Legemidler mot lakselus og resistens-situasjonen i Norge

Transkript

1 Legemidler mot lakselus og resistens-situasjonen i Norge PhD Marit J. Bakke

2 Legemidler som brukes i dag Organofosfater Azametifos (Salmosan) Pyretroider Deltametrin (AlphaMax) Cypermetrin (Betamax) Hydrogenperoksid (Paramove) Avermektiner Emamectin benzoate (Slice) Kitinsyntese-hemmere/modulatorer Diflubenzuron (Releeze) Teflubenzuron (Ektobann) Badebehandling I fôr AQS.no Laksefakta.no

3 Legemiddelbruk Kilder: Folkehelseinstituttet, Statistisk sentralbyrå

4 Legemiddelbruk Antall rekvisisjoner x Medikamentell behandling Ikke-medikamentell behandling Sum behandlinger (Mekanisk, termisk, ferskvann) Fiskehelserapporten 2016, Veterinærinstituttet

5 Resistens-testing Behandlingseffekt - Bioassay sensitivitet på populajosnsnivå Fullt 5-dose bioassay Forenklet 2-dose bioassay Molekylære markører sensitivitet på individuelt nivå

6 Resistens mot dagens legemidler Fiskehelserapporten 2016, Veterinærinstituttet

7 Resistens mot dagens legemidler Fiskehelserapporten 2016, Veterinærinstituttet

8 Azametifos AZA X Stamme Sensitivitet Homozygot villtype (SS) Ls A Sensitiv 100 % Ls G Sensitiv 96 % Ls B Redusert sensitivitet 72 % Ls H Resistent 44 % Ls H-s Resistent 0 % Ls V Resistent 5 % Kaur K, Helgesen KO, Bakke MJ, Horsberg TE (2015) Mechanism behind resistance against the organophosphate azamethiphos in salmon lice (Lepeophtheirus salmonis). Plos One 10(4): e

9 Pyretroider Beskrevne resistensmekanismer i andre artropoder: Mutasjoner i Na + -kanalen Ikke funnet i lakselus Endring i opptak av substans over kitinskallet Preliminære resultater tyder på at det ikke er tilfelle Endring i metabolisme Pågående prosjekt, muligens forskjeller mellom sensitive og resistente lakselus

10 Pyretroider Resistens følger morslinjen! Nilsen, F. E., & Espedal, P.G. Method for detection of pyrethroid resistance in crustaceans and oligonucleotide sequencing useful in detection of pyrethroid resistance. Patent application CA A1, Priority date (2013).

11 Mitokondrier

12 Pyretroider Resistens følger morslinjen! Mitokondriene involvert? 5 SNPer i to av genene i mitokondrie-dna koblet til resistens LiceAdvisor (PatoGen Analyse) Nilsen, F. E., & Espedal, P.G. Method for detection of pyrethroid resistance in crustaceans and oligonucleotide sequencing useful in detection of pyrethroid resistance. Patent application CA A1, Priority date (2013).

13 Pyretroider Carmona-Antoñanzas G, Bekaert M, Humble JL, Boyd S, Roy W, Bassett DI, et al. (2017) Maternal inheritance of deltamethrin resistance in the salmon louse Lepeophtheirus salmonis (Krøyer) is associated with unique mtdna haplotypes. PLoS ONE 12(7): e

14 Azametifos og Pyretroider Biomarkøren for azametifosresistens er sikker! Biomarkøren for deltametrinresistens forklarer ca 70% Tiden til lusene immobiliseres er ulik for de to substansene Jensen EM, Sevatdal S, Bakke MJ, Kaur K, Horsberg TE (2017) A selection study on a laboratory-designed population of salmon lice (Lepeophtheirus salmonis) using organophosphate and pyrethroid pesticides. Plos One 12(5): e

15 Azametifos og Pyretroider Azametifos Resistensmekanismen er avdekket og samsvarer med virkningsmekanismen for organofosfater Biomarkøren brukes til å predikere behandlingseffekt Pyretroider Biomarkør relater til resistens er avdekket, men kan ikke forklare alt Biomarkøren er ikke direkte koblet til virkningsmekanismen for pyretroider HER MÅ DET TENKES NYTT OG FORSKES!

16 Hydrogenperoksid? Oxidativt stress? Enzymaktivitet Genekspresjon Helgesen KO, Bakke MJ, Kaur K and Horsberg TE (2017) Increased catalase activity is a possible resistance mechanism in hydrogen peroxide resistant salmon lice (Lepeophtheirus salmonis). Aquaculture 468:

17 Emamektin Pre-synaptisk Post-synaptisk Glutamat Modified from Nature Reviews Avermektiner (EMB) Beskrevne resistensmekanismer i andre artropoder og nematoder: Endring i metabolsk aktivitet Oppregulering av metabolske enzymer og P-gp er funnet i lakselus Endring i glutamate- og histidine-styrte ionekanaler Nedregulering av GABA-styrte kloridkanaler og neurale acetylcholinreseptorer. Endring i ekspresjon av nikotinerge acetylcholine reseptorer. Aaen, S.M., Helgesen, K.O., Bakke, M.J., Kaur, K., Horsberg, T.E., Drug resistance in sea lice: a threat to salmonid aquaculture. Trends in Parasitology 31,

18 Hydrogenperoksid og Emamektin Hydrogenperoksid Virkningsmekanismen involverer økt katalse-aktivitet Ekspresjons-nivå av katalase-genet kan brukes til å predikere følsomhet. MEN: det er variasjoner mellom kjønn og stadier Emamektin Virkningsmekanismen delvis kjent Ingen biomarkør er koblet til resistens HER MÅ DET TENKES (NYTT?) OG FORSKES!

19 Modellering av behandlingseffekt Hvor effektivt er et middle over tid? Kjente biomarkører Kjent behandlingseffekt på sensitive og resistente lus Kjent frekvens av sensitive og resistente lus Azametifos: - 3 genotyper: SS / RS / RR

20 SS 80% RS 15% RR 5% SS RS RR Effect %- AZA % 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 R-alleles Effect 0, Treatment #.

21 Sikreste og raskeste måte å få full resistens og dårlig behandlingseffekt: NMBU School of Veterinary Science Å drepe alle følsomme lakselus x

22 SS 80% RS 15% RR 5% SS RS RR Effect %- AZA SS%-reinfection 10 % 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 R-alleles Effect 0, Treatment #.

23 SS 80% RS 15% RR 5% SS RS RR Effect %- AZA SS%-reinfection 20 % 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 R-alleles Effect 0, Treatment #.

24 NMBU Veterinærhøgskolen Er det noe håp? IKKE FOR LAKSELUSKONTROLL UTELUKKENDE BASERT PÅ BEHANDLING MED KJEMISKE MIDLER! Ikke-kjemiske kontrollmetoder

25 Ikke-medikamentell behandling Saltvann Varmt vann Mekanisk fjerning Laser Leppefisk Genetisk seleksjon av laks Kan lakselusa utvikle resistens?

26 Ikke-medikamentell behandling Ferskvannsbehandling = Redusert saltinnhold (salinitet) Bør vi se på det som et kjemisk virkestoff i ulike konsentrasjoner? Er det naturlige forskjeller mellom populasjoner i hvor lavt saltinnhold de tåler? Varmebehandling Er det naturlige forskjeller mellom populasjoner i varme-toleranse? Naturlig variasjon = seleksjonsgrunnlag

27 Ikke-medikamentell behandling Protokoll for å registrere følsomhet til ulike populasjoner Salinitets-toleranse Copepoditter Varme-behandling Preadulte Photos: Melanie Andrews HER MÅ DET FORSKES!

28 SS 80% RS 15% RR 5% SS RS RR Effect %-AZA Effekt %-thermo ,0 90,0 80,0 70,0 60,0 % 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0, Treatment #. % 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 R-alleles Effect 0, Treatment #.

29 SS 80% RS 15% RR 5% SS%-reinfection 10 SS RS RR Effect %-AZA Effekt %-thermo ,0 90,0 80,0 70,0 60,0 % 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0, Treatment #. % 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 R-alleles Effect 0, Treatment #.

30 Følsomme lakselus skulle vært fredet! NMBU School of Veterinary Science

31 NMBU Veterinærhøgskolen Er det noe håp? IKKE FOR LAKSELUSKONTROLL UTELUKKENDE BASERT PÅ BEHANDLING MED KJEMISKE MIDLER! Ikke-kjemiske kontrollmetoder Nye behandlingsmidler

32 Jakten på nye legemidler Screening av legemidler som allerede er tilgjengelig (legemiddlefirmaene) Grunnforskning på lakselusens biologi kan avdekke svake punkter (Lakselus-senteret) I hvilke fysiologiske systemer kan vi ha størst sjanse for å lykkes? Hva vet vi om virknings- og resistensmekanismene for de tilgjengelige medikanmentene? Hvordan kan vi bruke den informasjonen til å selektere eller ekskludere nye potensielle legemidler?

33 Nye medikamenter? Lufenuron Kitinsyntese-modulator Fôrbehandling i ferskvannsfasen Virkningstid ca 9 mnd i saltvannsfasen MRL-verdi i EU D-10 Aquatic Blast (Salmo Pharma) Neonikotinoid Fôrbasert, patentsøknaden inkluderer en bærer som skal forbedre opptaket av alle neonikotinoider Lav sikkerhetsmargin mhp fisken? Miljøhensyn? Kalsiumoksid (Seacalx)

34 Legemiddel-grupper Azamethiphos

35 Hvorfor er det ikke flere midler tilgjengelig? Toksisitet hos fisk Dårlig biotilgjengelighet Løser seg dårlig i vann Senker attraktiviteten til fôret Miljøhensyn Andre krepsdyr Andre sjødyr MRL Legemiddelrester i fisken? Veien fra idé til produkt er laaaaaaaaaang...

36 Kan vi forhindre utvikling av resistens mot nye midler? Modellering av endring av behandlingseffekt over tid! Identifisert biomarkør? Nåværende frekvens av alleler som er koblet til følsomhet og resistens kjent? Sette inn i en større modell med alternerende behandlingsformer og substanser.

37 Hva er viktigst å ta hensyn til? I praksis? 1) Lusetall-lusetall-lusetall 2) Økonomi 3) Villfisk 4) Dyrevelferd laks 5) Omdømme 6) Resistensutvikling 7) Miljø 8) Dyrevelferd - rensefisk Ideelt? 1) Dyrevelferd - laks 2) Dyrevelferd - rensefisk 3) Villfisk 4) Resistensutvikling 5) Lusetall 6) Miljø 7) Omdømme 8) Økonomi

38