Tag Archives: immunforsvar

FISHCOMM skal finne ut om friske celler kan hjelpe skadde celler i fisk

Posted on by
Reply

Et nytt forskningsprosjekt skal finne nye reparasjonssystemer i fisken.

Hvert år dør ca. 20% av oppdrettsfisk av skader fra sykdommer eller av fysiske skader. Når vevet til fisken er skadet settes fiskens reparasjonssystemer i gang for å få det til å gro. Noe ødelagt vev blir fikset og noe dør. Forskerne i FISHCOMM skal finne ut om friske celler bidrar til å hjelpe syke og skadde celler. De tror at friske celler kan overføre bittesmå organeller og mitokondrier til de skadde. Mitokondrier er livsviktige energifabrikker i cellene. De gjør at cellene kan omdanne energi og leve. Forskerne skal finne ut hva som setter i gang at de friske cellene gir mitokondrier til de skadde og hvordan de gjør det. De tror at infeksjoner og nanoplast er noe av det som kan stresse cellene så de blir dysfunksjonelle. De tror også at da hjelper friske celler med nødhjelp, som å sende over mitokondrier.

To hudceller fra laks. Mitokondrier i den ene cellen er farget med lilla fargestoff, mens de i den andre er farget med turkis fargestoff. Forskerne i FISHCOMM har funnet celler med begge mitokondriefarger i en celle, noe som tyder på overføring av mitokondrier fra den ene cella til den andre. Foto: Svartaas, Kjølstad, Wolfson, Dalmo.

Kunnskapen fra prosjektet vil øke forståelsen av mekanismene som er med å reparere syke celler. Økt kunnskap vil også øke velferden for dyrene i havbruket på sikt.

Prosjektet har fått 12 millioner av Forskningsrådet og skal pågå ut 2024. Partnere i prosjektet er UiT, Shanxi Universitet og Westminster Universitet.

Different paths to immune protection in humans and fish

Posted on by
Reply

Written by Agata Teresa Wyrozemska, doctoral research fellow at Fish Immunology and Vaccinology.

The interaction between bacteria, viruses and the organisms they try to infect is a never-ending race. The human body can defend itself against most unwanted pathogens (harmful bacteria and viruses), using the resources of innate and adaptive immunity. Innate immunity is the first line of defence and includes physical barriers, such as the skin and mucosal membranes lining the digestive tract, respiratory tract, etc. Natural reflexes like sneezing, coughing, and vomiting support the clearing of pathogens. The complement proteins and acute-phase proteins are also involved. In addition, some cells send signals in form of, for example cytokines, which trigger the innate and adaptive immune processes. The adaptive immune response develops through direct contact with pathogens; its mechanisms are triggered after the innate immunity and take time to develop. Adaptive immunity involves various specialized cells and molecules, including Major Histocompatibility complexes (MCH). There are different types of MHC molecules but their general function is to help the immune system recognize foreign substances and distinguish them from the self.

Do fish have the same capacity to combat infection as humans?

Anglerfish female with attached male. Copyright © 2020 Swann et. al.

Fish are the most numerous and diverse group of vertebrates, with nearly 21,000 species, more than all other types of vertebrates combined. Would it be logical, if such a large and diverse group followed only one immune defence strategy? Probably no, as in many other aspects of biology, this one too does not follow a simple scheme. Let us focus on bony fish, which anglers and fish-enthusiasts shall be well acquainted with, like cod and salmon. To spice things up, we will throw anglerfish into the mix. Anglerfish males, as a part of reproductive strategy, bite into the female and fuse with her. They form an intricate type of transplant. What is even more interesting, many males can fuse with one female. These seams counterintuitive, because in human transplants, the tissue of the donor must be compatible with the tissue of the recipient or the immune system will reject it. Imagine having multiple organs transplanted from random people. How is it possible that the fused male body is not rejected? This is dictated by a loss of key capabilities that characterize classical adaptive immunity in jawed vertebrates in the Anglerfish (Swann et al., 2020).In a nutshell, their ability to recognizing self from non-self is impaired. On the other hand, there is cod, which has lost one type of the MHC molecules in course of evolution. One may speculate that this loss has been compensated by a massive expansion of the other type of MCH molecules. (Star et al., 2011)

The challenges of fish vaccines

Atlantic salmon. “File:Salmo salar-Atlantic Salmon-Atlanterhavsparken Norway.JPG” by Hans-Petter Fjeld is licensed under CC BY-SA 2.5

Anglerfish is a curiosity, and while cod is more commonly known, it is  salmon that is the most popular in Norway. It is well-liked and often lands on our plates. Because of the high demand for salmon fillets, the fish has to be farmed. Thousands of fish are kept in large nets in sheltered waters such as fjords or bays. In dense populations, diseases spread fast. As we see with the Covid-19 outbreak, the major measure to prevent the spread of the virus is social distancing. Social distancing in fish farms is not possible. The most common measure to prevent  diseases among farmed fish, which drive economic losses, is vaccination. Pathogens causing diseases in salmon have been thoroughly examined. Numerous vaccines are available, but there is still room for improvement. It is important to thoroughly examine and understand the salmonid immune systems to create more effective vaccines. Salmon shares many immune features with humans. For instance presence of specific cells, like white blood cells, and immunity-related internal organs. However, there are some differences in their structures and functions as well. Salmon, like other bony fishes, does not have bone marrow. Fish also rely more on the innate immunity. The adaptive response appears later in course of infection and is less sophisticated than in humans. These differences are interesting and important. We at the Fish Immunology and Vaccinology group have a focus on exploring salmon’s immune system and contribute to expand the general knowledge and the formulation of new vaccines. More information about the group can be found here.

Article “The genome sequence of Atlantic cod reveals a unique immune system” by Star et. al. 2011. 

Article “The immunogenetics of sexual parasitism” by Swann et. al. 2020.

Laks produserer sin egen «virusbremse»

Posted on by
Reply

Skrevet av Jorunn Jørgensen og Sunniva Katharina Thode.

Laks får også virussykdommer. Nå har forskere ved Norges fiskerihøgskole funnet et nytt protein i laksen som er viktig i det medfødte forsvaret mot virus. Proteinet har tidligere blitt beskrevet hos ulike dyrearter og hos mennesker, men aldri før hos fisk.

Grafisk fremstilling av forskningsmetodikken.

Virussykdommer medfører store tap i norsk lakseoppdrett. For fisk, som for mennesker, er det tidlige forsvaret mot virus svært viktig for å unngå sykdom. En type molekyler, kalt interferoner, har en nøkkelrolle i forsvaret mot virus og stopper de fleste virussykdommer i tidlig fase av smitten. Når virus infiserer cellene blir interferonene produsert. De hindrer igjen at infeksjonen sprer seg til naboceller. Måten dette fungerer på er at arvestoffet til virus (RNA eller DNA) fungerer som et faresignal som aktiverer interferonene. Interferon er som en brannalarm: «Virus er kommet inn. Vennligst ta affære». Denne «alarmen» får cellene til å produsere ulike anti-virusproteiner, en slags «virusbremse», som kan stoppe videre invasjon av virus i fisken. Interferonene vil sirkulere i kroppen og signalisere til ulike celler at de skal produserer rett medisin som kan hindre viruset i å spre seg.

Professor Jorunn Jørgensen. Foto: David Jensen/UiT

– Ved å se på hvilke gener som slåes på når laksen infiseres av virus finner vi ut hvilke forsvarsmekanismer laksen bruker mot infeksjon. Vi fant et gen som var spesielt interessant og vi undersøkte hva dette genet kodet for. Det var IFIT5, et essensielt virusforsvarsprotein som er funnet i andre dyr, men aldri før i fisk, sier professor Jørgensen.

Professor Jorunn Jørgensen og forskningsgruppen hennes (Fish Immunology and Vaccinology) ved Norges fiskerihøgskole har funnet at laksecellene produserer IFIT5 når de utsettes for viruset Salmonid alfavirus. Arbeidet ble nylig publisert i tidsskriftet Developmental and Comparative Immunology og førsteforfatter er Dennis Bela’Ong, som har vært post doc i gruppen. Dette er første gang proteinet er karakterisert i fisk, men det har tidligere blitt funnet i mennesker og i kylling. Forsøk i disse artene viser at IFIT5 er viktig i forsvaret mot virus. Bela’Ong og kollegaene fant høy produksjon av IFIT5 i flere av laksens organer når fisken er infisert med virus. Det samme skjer når lakseceller som er dyrket i laboratoriet blir infiserte med samme virus eller behandlet med interferoner.

Post doc.Dennis B. Bela-Ong på laben. Foto: privat

–IFIT5 er vist å være en viktig del av immunforsvaret mot virus i andre dyr og nå har vi funnet dette proteinet i fisk også. Vi kan derfor anta at denne forsvarsmekanismen har utviklet seg tidlig i evolusjonen og blitt beholdt som en del av forsvarsapparatet fordi det er en effektiv «virusbremse» som cellene produserer selv, sier professor Jørgensen. – Vi har upubliserte data som viser at IFIT5 hemmer oppformering av Salmonid alfavirus i infiserte celler, men foreløpig vet vi ikke akkurat hvordan IFIT5 stopper viruset Dette er spennende og noe vi gjerne vil undersøke nærmere, avslutter Jørgensen.

Innlegget er skrevet i samarbeid med professor Jorunn Jørgensen.

Relaterte lenker

Artikkelen som rapporterer funnene: https://doi.org/10.1016/j.dci.2020.103746

Forskningsgruppen Fish Immunology and Vaccinology: https://uit.no/research/fishimmunology