Developing the captured antigen presentation system as a vaccine against bovine tuberculosis Développer le système de présentation de l’antigène capté comme vaccin contre la tuberculose bovine Bovine tuberculosis is a devastating disease of cattle responsible for major economic losses in Africa and Asia. This disease infects more than 50 million cattle every year, costing US$3 billion annually. The bulk of these losses are in low and middle-income countries. The disease leads to poor agricultural productivity, hinders trade in livestock and livestock products, and can also infect humans who come into contact with unpasteurized products from infected animals. As such, development of an effective vaccine would not only answer to the challenges of constrained livestock production, but it would also protect human life among smallholder farmers and their communities.

There are currently no licensed vaccines against bovine tuberculosis. Attempts to develop vaccines have relied either on using the human live attenuated causative bacteria of a strain known as bacille Calmette Guérin (BCG), which lacks expression of several potential vaccine antigens; or attempts have depended on the discovery of effective mycobacterial antigens for use as subunit vaccines. To date, no tuberculosis vaccines have been reported to possess better protection than that offered by the BCG vaccine for human use.

This project offers an opportunity to develop a new vaccine by using a new vaccination platform developed by the Wyss Institute. It is based on a captured antigen presentation system (CAPS) comprising two technologies: (1) an artificial lymph node containing a self-assembling scaffold matrix of silica with some components that attract and activate host cells to foreign antigens that become trapped in the artificial lymph node matrix; and (2) magnetic opsonin technology, where cell wall components called pathogen associated molecular patterns — derived from bacteria or recombinant antigens — are captured using specially coated magnetic beads. Wyss has demonstrated the efficacy of both technologies in mice with a range of pathogens. The project is a collaboration between Wyss Institute at Harvard University and AgResearch Limited (New Zealand). 

This project is funded through the Livestock Vaccine Innovation Fund (LVIF), a partnership between 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 tuberculose bovine infecte plus de 50 millions de bêtes chaque année et coûte 3 milliards de dollars américains par année. La majorité de ces pertes se produisent dans les pays à faible revenu et à revenu intermédiaire. La maladie entraîne une faible productivité agricole, entrave le commerce du bétail et des produits de l’élevage et peut infecter les humains qui entrent en contact avec des produits non pasteurisés provenant d’animaux infectés. Par conséquent, l’élaboration d’un vaccin efficace répondrait non seulement aux défis de la production animale limitée, mais protégerait également la vie humaine chez les petits agriculteurs et dans leurs communautés.

Il n’existe pas de vaccin homologué contre la tuberculose bovine. Les tentatives de mise au point de vaccins reposent soit sur l’utilisation de la bactérie causale humaine vivante atténuée d’une souche connue sous le nom de bacille de Calmette et Guérin (BCG), qui ne comporte pas l’expression de plusieurs antigènes vaccinants potentiels; ou les tentatives ont été tributaires de la découverte d’antigènes mycobactériens efficaces pour une utilisation en tant que vaccins sous-unitaires. À ce jour, aucun vaccin antituberculeux n’offre une meilleure protection que le vaccin BCG chez l’homme.

Ce projet offre l’occasion de concevoir un nouveau vaccin en utilisant une nouvelle plateforme de vaccination développée par l’Institut Wyss. Il est basé sur un système de présentation d’antigène capté comprenant deux technologies : (1) un ganglion lymphatique artificiel contenant une matrice d’échafaudage auto-assemblante de silice avec des composants qui attirent et activent les cellules hôtes vers les antigènes étrangers, qui sont piégés dans la matrice ganglionnaire; et (2) la technologie de l’opsonine magnétique, où des composants de la paroi cellulaire appelés modèles moléculaires associés aux agents pathogènes – dérivés de bactéries ou d’antigènes recombinants – sont captés en utilisant des billes magnétiques comportant un revêtement spécial. L’Institut Wyss a démontré l’efficacité des deux technologies chez les souris avec divers pathogènes. 

Ce projet est financé par le Fonds d’innovation en matière de vaccins pour le bétail, un partenariat entre la Fondation Bill et Melinda Gates, Affaires mondiales et le CRDI. Cela représente un investissement conjoint de 57 millions de dollars canadiens sur cinq ans pour soutenir la conception, la production et la commercialisation de vaccins novateurs contre les maladies prioritaires qui touchent les animaux d’élevage en Afrique subsaharienne, en Asie du Sud et en Asie du Sud-Est.