Development of a cross-protective synthetic RNA vaccine against foot and mouth disease (FMD) Mise au point d’un vaccin ARN synthétique à protection croisée contre la fièvre aphteuse Foot and mouth disease (FMD) is the most contagious viral disease of cloven-hoofed animals and poses a substantial economic risk to the agricultural sector in low and middle-income countries (LMICs). FMD is endemic in many parts of Asia, Africa, and the Middle East. Although a disease of low mortality, the impact of FMD is significant due to the huge numbers of animals affected and the fact that endemic FMD countries are not allowed to export their animal products. It is estimated that FMD in LMICs is responsible for losses of up to US$8.8 million every year. 

The most cost-effective method for preventing and controlling FMD is vaccination. Current vaccines against FMD are killed viruses, which involve a number of drawbacks, including: poor stability that compromises production and field potency; poor immunogenicity (the ability to confer immunity) and incomplete protection requiring frequent boosters; and high antigenic variability (the ability to evade a host immune response), causing difficulty in matching the antigenic profiles of vaccine and field-strain viruses. 

To overcome these challenges, this project will use a novel nanoparticle approach to design and produce a synthetic thermostable RNA vaccine with the capacity to protect livestock against multiple FMD strains. The platform relies on chemical and enzymatic synthesis reactions that are easily scaled for final production, and that eliminate the need for infectious virus or cell culture intermediates. The technology is capable of delivering self-replicating mRNAs in nanoparticles to host cells upon intramuscular injection. In addition, the antigenic FMD virus VP1 capsid antigen will be expressed along with the warning signals that typically accompany viral infection, making this a potent and highly effective vaccine. 

This project is a collaboration between Tiba Biotechnology (Boston, USA), Moredun Research Institute (Edinburgh, UK), and Agricultural Research Council-Ondestepoort Veterinary Institute (Pretoria, South Africa). It 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 fièvre aphteuse est la maladie virale la plus contagieuse des animaux bionglés, et pose un risque économique important pour le secteur agricole dans les pays à faible revenu et à revenu intermédiaire (PFR-PRI). La fièvre aphteuse est endémique dans de nombreuses régions d’Asie, d’Afrique et du Moyen-Orient. Bien qu’elle n’entraîne qu’une faible mortalité, les répercussions de la fièvre aphteuse sont importantes en raison du grand nombre d’animaux touchés par celle-ci et du fait que les pays aux prises avec une endémie de fièvre aphteuse n’ont pas le droit d’exporter leurs produits d’origine animale. On évalue à plus de 8,8 millions d’USD les pertes liées à la fièvre aphteuse dans les PFR-PRI. 

La méthode la plus rentable pour prévenir et contrôler la fièvre aphteuse est la vaccination. Les vaccins actuels contre la fièvre aphteuse consistent en des virus tués, ce qui présente de nombreux obstacles. Parmi ces obstacles, on retrouve une mauvaise stabilité; une faible  capacité à conférer une immunité; une protection incomplète; une variabilité antigénique élevée (capacité à éviter une réponse immunitaire de l’hôte) rendant difficile l’association des profils antigéniques des vaccins et des virus de souche sauvage. 

Pour surmonter ces défis, ce projet s’appuiera sur une approche novatrice utilisant des nanoparticules pour produire un vaccin ARN synthétique thermostable qui aura la capacité de protéger le bétail contre plusieurs souches de virus de la fièvre aphteuse. La plateforme repose sur des réactions enzymatiques de synthèse et chimiques qui sont faciles à reproduire à grande échelle pour une production finale et qui éliminent le recours aux virus infectieux ou aux produits intermédiaires par culture cellulaire. La technologie est capable de produire des ARNm autoréplicables en nanoparticules dans les cellules hôtes par injection intramusculaire. Par ailleurs, l’antigène de la capside VPI du virus antigénique de la fièvre aphteuse s’exprimera avec les signaux précurseurs qui accompagnent généralement l’infection virale, conférant à ce vaccin puissance et efficacité. 

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. Cet investissement conjoint de 57 millions CAD sur cinq ans permet 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.