Artikkel

Vaksinerer sebrafisk for å redde oppdrettstorsken

Sebrafisk
Sebrafisken er en viktig modellorganisme som også kan brukes til å utvikle vaksine mot sykdommer hos torsk. Foto: Yngve Vogt, Apollon. Bruk bildet.

Vaksinerer sebrafisk for å redde oppdrettstorsken

UiO-forskere har utviklet en vaksine som gir gode resultater mot sykdommen francisellose hos sebrafisk. Det gir nytt håp for oppdrettsbransjen, fordi den samme sykdommen angriper torsk i merdene.

Torskeoppdretterne i Norge gikk på en alvorlig smell i 2004, da torsken i mange oppdrettsanlegg ble syk på grunn av smitte med bakterien Francisella noatunensis.

Bakterien er en av årsakene til at torskeoppdrett fortsatt er en liten næring i Norge, og problemene med sykdommen – som kalles francisellose – må løses hvis næringen skal kunne vokse.

Gode resultater på sebrafisk

Forskerne Julia Tandberg, Leidy Lagos Rojas og Hanne Winther-Larsen bruker sebrafisk til å utvikle en vaksine mot bakterien Francisella noatunensis.
Forskerne Julia Tandberg, Leidy Lagos Rojas og Hanne Winther-Larsen bruker sebrafisk til å utvikle en vaksine mot bakterien Francisella noatunensis, som er et stort problem for oppdrett av torsk og tilapia. Foto: Bjarne Røsjø.

– Derfor er det hyggelig å kunne fortelle at vi har utviklet en vaksine som gir gode resultater mot francisellose hos sebrafisk. Nå skal vi i gang med å teste vaksinen også på torsk, forteller førsteamanuensis Hanne Winther-Larsen ved Farmasøytisk institutt.

Hun er også teamleder ved Centre for Integrative Microbial Evolution (CIME), som er et såkalt endringsmiljø, et tverrfaglig toppforskningsmiljø innen realfag og teknologi ved Universitetet i Oslo.

Bakterien som infiserer torsk er nært i slekt med harepestbakterien Francisella tularensis. Denne kan smitte jegere hvis de for eksempel skyter en syk hare og får smitte fra haren inn gjennom et sår på huden. Det forekommer også – særlig i lemenår – at fjellvandrere blir smittet hvis de drikker vann fra en bekk som er forurenset av døde smågnagere.

Harepest-bakterien har også en mer aggressiv variant som både amerikanerne, japanerne og russerne forsøkte å lage biovåpen av på 1960-tallet. Men den største skadevirkningen av Francisella-bakterier så langt i Norge, er altså at de har stukket kjepper i hjulene for torskeoppdretterne.

Ble problem i merdene

Da Veterinærinstituttet i 2004 oppdaget at oppdrettstorsken var smittet av F. noatunensis, gikk de tilbake i gamle prøver og fant ut at bakterien forekommer normalt også i villfisken.

Men det var først i oppdrettsanleggene den ble et problem, særlig i Sør-Norge. Dette er nemlig en bakterie som trives best når vannet holder rundt 20 °C.

Hanne Winther-Larsen var egentlig i gang med å studere harepest-bakterien da oppdrettstorsken fikk problemer med francisellose, og hun ble straks interessert i å studere den marine bakterien nærmere.

– Ideen var å bruke kunnskapene om harepest-bakterien og dens genetikk til å studere francisellose-bakterien. Det har vi fått til, men arbeidet har vært tidkrevende. Ett av problemene er at Francisella-bakteriene er det vi kaller intracellulære, det vil si at de lever inne i vertsorganismens celler. Det er vanskeligere å angripe slike bakterier enn de ekstracellulære, som altså lever utenfor cellene, forklarer hun.

Et merkelig immunsystem

Et annet problem i kampen mot francisellose er at torsken har et mildest talt merkelig immunsystem. Professor Kjetill S. Jakobsen og kolleger ved Centre for Ecological and Evolutionary Syntehesis (CEES) påviste i 2011 at torskefiskene mangler den delen av immunsystemet som normalt benyttes for å bekjempe infeksjoner fra bakterier.

Til gjengjeld har torskefisken «oppgradert» andre deler av immunsystemet, og er dermed en levedyktig art likevel.

Les også om "The Codfather" Kjetill Jacobsen: Nye napp for forskere på fisketur

Vanlig vaksinasjon foregår ved at kroppen tilføres enten en svekket mikrobe, deler av en mikrobe, eller noe som likner den mikroben det ønskes beskyttelse mot. Når disse stoffene møter kroppens immunforsvar, dannes det forsvarsceller og antistoffer som vil gjenkjenne den ekte mikroben og angripe den. Men det har ikke vært enkelt å vaksinere torsken, med dens merkelige immunsystem, mot den intracellulære Francisella-bakterien.

– Det er ikke nok å lage en effektiv vaksine, for den må også være billig. Mennesker betaler gladelig flere hundre kroner for å bli vaksinert, men i oppdrettsnæringen kan ikke en vaksine koste mer enn en krone per «pasient». Da blir det rett og slett for dyrt, forklarer Winther-Larsen.

Gjennombruddet

Et viktig gjennombrudd kom da den daværende doktorgradsstudenten Espen Brudal oppdaget at F. noatunensis produserer en mengde små blærer eller membranvesikler som slippes ut i vertens celler.

Liknende vesikler fra andre bakterier er tidligere blitt brukt til å lage vaksine mot blant annet hjernehinnebetennelse, og Brudal kom på tanken om å prøve noe liknende på torsken. Han disputerte i 2014 og jobber nå i fiskevaksineprodusenten Pharmaq, men forsøkene videreføres av Hanne Winther-Larsen samt Elisabeth Lampe, Julia Tandberg og Leidy Lagos.

– Resultatet ble at Norges forskningsråd finansierte et stort prosjekt som går ut på å undersøke om vesiklene kan brukes til vaksine hos både torsk, laks og tilapia. Tanken er at vi skal dyrke bakteriene, høste vesiklene, og bruke dem til vaksine, forteller Winther-Larsen.

Det neste problemet forskerne måtte løse, er at det er tungvint å gjøre forsøk med torsk – som er en stor fiskeart som vokser langsomt. Forskerne bestemte seg isteden for å gjøre de innledende forsøkene med den lille sebrafisken.

Vil du har flere forskningsnyheter om realfag og teknologi? Abonner på vårt ukentlige nyhetsbrev(link is external) eller følg oss på Facebook.

Fisker som lyser rødt

– Sebrafisken er liten og robust og vokser fort, og det er lagd transgene fisk som er gjennomsiktige hele livet. Det er til og med lagd sebrafisk med selvlysende makrofager, som er kroppens «renholdsverk» og spiser opp døde celler, bakterier og andre partikler som er uønsket i menneskekroppen. Vi har også klart å lage selvlysende Francisella-bakterier. Dermed kan vi sitte ved mikroskopet og se på at sebrafiskens makrofager – som lyser rødt – spiser opp Francisella-bakteriene som lyser grønt, forteller Winther-Larsen.

– Vi har nå fullført forsøkene med sebrafisk og funnet at de får en god beskyttelse mot francisellose når vi vaksinerer dem ved å injisere vesikler. Vi er midt inne i en serie forsøk med å vaksinere tilapia, som er en tropisk oppdrettsfisk, men der foreligger ikke resultatene ennå.

Hun påpeker at det neste blir å gjøre forsøk også med torsken.

– Det er for tidlig å vite om dette arbeidet resulterer i en effektiv og rimelig vaksine, men det er i alle fall én ting som er sikkert: Det blir aldri utviklet noen vaksine mot francisellose hvis vi ikke forsøker, oppsummerer Winther-Larsen.

Vaksineforsøkene ved Farmasøytisk institutt utføres i samarbeid med Norges Veterinærhøgskole og Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. I tillegg har flere andre samarbeidspartnere, både nasjonale og internasjonale, deltatt.

Kontakt:

Førsteamanuensis Hanne Winther-Larsen, Farmasøytisk institutt

Professor Henning Sørum, Norges veterinærhøgskole

Forsker Alexander Kashulin, Norges miljø- og biovitenskapelige universitet

Les mer:

"The Codfather" Kjetill Jacobsen: Nye napp for forskere på fisketur

Hedvig Nordeng: – Morkaken er mitt favorittorgan

Utvikler app for transplanterte

Lovande resultat med nytt stoff mot antibiotikaresistente bakteriar

Artikkel i Nature: Cod genome reveals unusual immune system

Les også

Tanzania

Det elektroniske avfallets videre liv skal granskes

Elektronikk vi i Norge har avskrevet som søppel, kan bli folks levebrød i Tanzania. Det utsetter både dem og omgivelsene for problematiske miljøgifter  som med vinden også kan finne veien til Arktis og Antarktis.

Forskere ved CTCC og Hylleraas-senteret

Forskerne ved Hylleraas-senteret jakter på kjemiens hellige gral

Forskerne ved Hylleraas-senteret i Oslo og Tromsø jakter på kjemiens hellige gral: De vil bruke datamaskiner til å beregne hvordan kjemiske bindinger brytes og lages. Det kan nemlig gi oss en rekke nye kjemiske stoffer med egenskaper vi bare kan drømme om i dag.