Lakseoppdrett opererer med høy produksjonsintensitet og biomasse der intakt hud og god hudhelse er en sentral faktor og indikator for fiskens generelle helse og velferd. Funksjoner og celler i det ytterste hudlaget av epidermis er også viktig i den tidlige mekanismen for tildekking av overflatesår. Det vil bli presentert data som beskriver utviklingen av huden og dens immunstatus under forskjellige produksjonsbetingelser. Smolt som ble prøvetatt like før transport til sjølokalitet er sammenlignet med postsmolt etter 1 og 4 måneder i sjøvann. Histologiske undersøkelser viser en gradvis utvikling av huden. Både epidermis og dermis viste en økning i tykkelse samt at antallet av mukusceller økte i takt med vekt og tid etter sjøtransport. Endringen i genuttrykk samsvarte i stor grad med morfologiske observasjoner. Genekspresjonen økte for gener assosiert med utvikling av bindevev, ekstracellulær matriks, sekresjon og mukus. Resultatene tyder på en gradvis morfologisk utvikling i huden med forsinket gjenoppretting av immunfunksjoner etter sjøtransport. Det er mulig at postsmolten kan ha en økt mottakelighet overfor patogener og infeksjonssykdommer i den første perioden etter sjøutsett.  

Redusert motstand og økt følsomhet for sykdom er utfordringer i en voksende akvakultur. For å utvikle fôringsstrategier som øker produksjonen, bør det tas hensyn til å opprettholde fiskens immunforsvar. Siden resveratrol i dietten kan forlenge levetiden til enkelte fiskearter og utviser antiinflammatorisk og antioksydant aktivitet i pattedyr, kan resveratrol være en interessant forbindelse som et tilsetningsstoff i akvakultur.

Denne studien ble utført for å avgjøre om resveratrol påvirker inflammatoriske responser i atlantisk laks. Ettersom resveratrol er en poly-farmakologisk forbindelse, ble flere vev undersøkt: hodenyreleukocytter (inflammasjon), leverceller (metabolisme) og visceralt fettvev (inflammasjon og endokrint organ) og kombinasjoner av disse vevene, i et forsøk på å oppdage vevsspesifikke responser samt kommunikasjon mellom flere celletyper / vev.

Resultater: Resveratrol (100, 200 μM) inhiberte signifikant LPS-indusert transkripsjon av IL-1β, cox2, tnfα, IL-12, ccattβ og Ahr i hodenyre- leukocytter uavhengig av dyrkningsbetingelser. Resveratrol (100, 200 μM) inhiberte LPS-indusert transkripsjon av IL-1β, i leverceller uavhengig av dyrkningsbetingelser. I motsetning til dette økte Resveratrol 200 μM + LPS, spesielt, gen-transkripsjon av IL-1β, ccaatβ i visceralt fettvev trippel kulturer sammenlignet med respektive LPS-responser alene. Resveratrol (200 μM), hemmet signifikant LPS-indusert cox2-transkripsjon i visceralt fettvev når den ble dyrket med leverceller. Resveratrol, begge konsentrasjoner, reduserte signifikant sekresjon av PGE2, LTB4 og LTB5 i hodneyreleukocytter i kokultur med viskceralt fettvev og viceralt fettvev i kokultur med hodenyreleukocytter.

Om sommaren og utover hausten kan det i periodar vere sub-optimalt høge sjøtemperaturar for laks på Sør- og Vestlandet, noko som fører til fleire fysiologiske og metabolske konsekvensar for laks i oppdrett. Grunna klimaendringar er det forventa at sjøtemperaturen stig, og dermed kan oppdrettsfisk bli utsett for fleire og lengre periodar med temperaturar over optimum for vekst. Fisk eksponert for høge sjøtemperaturar tilpassar og endrar metabolismen, noko som resulterer i endringar i ernæringsstatus, feittsyresamansetjing i membranar, lågare nivå av antioksidantar og endringar i redokspotensiale. Dette kan påverke integriteten og funksjonen av immunceller, og evna til å handtere virus gjennom ein optimal immunrespons. Virussjukdomar står for ein stor del av produksjonstapet i oppdrett i dag, og det er difor viktig å undersøke korleis interaksjonar mellom sub-optimal temperatur og endringar i ernæringsstatus påverkar immunresponsen. Triploid laks er i dag under vurdering for kommersielt oppdrett grunna potensielle fordelar for miljø og produksjon. Triploid laks er funksjonelt sterile, noko som eliminerer genetiske interaksjonar mellom rømt oppdrettslaks og villfisk, og reduserer modning under produksjonen. Triploid laks er derimot meir sensitiv ved sub-optimale miljøforhold og skilnader er sett i immunresponsen etter virussmitte samanlikna med diploid laks. Difor blei triploid laks inkludert i denne modellen. Eit in vitro forsøk blei utført for å undersøke om temperatur, inkludert endringar i metabolisme og ernæringsstatus, påverka immunrespons til ein virusmodell (Poly I:C) i diploid og triploid laks. I den same modellen blei det undersøkt om immunresponsen blei påverka av aminosyrene histidin og arginin, sidan desse kan påverke både inflammasjon og oksidasjonsprosessar. Primære hodenyreceller blei isolert frå diploid og triploid laks som var haldt på 13 eller 18°C i 2 månader. Cellene blei stimulert med Poly I:C, med eller utan ekstra histidin og arginin i mediet i 24 timar. Resultata vil bli presentert med fokus på skilnader i ernæringsstatus i fisken, immunrespons, signal og oksidativt stress etter Poly I:C stimulering i fisk eksponert for ulike temperaturar. Resultat frå dette studiet vil vere nyttig for å auke robustheit ved utfordrande produksjonsperiodar, inkludert periodar med høge temperaturar og sjukdomsutfordringar.

For bedre å forstå hvordan infeksjoner, stress og vaksinering påvirker immunsystemet trengs flere verktøy, inkludert antistoffer, som kan detektere molekyler uttrykt hos ulike immunceller. Slike antistoffer er viktige for å identifisere spesifikke leukocyttpopulasjoner og sortere disse ut som reine populasjoner ved FACS-analyser. Vår forskningsgruppe studerer B-celleresponser og deres dynamikk etter virusvaksinering. Til nå har mangelen på spesifikke antistoffer for å skille ulike B-celle subpopulasjoner begrenset mulighetene for denne type studier. Vi har derfor tatt i bruk masse spektrometri (MS) til å identifisere overflatemarkører hos IgM+ blodleukocytter fra atlantisk laks, og sammenlignet disse med overflateproteiner identifisert hos to laksecellelinjer, ASK og SSP-9. Av åtte overflatemolekyler kun identifisert hos IgM+ celler, ble CD9, CD22 og CD79A valgt ut for videre studier. Hos pattedyr er homologer til CD22 og 79A utelukkende uttrykt i B celler, mens CD9 påvises både i B1 B-celler og myeloide celletyper. qPCR analyser bekreftet høye nivåer av CD22 og CD79A mRNA hos FACS-sorterte fornyre B-celler fra laks. Dette i kontrast til IgM- ikke-adherente og adherente fornyreceller, hvor nivået var svært lavt. CD9, derimot, var høyest uttrykt hos «store» IgM- celler (mulige plasmablaster/plasmaceller) og i adherente IgM- celler (myeloide celler). Videre studier, hvor IgM+ subpopulasjoner fra fornyre ble stimulerte med CpG og LPS i 72 timer, viste at både CD22 og 79A mRNA ble nedregulert sammenlignet med ikke-behandlet kontroll. Resultatene samsvarer med lignende studier gjort i pattedyr og viser at disse proteinene hos laks kan ha regulatoriske funksjoner knyttet til B celle aktivering /differensiering. Videre viser våre data at CD22 og CD79A kan være egnede markører for alle B cellepopulasjoner, mens CD9 kan brukes til å identifisere spesifikke B celler under differensiering til plasmaceller.

Virussykdommer fører til store økonomiske tap og representerer en betydelig utfordring for norsk oppdrettsnæring. Mer kunnskap om interaksjon mellom vert og agens, og om laksens immunforsvar er nødvendig for å få kontroll på, og redusere, de negative effektene av virussykdom. Slik kunnskap kan bidra til mer effektive vaksiner og bedre fiskehelse.

MicroRNAs (miRNAs), små RNA molekyler regulerer uttrykk av proteinkodende gener, og er svært viktige aktører i vertebraters immunsystem. Enkelte av vertens miRNAs kan f.eks være viktige regulatorer av immunsystemets respons ved virusinfeksjon.

Når dette prosjektet startet var det ingen kunnskap om miRNAs og deres regulatoriske funksjoner i Atlantisk laks. Primærmålet for dette prosjektet var derfor å generere kunnskap om laksens miRNAs og deres rolle ved virussykdom.

Vi har derfor identifisert alle miRNA gener i laks. Det finnes flere hundre slike gener, og vi har vist at de kan ha betydning både for immunrespons og vekst (lipidmetabolisme).

Vi har deretter etablert analysemetoder for å undersøke deres genutrykk og identifisert hvilke miRNAs som responderer på infeksjon med Salmonid Alfavirus (SAV) og Infeksiøs Pancreas Necrose Virus IPNV). Resultatene fra disse studiene viser at noen miRNAs responderer raskt andre senere i sykdomsforløpet. Det er også en assosiasjon mellom infeksjon med SAV isolater med høy/moderat dødelighet og hvor sterkt de uttrykkes. Likeledes er det forskjell i miRNA uttrykk ved IPNV infeksjon i fisk som har stor eller liten arvelig disposisjon for resistens. Til sammen viser dette at et lite antall miRNAs trolig modulerer utrykket av gener i immunsystemet gen-netverk.

Prosjektet har allerede generert ny kunnskap om miRNAs og deres rolle ved respons på virussykdom i laks. Basert på våre resultater forelsår vi at miRNAs kan ha flere oppgaver ved infeksjon, både som tidlige aktivatorer av immunrespons og som negative regulatorer av langvarige betennelsesreaksjoner slik at de ikke blir patologiske for verten. Våre neste mål er å identifisere og karakterisere de proteinkodende gener som reguleres av miRNAs ved virusinfeksjon. Det vil gi ytterligere kunnskap om hvordan de regulerer laksens immunsystem og respons på infeksjon. Det vil avdekke molekylære detaljer i sykdomsmekanismen, bidra til å identifisere nye biomarkører som kan være nyttige for å identifisere/selektere fisk med høy resistens, og, potensielt, kan slike miRNAs benyttes som i behandlingen av syk fisk (terapeutiske verktøy).