Production of a subunit vaccine candidate against porcine post-weaning diarrhea in high-biomass transplastomic tobacco

La diarrhée post‑sevrage (DPS) chez les porcelets est un problème majeur dans les porcheries partout dans le monde et elle entraîne d’importantes pertes économiques. L’infection par la bactérie Escherichia coli entérotoxinogène (ETEC) est la principale responsable de la DPS. Les pilus F4 d’ETEC sont des polymères protéiques très stables, composés essentiellement de la sous‑unité de structure majeure Faeg, capables de provoquer des réactions immunitaires des muqueuses, démontrant ainsi qu’ils pourraient être utilisés comme vaccin oral contre la DPS provoquée par ETEC chez les porcs. Dans la présente étude, nous avons eu recours à la transplastomique chez le tabac pour produire un variant de recombinaison de la protéine FaeG, rFaeGntd/dsc, conçu pour l’expression d’un monomère stable grâce à la délétion de l’extrémité N‑terminale (ntd pour N-terminal deletion) et à la complémentation au moyen d’un brin donneur (dsc pour donor strand-complementation). Les plants de tabac transplastomiques produits ont accumulé jusqu’à 2,0 g de rFaeGntd/dsc par kg de tissu foliaire frais (plus de 1 % de tissu foliaire sec) et présenté un phénotype normal non distinguable des plants sauvages non transformés. Nous avons déterminé que la protéine rFaeGntd/dsc produite par les chloroplastes a retenu les principales propriétés d’un vaccin oral, soit la fixation aux récepteurs F4 (RF4) dans l’intestin du porc et l’inhibition de l’attachement aux RF4 des ETEC possédant le pilus F4 (F4+). De plus, nous avons observé que la matrice de la biomasse des plants a retardé la détérioration de la protéine rFaeGntd/dsc produite par les chloroplastes dans des conditions intestinales, ce qui démontre que cette protéine pourrait agir comme un véhicule protecteur pour l’administration des vaccins. Nos résultats donnent à penser que les plants transplastomiques exprimant la protéine rFaeGntd/dsc pourraient être utilisés pour la production et, éventuellement, l’administration d’un vaccin oral contre les infections à ETEC F4+ chez le porc. Nos observations fournissent par conséquent une méthode d’approche possible pour la mise au point d’une stratégie de vaccination orale contre la DPS chez le porc.