Custom design of multi-component nanoparticle vaccines for East Coast fever Conception sur mesure de vaccins nanoparticulaires à multicomposant pour la fièvre de la côte Méditerranée East Coast fever (ECF), a leukemia-like tick-borne disease of cattle, is caused by the protozoan blood parasite Theileria parva. ECF is a leading cause of cattle mortality in most of sub-Saharan Africa. The acute and fatal nature of the disease poses major challenges to disease control. Treatment of ECF, or prevention by use of poisons to reduce tick infestation, are expensive and rarely accessible to poor farmers. A live vaccine involving administration of tick-derived parasites and simultaneous antibiotic treatment has been available for over 40 years, but is difficult to produce and distribute as it requires high technical expertise and storage and transport in liquid nitrogen (-80˚C). These drawbacks have hampered the widespread use of this vaccine and the disease has continued to have a devastating impact on poor smallholder farmers.

The objective of this project is to reformulate the partially-protective major sporozoite antigen p67 of Theileria parva into a nanoparticle that generates high antibody levels and better vaccine efficacy. Using a cutting-edge computation protein nanoparticle platform, different configurations of nanoparticles will be produced to test the best options to co-display multiple copies of key components of the p67 antigen. In addition, two immunomodulatory proteins will be incorporated to enhance the quality and duration of immunity. The best nanoparticle combinations of the p67 antigen and immunomodulatory proteins will be tested in a disease-challenge study in cattle. This will enable the development of a viable vaccine candidate that can be produced commercially in a potential second phase of this project.

This project is a collaboration between the University of Washington and the International Livestock Research Institute. The team will also collaborate with scientists from the University of Copenhagen, University of Toronto, and Atreca Inc. (a private US biotechnology company). This project is funded through the Livestock Vaccine Innovation Fund, a partnership between the Bill and Melinda Gates Foundation, Global Affairs Canada, and IDRC. 

The Livestock Vaccine Innovation Fund is a partnership of the Bill and Melinda Gates Foundation, Global Affairs Canada, and IDRC. It represents a joint investment of CA$57 million over five years to support the development, production, and commercialization of innovative vaccines against priority livestock diseases in sub-Saharan Africa, South Asia, and Southeast Asia. La fièvre de la côte Méditerranée (FCM) est une maladie transmise par les tiques, qui touche les bovins et qui est causée par le protozoaire Theileria parva. La FCM est la principale cause de mortalité chez les bovins en Afrique subsaharienne. Le traitement de la FCM et la prévention au moyen de poisons servant à réduire l’infestation de tiques sont onéreux et rarement abordables. Il existe depuis plus de 40 ans un vaccin vivant comportant l’administration de parasites dérivés des tiques et un traitement antibiotique simultané, mais il est difficile à produire et à distribuer. Ces inconvénients ont empêché l’utilisation répandue de ce vaccin et la maladie a continué à avoir un effet dévastateur sur les petits exploitants agricoles pauvres.

Ce projet vise à reformuler le principal antigène sporozoite p67 du protozoaire Theileria parva, qui est partiellement protecteur, en une nanoparticule qui produit des niveaux élevés d’anticorps et un vaccin plus efficace. Au moyen d’une plateforme de pointe de calcul des nanoparticules protéiques, on pourra produire différentes configurations de nanoparticules afin de trouver les meilleures options pour afficher des copies multiples des composants clés de l’antigène p67. De plus, deux protéines immunomodulatoires y seront incorporées dans le but d’améliorer la qualité et la durée de l’immunité. Les meilleures combinaisons de nanoparticules de l’antigène p67 et des protéines immunomodulatoires seront analysées dans une étude de cas-témoin auprès du bétail. Cela permettra le développement d’un candidat vaccin viable qui peut être produit à l’échelle commerciale dans une éventuelle seconde phase du projet.

Ce projet découle d’une collaboration entre l’Université de Washington et l’Institut international de recherche sur l’élevage. L’équipe collaborera avec des scientifiques de l’Université de Copenhague, l’Université de Toronto et Atreca Inc. (une société de biotechnologie américaine privée). Ce projet est financé grâce au Fonds d’innovation en vaccins pour le bétail (FIVB), un partenariat entre la Fondation Bill et Melinda Gates, Affaires mondiales Canada et le CRDI. 

Le Fonds d’innovation en vaccins pour le bétail (FIVB) est un partenariat entre la Fondation Bill et Melinda Gates, Affaires mondiales Canada et le CRDI. Il représente un investissement conjoint de 57 millions CAD sur cinq ans afin de financer le développement, la production et la commercialisation de vaccins innovants contre les maladies du bétail prioritaires en Afrique subsaharienne, en Asie du Sud et en Asie du Sud-est.