Hjerte- og skjelettmuskel betennelse (HSMB) er forårsaket av infeksjon med Piscine orthoreovirus (PRV) og er en viktig virussykdom i norsk lakseoppdrett. Siden PRV infiserer de røde blodcellene til laksen og laks i oppdrett ofte blir utsatt for lave oksygenverdier (hypoksi) i sjøen er det viktig å studere om PRV infeksjon og HSMB påvirker toleransen for hypoksisk stress.

 Vi gjennomførte et kontrollert smitteforsøk med to grupper PRV-infisert laks; PRV-gruppen som gikk uforstyrret gjennom forsøket og PRV-H-gruppen som ble eksponert for perioder med hypoksi stress i 4 timer på 40% O2 i uke 4, 7 og 10 etter smitte. I en hypoksi toleranse test (HCT) undersøkte vi tid og oksygen-nivå da fisken besvimte (incipient lethal oxygen saturation (ILOS)) som følge av gradvis synkende O2-nivå.

 I HCT-testen i uke 7 (da PRV-infeksjonen er på sitt høyeste nivå i blod) og uke 10 (da HSMB forandringene i hjertet er på sitt mest alvorlige) viste den PRV-infiserte gruppen signifikant redusert toleranse for hypoksisk stress sammenlignet med den smittefrie kontrollgruppen. PRV-H gruppen hadde også redusert toleranse for hypoksisk stress 7 uker etter smitte sammenlignet med den smittefrie gruppen. På dette tidspunktet hadde PRV-H gruppen kun opplevd én periode med 40 % O2 i uke 4. I uke 10 hadde PRV-H gruppen opplevd to perioder med 40 % O2 (i uke 4 og 7) og hadde signifikant bedre toleranse for hypoksisk stress sammenlignet med PRV-gruppen. På dette tidspunktet hadde også PRV-H gruppen lik toleranse som den smittefrie gruppen. Dette kan tyde på at en priming- eller trenings-effekt av de tidligere hypoksiske periodene forbedrer toleransen for hypoksisk stress hos PRV-infisert laks.

Vi fant også at tre perioder med hypoksisk stress ikke påvirket PRV-infeksjonen eller utviklingen av HSMB i hjerte i PRV-H gruppen.

 Konklusjon

Toleransen for hypoksisk stress er redusert under PRV-infeksjon i atlantisk laks. Denne toleransen bedres etter at fisken har opplevd perioder med kortvarig og kontrollert hypoksisk stress.

Piscine orthoreovirus (PRV) er vidt utbredt i oppdrettslaks og er etiologisk årsak til hjerte- og skjelettmuskel betennelse (HSMB), den vanligste virussykdommen i norsk lakseoppdrett. Selv om nesten all laks i Norge blir smittet med PRV i løpet av produksjonssyklus, er det på langt nær alle som utvikler HSMB. Trolig spiller faktorer både hos virus, vert og miljø inn på utviklingen av sykdommen. Vår hypotese var at det finnes ulike varianter av PRV som har ulik evne til å fremkalle sykdom.

 Målet med denne studien var å sammenlikne tre ulike PRV stammer i ett smitteforsøk. Den ene stammen hadde sin opprinnelse fra et klassisk HSMB utbrudd i Norge i 2012. Den andre stammen ble gjenopplivet fra PRV-positivt norsk materiale lagret siden 1988, over 10 år før HSMB ble diagnostisert første gang. Den tredje PRV stammen ble hentet fra British Columbia i Canada, som har hatt få og milde utbrudd av HSMB.

De tre PRV stammene ble oppformert i laks in vivo, deretter ble virus renset fra blod og kopitall beregnet ved hjelp av absolutt kvantitativ PCR. Hver stamme ble brukt til å infisere to grupper fisk med henholdsvis høy dose (3x10^7) og lav dose (6x10^4) PRV-partikler.

 Forsøket varte i 10 uker og ulike parametere ble studert: viruskinetikk i blod og organer, histopatologiske forandringer i hjertet og immunresponsrelaterte transkripter i blod og ulike organer. Infeksjonsforløpet for de ulike stammene sammenliknet. Resultater fra forsøket vil bli presentert.

Piscine orthoreovirus (PRV-1) forårsaker hjerte –og skjelettmuskel betennelse (HSMB) i laks. PRV-1 er tilnærmet ubikvitær i oppdrettslaks i sjøfasen. Erytrrocytter er en viktig målcelle, men viruset har til nå ikke latt seg dyrke i noen cellelinjer. En ny variant av Piscine orthoreovirus (PRV-3) har nylig blitt påvist i regnbueørret med en sykdom som likner HSMB.

Vi renset dette viruset, sekvenserte genomet ved dypsekvensering, analyserte kodende områder og sammenliknet de med PRV-1. Fylogenetisk analyse viste at PRV-3 tilhører et annet kluster enn PRV-1 og PRV-2 (fra Coho laks). Dette indikerer at  PRV-3  og PRV-1 er adaptert til ulike verter. Detaljerte analyser av alle kjente proteiner kodet av PRV-3 genomet viste at sekundære strukturer og funksjonelle domener er konservert mellom PRV-1 og -3. Virus partikler ble renset fra in vivo infiserte erytrocytter ved hjelp av CsCl gradient ultrasentrifugering. Renset virus ble brukt til å immuniserte kanin. Kaninserum mot renset PRV-3 kryssreagerte med PRV-1 og vice versa. Polyklonale kaninsera som tidligere er laget mot PRV-1 sigma 1, sigma 3, sigma NS, mu 1C, mu NS og lambda 1 proteiner kryssreagerte alle med PRV-3. Dette er første beskrivelse av genetisk og antigent slektskap mellom to PRV typer.

Piscint orthoreovirus (PRV) kan forårsake hjerte- og skjelettmuskulaturbetennelse (HSMB) i oppdrettslaks (Salmo salar). Erytrocytter er hovedmålceller. HSMB forårsaker betydelige økonomiske tap og det er for tiden ingen vaksiner tilgjengelig. Som for andre orthoreovirus, skjer replikasjon av virusgenom og sammensetning av nye PRV partikler i cytoplasmatiske strukturer kalt virusfabrikker som er organisert av virusproteinet μNS. De ikke-strukturelle μNS- og σNS-proteinene er bare tilstede i celler under replikering av PRV og er ikke en del av viruspartikkelen. I to eksperimentelle vaksinasjonsforsøk i atlantisk laks, ved bruk av DNA-vaksiner som uttrykker forskjellige kombinasjoner av PRV-proteiner, har vi vist at ekspresjon av de ikke-strukturelle proteiner induserer moderat beskyttelse mot HSMB. Spesielt fremkalte ekspresjons av μNS og σNS kombinert med det reseptorbindendende proteinet σ1, en god beskyttelse.