Avian viral disease prevention and control with plant-derived vaccines

Abstract

Infectious Bursal disease virus (IBDV) and Newcastle disease virus (NDV) are the cause of economically important diseases of poultry in Mediterranean countries. Vaccines are regarded as the most beneficial interventions to prevent this kind of infections. The aim of the project was to use plants as “biofactories” for the transient and stable (hairy roots) expression of newly designed vaccine candidates based on IBDV and NDV antigens (VP2 and F protein, respectively) fused to the fragment crystallizable region of chicken IgY immunoglobulins (both IBDV and NDV). In the case of the NDV antigen, two further approaches were explored, one based on the fusion of NDV antigen to the coat protein of the plant virus Potato virus X and one based on Heat Shock Protein 70 purified from plant leaves transiently expressing the F protein. After expression, protocols have been set-up to optimize antigen purification and the purified antigens tested in preliminary immunization assays in chicken.

Il virus della malattia di Gumboro (IBDV) e il virus della malattia di Newcastle (NDV) sono la causa di malattie del pollame economicamente importanti per i paesi affacciati sul Mar Mediterraneo. La vaccinazione è considerata il tipo di intervento piu’ utile per prevenire questo tipo di infezioni. L'obiettivo del progetto è stato quello di utilizzare le piante come "biofabbrica" per l'espressione transiente o stabile di subunità antigeniche di IBDV e NDV (proteina VP2 e F, rispettivamente) fusi al frammento cristallizzabile delle immunoglobuline di classe Y del pollo. Per la messa a punto di un vaccino anti-NDV, sono state anche esplorate due ulteriori strategie, una basata sull’utilizzo del virus X della patata (Potato virus X, PVX) come veicolo dell’antigene l’altra basata sull’impiego di Heat Shock Protein 70 purificata dalle foglie di piante che esprimono la proteina F. Inoltre, Sono stati messi a punto protocolli sperimentali per ottimizzare l’estrazione e la purificazione degli antigeni prodotti nei tessuti vegetali e l’efficacia degli antigeni è stata quindi saggiata in esperimenti preliminari di immunizzazione nel pollo.