Å kjenne lusa på gangen

– etablering av Senter for systembiologisk luseforskning (SSL)

Skrevet av førsteamanuensis Arve Lynghammar, seniorforsker Roy Dalmo og professor Kim Præbel ved Forskningsgruppe for genetikk, Norges fiskerihøgskole.

En av de største og dyreste problemene i norsk fiskeoppdrett er noen små, skallkledte dyr som går under samlebetegnelsen «lus». Den mest kjente er lakselus, men også søskenbarnet skottelus skaper problemer. Begge artene er hoppekrepser og har et reproduksjonstall (R-tall) mye høyere enn de mest pessimistiske anslagene Verdens helseorganisasjon (WHO) har hatt for korona. Hvert år bruker oppdrettsindustrien mer enn 5 milliarder kroner på å bekjempe problemet. Prisen per lus er jo ikke så stor, men samlet er dette en betydelig utgiftspost for næringen. Da er ikke problemene med dyrevelferd eller konsekvensene for villfisk og samfunn tatt med i regnestykket.

Lakselus Lepeophteirus salmonis (venstre) og skottelus Caligus elongatus (høyre), to arter hoppekreps som fører til store utfordringer for oppdrettsindustrien. Foto: Julie Bitz-Thorsen.

Kamper kjempes hver eneste dag

Til nå har strategien i hovedsak vært å fjerne symptomene, altså å fjerne lusa fra laksen. Men siden oppdrettslaksen og dermed lusa svømmer rundt i anlegg med bare et nett som barriere, vil lusa kunne spre seg fritt mellom miljø og merd. Kjemisk behandling brukes som enten badebehandling eller tilsatt i fôret. Begge deler påvirker miljøet rundt merdene. Det er ille nok, men kanskje enda verre; lusene tilpasser seg kjemikaliene og blir resistente (motstandsdyktige). Fysisk avlusning som høytrykksspyling, varmt vann eller ferskvann påvirker miljøet rundt i mindre grad. Men med fysisk avlusning øker utfordringene med fiskevelferden. Også dette har lusa et svar på. Den kan sette seg dypere ned mellom skjellene på laksen og blir vanskeligere å skylle bort. I tillegg kan den ganske raskt endre hvilke temperaturer og saltkonsentrasjoner den tåler.

Rensefisk (som leppefisk og rognkjeks) har lenge blitt sett på som den perfekte løsningen. Men rensefisken får selv velferdsutfordringer og kan skape trøbbel hvis den rømmer. I tillegg kan lusa gjøre seg mer gjennomsiktig som gjør at rensefisken ikke ser den. Gjennomsiktige lus kan muligens også gjøre seg usynlige for «Stingray-systemet» – en Star Wars-lignende sak som bruker laserstråler til å skyte lus. Lusa har altså en usedvanlig god evne til å unngå industriens forsøk på å få ned R-tallet. 

Oppdrettsanlegg i Nord-Norge, sommeren 2020. Om dette anlegget er plaget med lus vites ikke, men sannsynligheten for det er stor. Foto: Arve Lynghammar.

Noe må gjøres

Etter mange år og milliarder av kroner er de foreløpige konklusjonene lite lustig  lesning. Kanskje er behandling av symptomer, altså å fjerne lusa etter at den har slått seg ned på en uheldig laks, ikke er den beste løsningen. Det er nok på høy tid å mobilisere flere miljøer ved UiT, med mål om en mer helhetlig forståelse av luseproblemet. Med andre ord, vi må lære å kjenne lusa bedre på gangen.

Tålmodig laks i vente-merd ved slakteri i Nord-Norge. Foto: Kim Præbel

For å svare på utfordringene ønsker vi å etablere Senter for systembiologisk luseforskning (SSL) sammen med et bredt og relevant fagmiljø. Fra Norges fiskerihøgskole deltar forskningsgruppene Genetikk, Havbruk og miljø, Fiskeimmunologi og vaksineutvikling, MarBio, Sjømatvitenskap og Mikroalger. Fra Institutt for arktisk og marin biologi bidrar forskningsgruppene Ferskvannsøkologi og Nordlige populasjoner og økosystemer (og det er plass til flere). Havbruksstasjonen i Tromsø med sin luseinfeksjonsmodell er også sentral.

Senteret har tre hovedmål:

1. Hvilke lus er hvor?

I dag regnes lus som én genetisk enhet i Norge og Atlanterhavet som helhet. Det betyr at de blir forvaltet og behandlet som om de er like. Men erfaringene fra dagens avlusningsmetoder viser at lusene er svært gode på å tilpasse seg, og bare dette tyder på at grupper av lus kan utvikle seg ulikt. Nylig har man funnet ut at det til og med er klare forskjeller i genene hos lusene mellom merder på samme sted! Kunnskap om lusas genetiske sammensetning og evne til å være resistent mot en avlusningsmetode, vil gjøre det mulig å ha mer effektiv og målrettet behandling. Ett av målene for senteret er altså å kartlegge hva slags genetisk sammensetning lusepopulasjonene har, og hvor de ulike er langs kysten. Vi vil se på hvordan samspillet mellom lus på et sted foregår, i løpet av en produksjonssyklus. Hvordan akkumulerer lusa gener som gjør dem resistente mot behandling i tid og rom ?

2. Hvor kommer lusa fra?

Som sagt er oppdrettsfisk i hovedsak bare skilt fra resten av naturen med et nett. Lus forekommer også på villfisk, men det er lite kjent hvordan lusa beveger seg frem og tilbake mellom over nettet. Er det villfisk som smitter oppdrettsfisk mest eller er det omvendt? Og hvordan vil de resistente lusevariantene påvirke villfisk?

Bruk av rensefisk vil nok fortsette i årene fremover, og man avler frem varianter som er flinkere til å beite på lus. Lusa på sin side tilpasser seg rensefiskens økende evne til beiting, i et stadig pågående våpenkappløp. Hva vil skje dersom de fremavlede rensefiskene rømmer og sprer seg blant villfisk?

Ved å bruke metoder der vi ser på hele arvematerialet, vil vi prøve å få et innblikk i om rømt rensefisk blander seg med villfisk på stedet og hvordan resistente lus oppfører seg på villfisk. Vi tror at interaksjonen mellom vert og parasitt vil endres både i vill- og oppdrettsfisk.

Rognkjeks (Cyclopterus lumpus) blir brukt som rensefisk mot lus i nordnorsk lakseoppdrett. Foto: Kim Præbel.

3. Hvordan forhindre lusepåslag?

I innledningen slo vi fast at dagens avlusningsmetoder har utfordringer i tillegg til utvikling av resistens hos lusa. Derfor ønsker vi også å finne ut om det er måter å forhindre at lusa i det hele tatt slår seg ned på oppdrettsfisken. Bruk av algefôr produsert ved Finnfjord smelteverk har vist seg å være lovende. Vi ønsker i tillegg å teste tusenvis av ekstrakter fra Marbio for å se om disse kan holde lusa utenfor det gode selskap. Til sist vil vi med en bred genetisk tilnærming finne ut om ulike lusepopulasjoner kan være sykdomsbærere, i tillegg til de fysiske hudskadene som de forårsaker.

Nordnorsk oppdrettsanlegg for laks. Foto: Kim Præbel.

Stor slagkraft og relevans

Senter for systembiologisk luseforskning bidrar direkte til å støtte opp om UiTs satsing på bærekraftig havbruk og forskningsdrevet innovasjon. Vi tror at deltakerlisten blir utvidet med andre miljøer fra UiT, inkludert Det juridiske fakultet og Handelshøgskolen ved UiT. Oppdrettsnæringen og forvaltningsinstanser vil sannsynlig også bidra til en varig løsning for senteret. Vi ønsker å bruke vår store internasjonale kontaktflate til å fortsette arbeidet som det nå nedlagte «Sea Lice Research Centre» i Bergen gjorde, men med et fokus dreid mot interaksjonen mellom vert (laks) og parasitt (lus).

Næringen etterspør mer kunnskap om problematikken, for lus er rett og slett årsaken til at produksjonen ikke kan øke i årene fremover. Å bruke noen millioner på dette senteret fremstår som lusne penger sammenlignet med å kaste 5 milliarder ut vinduet hvert år.

 

Når den praktiske undervisningen blir gjort digitalt

Skrevet at Tore Seternes

Kobling av praksis og teori gir gjerne bedre læring. Når kunnskapen får en praktisk setting blir den til kompetanse. Ved et universitet kan det være utfordrende å få til når det meste av undervisning foregår i klasserom og auditorier. For akvamedisinstudentene er det litt annerledes. I alle fall på kurset i klinikk og HMT-evaluering som alle studentene gjennomfører som del av sitt studie. Kurset har et intensivt undervisningsopplegg der det meste foregår ute, så og si på merdkanten. I dette spesielle året måtte vi løse kurset digitalt. Vi fikk jobbet frem gode løsninger, men noe mistet nok årets studenter.

Kurset før korona

Klinikkkurset (BIO-3603) har i flere år blitt gjennomført i samarbeid med næringsaktører og ÅkerBlå til samme tid og på samme sted. Kurset er lagt til Frøya. Frøya er et kjent miljø i norsk lakseoppdrettsnæring med alle ledd i produksjonen, fra settefisk til slakteri. Altså, relativt kort mellom leddene i produksjonskjeden. Her har studentene fått opplæring i veterinærmedisinske feltrutiner og prosedyrer ved inspeksjon, prøvetaking og disseksjon. De har også gjennomført evaluering av helse, miljø og teknologi (HMT) til et oppdrettsanlegg ute på anlegg. Et av kursets mål er å motivere studenter til en karriere som aktive aktører og bidragsytere til utvikling av oppdrettsnæringen. Studentene samles og reiser til Frøya for å lære mer om den praktiske hverdagen ferdigutdannede fiskehelsebiologer møter. De lærer hvordan arbeid i førstelinjen foregår, på merdkanten ute på oppdrettsanlegg. At studentene er på tur sammen i en uke har også en sosial nytte som ikke skal undervurderes.

Deler av arbeidet er på merdkanten, her lines det på nota (venstre). Det gir studentene et god inntrykk av dimensjonene og hva arbeide med uttak av fisk fra nota egentlig innebærer. Studenter observerer notfisk og folk fra dekket av en servicebåt (høyre), med tid til å diskutere hva de er med på.

På kurset deltar studentene i det praktiske arbeidet som fiskehelsebiologer gjennomfører ute på anleggene. De håndterer fisk og utstyr, og kan få svar på spørsmål direkte fra personell som har dette som sin faste jobb. Tilgang på førstehåndskunnskap om arbeidet de senere selv skal gjennomføre er uvurderlig. Det er ikke noe vi får til med pensumlitteratur og klasserom. Ved å delta i praktisk gjennomføring får studentene en annen innsikt i hva oppdrettsproduksjonen innebærer, og hvilke utfordringer og begrensinger den setter for fiskehelsebiologer.

Hvordan teller man lus? Hvilke stadier telles? Hvordan får man tak i fisken? Har det betydning for vurderingen? Hvordan kan man sikre seg at fisken man teller lusa på er representativ for merden?

Helsekontroll. Her er det tatt ut fisk fra merden i bildet til høyre. Metoden som benyttes for å få tak i fisken har betydning for resultatet; hvordan kan en sikre at fisken en får opp er representativ for hva en ønsker å undersøke?

Hvordan er miljøtilstanden ved anlegget? Studentene er med og undersøker status. Her studeres innholdet fra en bunngrabb. Omgivelsene er viktig for fiskens velferd og helse, og for fiskehelsebiologene er det nødvendig med en forståelse av miljø også ut over tilstanden inne i merden.

 

Digital løsning på kurset

Bilde viser dataskjerm fra besøk på settefiskanlegg med obduksjon og vaksinekontroll av settefisk. Det et litt bedre enn å lese om det i en bok, men langt i fra den praktiske nytteverdien studentene får ved å delta selv.

Bildene over er fra i fjor. Årets kurs var ferdig planlagt, men en uke før oppstart kom beskjeden fra næringsaktørene; på grunn av endringer i smitterisiko kan vi ikke lengre ta imot besøk på anleggene våre. Siden kurset er obligatorisk i et studieprogram som gir reseptrett, kunne det ikke avlyses. Men hvordan gjennomfører man et praktisk kurs ute i næringen, når næringen ikke kan ta imot studentene? En sentral aktør i kurset, Åkerblå, fikk heller ikke tilgang til oppdrettsanleggene for kontroll. De måtte finne andre løsninger for hvordan de kunne observere fisken og anlegget og ta ut prøver for senere analyse. De har tatt i bruk direkteoverført video. Ansatte ved anleggene ble utstyrt med kamera på hjelmen og bildene ble sendt live tilbake til Åkerblå. Med direkte kommunikasjon kunne de beskrive arbeidsoppgavene de ville ha utført til personellet som bar hjelmkamera. Personellet ble fjernstyrte stedfortredere for fiskehelsepersonell. Kunne de hjelpe til med gjennomføring av klinikk kurset også? Årets kurs ble dermed gjennomført hjemmefra hvor studentene var pålogget sin egen PC.

Gode digitale løsninger gir ikke fullverdig erstatning for praktisk øvelse

Den digitale versjonen av kurset gikk etter planen og med svært stor innsats fra Åkerblå fikk man gjennomført kurs og program etter beste evne. Både studenter, forelesere og arrangører skal ha honnør for gjennomføring, deltakelse og generell positiv innstilling til den nye digitale hverdagen vi har fått tildelt i disse koronatider. Men kurset slik det har vært tidligere er et praktisk kurs med sosialt samvær med praktisk arbeid på land og hav. Det er håndtering av fisk og bunnprøver, båt og bilkjøring i tillegg til klatring på båter og merder. Lukt og andre sanseinntrykk overføres ikke gjennom en dataskjerm. For å få god tid til spørsmål og diskusjon jobber vi sammen med profesjonelt fiskehelsepersonell på merdekanten i små grupper. Vi må være ærlige å si at for studentene i år er nok læringsutbyttet av den digitale versjonen av kurset mindre enn tidligere år, mest på grunn av at den praktiske og sosiale dimensjonen ikke har vært tilstede i lik grad.

 

 

Laks produserer sin egen «virusbremse»

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