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Designing multi-purpose vaccines: the MycoSynVac project concludes after five years

NEWS

25
Mar
Wed, 25/03/2020 - 16:53

Designing multi-purpose vaccines: the MycoSynVac project concludes after five years

EN ESPAÑOL/EN CATALÀ

Scientists from the five-year EU funded project MycoSynVac report their findings and successes at a final meeting in Brussels. The project drew on cutting edge biotechnology to explore three important goals:  

  • TRANSFORM a living bacteria (Mycoplasma pneumoniae) into a vaccine chassis 
  • APPLY this vaccine chassis against bacterial diseases in livestock animals,  
  • CONTRIBUTE to the reduction of antibiotics administered to farm animals  

A well-rounded approach to science featuring ethics and communication  

The project consortium consisted of 8 partners (including universities, SMEs and a corporate partner) from 7 European countries, working hand-in-hand within a multi-facetted project that included new bioengineering and computational tools and methods, an ethical framework, and creative communication ventures. Researchers took part in internal risk assessment and ethics workshops, went out to meet interested members of the public at science cafés, and joined efforts to bring the project in a playful and educational manner to children and young adults. As well, the project was featured in the media of several European countries and was invited to present at a high-level conference in the European Parliament. 

Successes across labs and offices 

Each project partner contributed with tools, methods and approaches to the overall success of MYCOSYNVAC. To list a few examples, partners have: 

  • Engineered a new set of genetic tools to incorporate on/off switches in Mycoplasma for better and safer vaccines, showing good results in the lab and currently being analysed in vivo. 
  • Developed genome-scale metabolic, dynamic and whole-cell kinetic models of Mycoplasma and designed an open access modelling software tool (DMPy). The computer simulations revealed important bottlenecks and lead to crucial improvements for the large-scale production of vaccines 
  • Developed new methods that allow designing Mycoplasma that is not pathogenic, and to integrate entire ‘genetic circuits’ in the organism. 
  • Identified the surface proteins of several strains of Mycoplasma (to which the immune system reacts) and utilized those for future vaccine designs.  
  • Presented the project to the public across Europe, produced a short documentary film on Youtube and developed a free educational online and mobile game called “Battle for Cattle”, along with self-learning and teaching materials.  
  • Developed a new genome engineering called MydelOrbit that allows fast knock in and knock out in any genome of interest, which may be considered for future use also in human therapy. 
  • Significantly increased an understanding of Mycoplasma, and developed novel technologies and results under consideration for their potential in developing novel veterinary vaccines 

“Global challenges like antibiotic resistance are simply too big to tackle without investing in new ideas. Our work in re-engineering Mycoplasma is an example of the exciting opportunities cutting-edge synthetic biology techniques can offer to fight the overuse of antibiotics in pigs and cattle. As well as farm animals, our work may one day be used to combat human afflictions like pneumonia, which kills one in ten people that catch it in hospitals.” said Luis Serrano, project leader and director of the Centre for Genomic Regulation (CRG), in Barcelona.    

EN ESPAÑOL

Diseño de vacunas multiusos 

Científicos del proyecto MycoSynVac, de 5 años de duración, financiado por la UE, comunican sus descubrimientos y éxitos en su encuentro final en Bruselas. El proyecto recurre a la biotecnología más puntera para explorar estos tres relevantes objetivos: 

  • TRANSFORMAR una bacteria viva (Mycoplasma pneumoniae) en el chasis de una vacuna 
  • USAR este chasis de la vacuna contra enfermedades bacterianas en ganado 
  • CONTRIBUIR a la reducción de los antibióticos administrados a animales de granja 

Un abordaje completo a la ciencia, incluidas la ética y la comunicación 

El consorcio del proyecto se compone de 8 miembros (incluidas universidades, pymes y un socio corporativo) de 7 países europeos, que han trabajado codo con codo en un proyecto multifacético que incluye nuevas herramientas y métodos computacionales y de bioingeniería, un marco ético, e iniciativas de comunicación creativas. Los investigadores participaron en una evaluación interna de riesgos y en talleres sobre ética, se reunieron con miembros interesados de la sociedad en cafés científicos, y unieron esfuerzos para hacer llegar el proyecto de manera divertida y educativa a niños y jóvenes. Además, el proyecto apareció en los medios de comunicación de diversos países europeos y fue seleccionado para su presentación en una conferencia de alto nivel en el Parlamento Europeo. 

Logros en los laboratorios y oficinas 

  • Cada miembro del proyecto contribuyó con herramientas, métodos y enfoques al éxito global de MYCOSYNVAC. Por mencionar algunos ejemplos, los miembros han: 
  • Diseñado un nuevo conjunto de herramientas genéticas para incorporar interruptores de encendido/apagado en Mycoplasma para mejorar y hacer más seguras las vacunas, mostrando buenos resultados en el laboratorio que actualmente se están analizando in vivo. 
  • Desarrollado modelos metabólicos, dinámicos y cinéticos integrales de células de Mycoplasma a escala genómica y diseñado una herramienta de software de modelaje de acceso abierto (DMPy). Las simulaciones computacionales desvelaron importantes cuellos de botella y desembocaron en mejoras cruciales para la producción de vacunas a gran escala.  
  • Desarrollado nuevos métodos que permiten diseñar Mycoplasma no patogénico, e integrar ‘circuitos genéticos’ completos en el organismo. 
  • Identificado las proteínas superficiales en diversas cepas de Mycoplasma (a las que el sistema inmunitario reacciona) y las usaron para diseños futuros de vacunas. 
  • Presentado el proyecto al público en Europa, producido un breve documental en YouTube y desarrollado un juego educativo gratis online y para el móvil titulado “Battle for Cattle”, junto con materiales didácticos de auto-aprendizaje y para el profesorado. 
  • Desarrollado un nuevo método de diseño del genoma denominado MydelOrbit que permite una rápida anulación o modificación de cualquier genoma de interés, que puede considerarse para su uso futuro también en terapias para humanos.  
  • Incrementado significativamente el conocimiento sobre Mycoplasma, y desarrollado nuevas tecnologías y resultados que se están considerando por su potencial en el desarrollo de nuevas vacunas veterinarias. 

“Los retos globales como la resistencia a los antibióticos son simplemente demasiado grandes para abordarlos sin invertir en nuevas ideas. Nuestro trabajo sobre el re-diseño del Mycoplasma es un ejemplo sobre las fascinantes oportunidades que las técnicas punteras de la biología sintética ofrecen para luchar contra el sobreuso de los antibióticos en cerdos y ganado. Además de en los animales de granja, nuestro trabajo algún día podrá usarse para combatir enfermedades humanas como la neumonía, que es mortal en una de cada diez personas que la contraen en hospitales,” dice Luis Serrano, coordinador del proyecto y director del Centro de Regulación Genómica (CRG), en Barcelona. 

EN CATALÀ

Disseny de vacunes multi ús 

Científics del projecte MycoSynVac, de 5 anys de durada, finançat per la UE, comuniquen el seus descobriments i èxits durant la seva trobada final a Brussel·les. El projecte recorre a la biotecnologia més puntera per explorar aquest tres rellevants objectius: 

  • TRANSFORMAR un bacteri viu (Mycoplasma pneumoniae) en el xassís d’una vacuna 
  • EMPRAR aquest xassís de la vacuna contra malalties bacterianes en bestiar 
  • CONTRIBUIR  a la reducció dels antibiòtics administrats als animals de granja 

Un abordatge complet a la ciència, incloses l’ètica i la comunicació 

El consorci europeu es composa de 8 membres (incloses universitats, pimes i un soci corporatiu) de 7 països europeus, que han treballat colze amb colze en un projecte amb moltes facetes que inclou noves eines i mètodes computacionals i de bioenginyeria, un marc ètic, i iniciatives de comunicació creatives. Els investigadors participaren en una avaluació interna de riscos i en tallers sobre ètica, es reuniren amb membres interessats de la societat en cafès científics, i uniren esforços per fer arribar el projecte de manera divertida i educativa a nens i joves. A més, el projecte aparegué en els mitjans de comunicació de diversos països europeus i fou seleccionat per a la seva presentació en una conferència d’alt nivell al Parlament Europeu. 

Fites als laboratoris i oficines 

Cada membre del projecte contribuí amb eines, mètodes i enfocaments a l’èxit global de MYCOSYNVAC. Per esmentar alguns exemples, els membres han: 

  • Dissenyat un nou conjunt d’eines genètiques per incorporar interruptors d’encesa/apagat en Mycoplasma per a millorar i fer més segures les vacunes, mostrant bons resultats al laboratori que actualment s’estan analitzant in vivo. 
  • Desenvolupat models metabòlics, dinàmics i cinètics integrals de cèl·lules de Mycoplasma a escala genòmica i dissenyat una eina de programari de modelatge d’accés obert (DMPy). Les simulacions computacionals revelaren importants colls d’ampolla i desembocaren en millores crucials per al a producció de vacunes a gran escala. 
  • Desenvolupat nous mètodes que permeten dissenyar Mycoplasma no patogènic, i integrar ‘circuïts genètics’ complets a l’organisme. 
  • Identificat les proteïnes superficials en diverses soques de Mycoplasma (a les quals el sistema immunitari reacciona) i les empraren per a dissenys futurs de vacunes. 
  • Presentat el projecte al públic a Europa, produït un breu documental a YouTube i desenvolupat un joc educatiu online i pel mòbil titulat “Battle for Cattle”, juntament amb materials didàctics d’auto-aprenentatge i pel professorat. 
  • Desenvolupat un nou mètode de disseny del genoma denominat MydelOrbit que permet una ràpida anul·lació o modificació de qualsevol genoma d’interès, que pot considerar-se per al seu ús futur en teràpies per a humans. 
  • Incrementat significativament el coneixement sobre Mycoplasma, i desenvolupat noves tecnologies i resultats que s’estan considerant pel seu potencial en el desenvolupament de noves vacunes veterinàries. 

“Els reptes globals com la resistència als antibiòtics són simplement massa grans per abordar-los sense invertir en noves idees. La nostra feina sobre el re-disseny del Mycoplasma és un exemple sobre les fascinants oportunitats que les tècniques punteres de la biologia sintètica ofereixen per a lluitar contra el sobre ús dels antibiòtics en porcs i bestiar. A més d’en els animals de granja, el nostre treball algun dia podrà emprar-se per combatre malalties humanes com la pneumònia, que és mortal en una de cada deu persones que la contrau als hospitals,” diu Luis Serrano, coordinador del projecte i director del Centre de Regulació Genòmica (CRG), a Barcelona.