Ny doktorgrad kan føre til bedre vaksiner for oppdrettsfisk

Slimhinnebaserte vaksiner kan bidra til å utvikle mer effektive og praktisk anvendbare vaksiner, men for å kunne utvikle slike er det viktig med inngående forståelse av organisering og funksjonen av slimhinneassosiert immunvev, skriver Alf Seljenes Dalum som tar sin doktorgrad ved NMBU Veterinærhøyskolen. Målet med denne avhandlingen var å beskrive dette immunvevet, spesielt med tanke på utvikling, funksjon og utbredelse innad i laksegjellen, men også å undersøke om slikt vev finnes hos andre fiskearter.

Behov for effektive vaksiner

Atlantisk laks og karpe er på verdensbasis to av de åtte viktigste artene innen akvakultur, og produksjonen av disse utgjorde i 2012 en verdi i overkant av 18,6 milliarder USD.

Akvakultur forventes å få økende betydning som kilde for fiskeprodukter etter hvert som fiske på viltlevende stammer overskrider bærekraftige nivåer. Vaksinasjon er et viktig sykdomsforebyggende tiltak i moderne akvakultur, men det er fortsatt behov for å utvikle mer effektive og praktisk anvendbare vaksiner. Slimhinnebaserte vaksiner kan bidra til dette, men for å kunne utvikle slike er det viktig med inngående forståelse av organisering og funksjon av slimhinneassosiert immunvev.

Immunceller i gjelleslimhinnen

Fiskens ytre overflate er dekket av slimhinner, og gjellene utgjør en viktig del både i areal og funksjon. Gjellenes mange funksjoner nødvendiggjør en utstrakt kontakt med det ytre miljø hvor det finnes sykdomsframkallende organismer, og det er derfor å forvente at fiskens immunsystem beskytter denne sårbare slimhinnen. Det har i senere tid blitt avdekket ansamlinger av immunceller i gjelleslimhinnen hos Norges viktigste oppdrettsart; atlantisk laks.

Vaksinasjon utgjør en av bærebjelkene innen forebyggende helsearbeid i akvakultur, men behovet for bedre, kostnadseffektive og lettere anvendbare vaksiner er stort. Den morfologiske karakteriseringen av gjellens immunstrukturer hos disse kommersielt viktige artene legger grunnlaget for videre funksjonelle studier, som er viktig for å avklare om dette omfattende immunvevet kan benyttes som mål for slimhinnebaserte vaksiner.

Kan sammensetningen av immunceller påvirkes?

Doktorgradsarbeidet avdekket at laksens immunvevet i gjellene er mye større enn tidligere antatt, og ved å måle vevets volum ble det funnet at dette utgjør en av de mest omfangsrike ansamlinger av en bestemt type immunceller, nemlig T-celler. Dette immunvevet har mulighet til å vokse basert på celledeling på stedet, men indikasjoner på kommunikasjon med resten av kroppen ble også avdekket.

Gjellene er en viktig innfallsport for en rekke sykdomsframkallende organismer, og muligheten for å kunne påvirke sammensetningen av immunceller i et slikt lokalt immunvev representere en attraktiv strategi ved vaksineutvikling. Et viktig funn var imidlertid at dette vevet først oppstår etter at fisken har avsluttet plommesekk-stadiet, og man kan trolig ikke forvente en immunologisk effekt før dette stadiet er tilbakelagt.

Kompleks organisering av immunvev hos karpe

For å utvide perspektivet ble gjellene til karpe studert. Det ble funnet immunvev med samme utbredelse som laks, men av mer omfattende organisering. En så kompleks organisering av slimhinneassosiert immunvev er unikt for fisk.

Dette immunvevet kan derfor representere et steg videre i evolusjonen mot organisert slimhinneassosiert immunvev slik det foreligger hos høyerestående virveldyr. Det kan imidlertid også være et resultat av adapsjon til ulike miljø, da karpe er tilpasset et liv i varmere og mer næringsrike vannmasser enn laks.

En mulig evolusjonær utvikling

Denne avhandlingen frambringer ny kunnskap om morfologien og organiseringen av det interbranchiale lymfoide vev (interbranchial lymphoid tissue; ILT)  hos atlantisk laks. Tilstedeværelsen av et ILT-vev med høyere grad av organisering hos karpe åpner for å diskutere en mulig evolusjonær utvikling av ILT hos fisk, fra en primitiv form, som hos laks, mot et organisert slimhinne-assosiert vev tilsvarende det som sees hos høyerestående virveldyr. Mer forskning er nødvendig for å klarlegge den immunologiske funksjonen for ILT hos ulike arter.

Om Alf Seljenes Dalum:

Alf Seljenes Dalum er 37 år og fra Dombås. Han tar sin doktorgrad ved NMBU Veterinærhøyskolen, institutt for basalfag og akvamedisin (Basam) og er ansatt ved Veterinærmedisinsk oppdragsenter (VESO). Tidligere utdanning er bachelor realfag, kjemi, ved Universitetet i Oslo 2005, cand.med.vet. ved Norges Veterinærhøgskole 2010.