costos directos e indirectos de la atención médica y la pérdida de productividad. Hasta la fecha, no existe ninguna vacuna de protección cruzada autorizada en Europa. Según Jerry Wells, coordinador del proyecto, de la Universidad e Investigación de Wageningen (Países Bajos), «la falta de métodos de vigilancia y vacunas eficaces ha llevado a una prevención inadecuada y a una dependencia global del uso generalizado de antibióticos. Esto conduce a una mayor resistencia a los antibióticos, que puede propagarse a otros patógenos que infectan a animales y humanos, y a un aumento de la presencia de antibióticos en los alimentos para consumo humano». Aprovechamiento de la reacción en cadena de la polimerasa y las herramientas bioinformáticas Desentrañar los mecanismos de la enfermedad de S. suis es un desafío. Solo un subconjunto de cepas se asocia con enfermedades que provocan morbilidad y mortalidad graves. «Utilizando una colección global de alrededor de 2000 cepas no patógenas y patógenas, los PIGS identificaron genes altamente conservados en cepas patógenas, pero ausentes en el resto. Estos marcadores se utilizaron para desarrollar ensayos cuantitativos de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) que amplifican rápidamente pequeños fragmentos de ADN en millones de copias. Los ensayos de PCR pueden utilizarse para la vigilancia de aislados patógenos en granjas», explica Wells. Esto también permitirá estrategias de prevención y tratamiento específicas, por ejemplo, para cerdas que transmiten cepas patógenas a su descendencia. Finalmente, el equipo utilizó herramientas bioinformáticas para detectar antígenos conservados (secuencias proteicas conservadas en todas las cepas patógenas de S. suis) y obtener respuestas de anticuerpos protectores en cerdos. Actualmente, el equipo está evaluando la mejor manera de mejorar esta respuesta y desarrollando ensayos para evaluar la protección inducida por estas vacunas en futuros ensayos. Mecanismos, factores de riesgo y vacunas El proyecto PIGSs podría estar finalizando, pero se espera obtener mucha más información de los experimentos y análisis en curso. El equipo está dilucidando actualmente los mecanismos de supervivencia o transmisión de las cepas patógenas. Además, Wells señala que «aún se está llevando a cabo un amplio estudio epidemiológico, del cual esperamos obtener más información sobre los factores en diferentes granjas que aumentan el riesgo de contraer la enfermedad por S. suis. Nuestro ensayo de vacuna en curso en lechones podría ser revolucionario, revelando nuevas estrategias de vacunación para lechones jóvenes». PIGSs ha mejorado considerablemente la comprensión de las interacciones entre el huésped, el patógeno y el entorno de S. suis. Esto respaldará el desarrollo de vacunas y estrategias de control más eficaces, así como la vigilancia a gran escala en las granjas, para reducir o eliminar la enfermedad.
Información adicional
El control de S. suis en las piaras porcinas se ve generalmente obstaculizado por la falta de vacunas que protejan contra múltiples serotipos y cepas. Esto se debe a la alta variabilidad genotípica, fenotípica y geográfica que existe entre cepas, entre serotipos y dentro de ellos. Una de nuestras ambiciones es desarrollar una vacuna global de subunidades proteicas con protección cruzada mediante el uso de GWAS para seleccionar antígenos candidatos conservados en aislados patógenos. Este innovador enfoque, que combina GWAS y vaccinología inversa, solo será posible gracias a nuestra ambición de secuenciar una gran colección global de aislados de las principales regiones productoras de carne de cerdo del mundo. La segunda ambición es desarrollar innovaciones en el diagnóstico de cepas patógenas de S. suis basadas en GWAS. Esta idea original superará la incapacidad de distinguir entre cepas virulentas patógenas y cepas no virulentas. Abordar este problema permitirá, por primera vez, el uso de diagnósticos para guiar la metafilaxis antibiótica y la vacunación para controlar los brotes de S. suis. Esto aumenta la eficiencia y contribuye a la reducción del uso de antibióticos en la ganadería porcina. A largo plazo, el proyecto PIGSs espera contribuir a una reducción sustancial de la enfermedad por S. suis en cerdos y, por consiguiente, a la salud y el bienestar animal.
Coordinadores
  • WAGENINGEN UNIVERSITY (WU)