Probiotika og immunstimulerende midler for å bedre helse SATS PÅ TORSK Nettverksmøte 2011, 9-10 February. Kiron Viswanath



Like dokumenter
Immunstimulanter for potensiering av torskens naturlige immunsystem

Hvor langt er vi kommet med torskevaksiner?

Carnobacterium divergens vs. Aeromonas salmonicida hos Atlanterhavs laks (Salmo salar L.) Hvem vil seire?

IMTA, smittevernprinsippet og sykdom. Stein Mortensen

Helse og velferd hos villfanget leppefisk. Foto Erling Svensen

Vintersår hos Atlantisk laks

Francisellose: -status i torskeoppdrett -Hvor kommer smitten fra? Duncan J. Colquhoun

NITO Bioingeniørfaglig Institutt kurs i Immunologi The Edge, Tromsø, 11. februar Generell Immunologi

BAKTERIOLOGISK BALANSE OG KONTROLL I RAS. K.J.K. Attramadal (SINTEF Ocean)

«Immunterapi» Kreftutvikling. Myelomatose. Immunterapi. Anders'Sundan Senter'for'myelomforskning Institutt'for'klinisk'og'molekylær'medisin,'NTNU

Kristin Hamre: God ernæringskvalitet til marine fiskelarver. Embryo og larver Risiko/nytte fisk Bærekraft

Hvordan trenger sårbakterier gjennom laksens hudbarriere?

Hvordan kan oppdretter skape og opprettholde mikrobiell stabilitet i RAS?

'1$YDNVLQHUÃHQÃQ\ÃYDNVLQDVMRQVVWUDWHJLÃ

5.1 Evaluering av ulike formulerte fôr med hensyn på ernæringsmessig sammensetning, tekniske egenskaper og egnethet for weaning av torskelarver.

IPN og spredning: Hvor viktig er stamme?

Vil laksegenomet løse sykdomsproblematikken i akvakulturnæringen? Unni Grimholt CEES, Biologisk Institutt, UiO

Tarmens immunrespons påvirkes av alternative proteinkilder i fôr

4.3 Oppdrettsmiljø for torskeyngel: Overgang til tørrfôr ved ulike saliniteter

POSTER - ABSTRACT. Nettverksmøte Høgskolen i Bodø og Radisson Blu Hotel. Konferansen støttes av:

Flervalgsoppgaver: Immunsystemet

Forløp av ikke-adaptiv og adaptiv immunrespons. Mononukleære celler, metylfiolett farging

Nyre biopsi, en metode for påvisning av smittebærende stamfisk. Øyvind J. Brevik Fiskesykdomsgruppen

Utarbeiding av vaksineregimer og oppfølging av vaksinert rognkjeks i felt

Cellebiologiske prosesser som respons på virusinfeksjon

Hva er myelomatose? Hva er immunterapi?

Rensefiskhelse tapsårsaker og smittemodeller

Fordøyelse i tidlige livsstadier:

Hva er Immunterapi? Anders Sundan Senter for myelomforskning, NTNU

Evaluering av ulike formulerte fôr med hensyn på ernæringsmessig sammensetning, tekniske egenskaper og egnethet for tidlig weaning av kveitelarver

The Cod Health Project

NYHETER. focus viral / primo. Et komplett og spesifikt utvalg av smarte fôr

Integrert akvakultur har stort potensiale til å redusere påvirkning fra fiskeoppdrett

Sjømat sin rolle i mat- og ernæringsikkerhet

SAMMENDRAG INTRODUKSJON... 6

Vintersår, en detaljert innsikt i bakteriene involvert er nødvendig

Litt om dagens og fremtidens torskefôr... Sats på torsk! Nasjonalt nettverksmøte. Bjørn Morten Myrtvedt. Tromsø,

Kristin Hamre: Hvilken betydning kan epigenetikk ha for marint oppdrett? Embryo og larver Risiko/nytte fisk Bærekraft

Squares. xoç a i HEALTHY CHOCOLATE

Kap. 20 Mikrobiell vekstkontroll

Fiskevelferd 2.0: Hva kan slimhinnene fortelle oss?

Fiske, transport og bruk av leppefisk i oppdrettsnæringen mulige påvirkninger på økosystemet

Mastergradsoppgave i fiskehelse 30 stp. In vitro eksponering av torsketarm

RPS1 90 (Ph. Eur.) RPS1 75 (Ph. Eur.)

Trenger vi mer eller mindre forsøksfisk?

Fangst, transport og bruk av vill leppefisk. Miljøeffekter, sykdommer og smittespredningsrisiko risikoanalyse eller kostnyttevurdering

Francisellose og utbreiing av smitte hos villtorsk i Noreg

Makroalger- fremtidens såkorn

Riktig bruk av sjøvann

Ny kunnskap om epiteliocystis hos laks

Vaksinering av. Rognkjeks. Cyclopterus lumpus. vaxxinova.no

Francisellose hos torsk og forvaltningsmessige utfordringer

Fra defensiv til offensiv holdning til bærekraft

De enorme verdier i marint restråstoff. stoff. Margareth Kjerstad SATS PÅ TORSK, februar. Bergen 2007

Hva mener vi med Emerging. En introduksjon

AGD og Pox en dødelig kombinasjon? Forsker Ole Bendik Dale og Mona Gjessing

Norecopas pris til fremme av de 3 R-ene

ILA sykdomsutvikling Opptak og spredning av virus i fisken

Institutt for biologi Faglig kontaktperson(er) under eksamen: Diem Hong Tran mobil tlf. nr Sensurdato: 3 uker fra eksamen + 10 dager

Hvor mye sjøvann kan brukes i settefiskproduksjon av laks?

Bio-Strath 100 tabletter

Analyse av sykdomsrelatert risiko forbundet med bruk av villfanget og oppdrettet rensefisk for kontroll av lakselus

God ernæring gir sunnere fisk. Kristin Hamre og Ann-Cecilie Hansen NIFES

Havbruksforskning

Helsestatus hos oppdrettstorsk

Håndtering av ILA i avlssammenheng

Pro- og prebiotika for torskelarver

Kommende behov til nye råstoffkilder til fôr. Grethe Rosenlund, Skretting ARC

VRI Hordaland: Marin sektor

ALPHA JECT 6-2 injeksjonsvæske, emulsjon, vaksine til atlantisk laks. RPS1 90 (Ph. Eur.) RPS1 75 (Ph. Eur.)

+HOVHVLWXDVMRQHQÃIRUÃODNVHILVNÃ

Storskala forsøk med anrikning av rotatorier

Oppfølging av helse og kvalitet hos oppdrettet rensefisk i Marine Harvest. Rensefiskleder Olav Breck Biologisk ansvarlig Espen Grøtan

BIOS 1 Biologi

Resistente bakterier i mat hva vet vi og hva er bekymringen?

Muligheten for genetisk seleksjon på egenskapen «lusespising»

INNHOLDSFORTEGNELSE Bakgrunn... 3 Målsetting... 3 Arbeidsbeskrivelse... 4 Gjennomføring og organisering Referanser... 20

Rensefisk konferansen 2019 Hvordan få kontroll på helseutfordringer på rensefisk

Første Tann. Bakterie kolonisering Immunreaksjon? Streptokoccus Mut. Toleranse? IgA mot Str. Mut? IgG beskytter. Ekslusjon og toleranse?

NORDISK ATLANTSAMARBEJDE

Selv. Trygg Ignorere. Farlig. Fremmed. Immunsystemet: Generelt, og om allergi spesielt. Immunsystemets utfordring. Medfødte og ervervete immunsystemet

Generell immunologi og immunforsvaret på 45 minutt

FOREDRAG Overvekt, gener og tarmflora. Stig Bruset Fastlege og spesialist i allmennmedisin Regnbuen Helsesenter

Antimikrobiell aktivitet i skinn hos fisk

4260 Mikrobiologi. Midtprøveoppgaver. 02. oktober 2013

Nytt fotopigment funnet hos fisk

Konsekvenser av taredyrking på miljøet:

1. Medfødt og ervervet immunitet. Karl Schenck, V2015

God fiskehelse Grunnlaget for god smoltkvalitet

Biologisk mestring som premiss for utvikling av oppdrettsteknologi En glad fisk?

Funksjonelt fôr som verktøy i kampen mot lakselusa. Hell, 4.mars 2013 Asbjørn Dyrkorn Løland

Forebygging av sykdommer

Antibiotikaresistens i husdyrproduksjonen med hovedvekt på MRSA og ESBL hva vet vi? Marianne Sunde 29. januar 2015

FORSKNINGSPLAN for programmet HELSE HOS FISK OG SKJELL. Programmets mål:

Havforsuring hva skjer med livet i havet? Elisabet Forsgren

ASEA VIA. Se etter BioVIA på etiketten

Klimaendringenes effekter på havet. [tütäw _ÉxÇz

(19) NO (11) (13) B1

Kan ILA virus spres via rogn og melke? Espen Rimstad, NMBU- Veterinærhøgskolen

Rensefiskhelse tapsårsaker og smittemodeller

Transkript:

Probiotika og immunstimulerende midler for å bedre helse SATS PÅ TORSK Nettverksmøte 2011, 9-10 February Kiron Viswanath Faculty of Biosciences and Aquaculture, University of Nordland

Sykdommer på torsk: årsaker Utilstrekkelig sykdomsforebygging Intensivt oppdrett Sykdom på torsk Nye sykdommer Interaksjoner mellom oppdretts- og villfisk

Source: FAO

VETERINÆR PROBIOTIKA MENNESKER AKVATISK MILJØ DYR

Produksjon av inhiberende forbindelser Konkurranse om adheranse områder PROBIOTIKA Styrking av immunresponsen Konkurranse om næringsstoff; Bidrag som enzymer

Lumen Mukus fra goblet celler Apikal surt mikromiljø i tarmepitel Cell turnover Peristalsis Antibakteriell aktivitet i epidermal mukus

Disse proteiner gjør epitelceller i stand til å koordinere hendelser i tarmen. Lumen ENTEROCYTT FUNKSJONER Fanger opp makromolekyler Absorberer næring Fungerer som immunceller Tilstedeværelse av reseptorer for bakterielle produkter Uttrykking av overflatemolekyler som inneholder immunoglobulin områder Uttrykker proteiner som har interaksjoner med immunocytter i tarm Concept from Sanderson 2003, NeoReviews 4

Terrestrielle probiotiske organismer for akvatisk bruk Nyttige native bakterier? Vert-opphav, fra en akvatisk organisme

Start Ufôret Fôret 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13 11 12 14 15 16 Diversiteten i det bakterielle tarmsamfunnet ble redusert som følge av fôring, mens det var liten forandring ved sulting. Dhanasiri et al. 2010. Microbial Ecology 61

12 Eubacteria (Uncultured bacteria) 19 69 g-proteobacteria (Photobacterium iliopiscarium strains) α-proteobacteria (Roseobacter sp.) 197 isolater ble undersøkt, 29 (14.8%) var antagonistisk mot Vibrio anguillarum, A. salmonicida.

19,3 11,5 69,2 Firmicutes Actinobacteria Others 188 isolater ble undersøkt, 6 (3.2%) var antagonistisk mot Vibrio anguillarum, A. salmonicida subsp. achromogenes og V. salmonicida Lauzon et al. 2008, Vet Microbiol 132

Egg/start fôring Colwellia spp. (rapidly disappeared from microbiota) 1. 3 uker med fôring Vibrio logei, V. fischeri & V. anguillarum V. anguillarum, Vibrio sp., Pseudoalteromonas sp. - (larval GI tract) 2. 3 uker med fôring Flexibacter aurantiacus, a species of Sulfitobacter, & putative Mycoplamsa sp (50 th day dominant). Ingen korrelasjon mellom mikrobiota assosiert med levende fôr og i tarm hos torskelarver. Korsnes et al. 2006, ICES J Mar Sci 63 McIntosh et al. 2008, Aquaculture 275

Begynnelse av start fôring Innsamling av prøver Overføring av larver ** * + + + + + * * + + + + * * + + * + * + + * + + * + + * + + * 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Dager etter klekking **0.1 g/l probiotiske bakterier i sjøvann, *0.04g/l probiotiske bakterier i sjøvann +hjuldyr anriket med 12 g blanding med probiotiske bakterier/500,000 hjuldyr H. Sveinsdóttir et al. 2009. Comp Biochem Physiol 4

KONTROLL GRUPPE PROBIOTISK GRUPPE SOMATOLACTIN HMT SOMATOLACTIN HMT Transferrin Transferrin MAPK p38 MAPK p38 MAPK p38 MAPK p38 3 til 3.6 gang nedregulering av immunrelaterte proteiner i probiotisk gruppe. Probiotiske bakterier kan ha utkonkurrert patogene bakterier, som kan ha resultert i lavere uttrykking av immunrelaterte proteiner i denne gruppen. H. Sveinsdóttir et al. 2009. Comp Biochem Physiol 4

5 Melkesyre bakterier Log CFU/g 4 3 2 1 Pyloric caeca Intestines 0 1 2 1 2 LABC LABC+P Torskeyngel (prøver 1 & 2; 5 fisk hver) etter 3 uker på fôr som inneholdt Carnobacterium divergens (LABC); LABC + P gruppe Som også inneholdt immunstimulerende peptider (fiskeprotein hydrolysate) Gildberg & Mikkelsen, 1998, Aquaculture 167

A Fisk som er gitt kontrol fôr. B - Fisk som er gitt fôr inneholdende C. divergens Gildberg & Mikkelsen, 1998, Aquaculture 167

GP21 & GP12 isolert fra tarm til Atlantisk torsk Aderhanse & koloni overlevelse Stimulering av epitelceller Cellulær Humoral Antagonisme Transkriptsjonelle responser

Karakterer undersøkt GP21 GP12 Antagonistisk mot patogener* Bakteriesuspensjon Vibrio anguillarum Aeromonas salmonicida Sterk Svak Svak Moderat Antagonistisk mellom GP21 & GP12 Nei Nei Produksjon av syre Nei Nei Produksjon av sideroforer (enheter) 33% 15% Resistent mot syre (ph 3) Ja Ja Resistent mot galle (5%) Ja Ja Ufarlig for vert Ja Ja * Inhiberingssone : Sterk, > 6 mm; Moderat, 3-6 mm; Svak, < 3mm.

Control Live HI 2 1,6 GP21 b b 2 1,6 GP12 b 1,2 0,8 b b 1,2 0,8 b 0,4 a a 0,4 a c a a 0 0 3hpi 24hpi 3hpi 24hpi Relativ ekspresjonsprofiler (gjennomsnitt+sd) av bakterielle forsvarsgener (BPI/LBP) i hodenyre leukocytter co-inkubert med levende og varem-innaktiverte tarmbakterier. (n = 7) Lazado et al. 2010, Comp Biochem Physiol 155

15 Ant.intestine Post.intestine Midintestine Rectum Percentage adhesion (%) 12 9 6 3 a b c d a a b b 0 GP21 GP12 N = 3 forsøk i triplikat Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Neglesjerbar adhering i for-tarm (~0.2%) Adhering til gjennværende segmenter er nesten den samme (6.8-7.2%) N = 3 førsøk i triplikater Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Med tilstedeværelse av GP21 Forbedret adhering til fortarm (økning til 5.5%) Interferanse av adhering gjennom KONKURRANSE N = 3 førsøk i triplikater Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Med tilstedeværelse av GP12 Forbedret adhering til fortarm (økning til 8.5%) Interferanse av adhering gjennom EKSKLUDERING N = 3 førsøk i triplikater Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Sannsynlig høyere enn A. salmonicida (~2.0%) Høyest adhering til midt-tarm (~13.0%) N = 3 trials in triplicates Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Med tilstedeværelse av GP21 IKKE noe definitiv mønster med bakteriell interferanse! N = 3 trials in triplicates Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Med tilstedeværelse av GP12 Interferase av adhering gjennom KONKURRANSE (AI, MI og PI) og FORSKYVNING (PI og RC) N = 3 trials in triplicates Lazado et al. 2011, Vet Microbiol, 148

Probiotisk GP21 GP12 GENER F H R F H R BPI Hepcidin Lysozyme Galectin Metallothionein IL-1β IL-10 Opp- eller nedregulering sammenlignet med kontrollgruppen, P<0.05

Fôring med probiotika med opphav i verten forbedrer evnen fisken har til å inhibere patogener etter 20 dager Transkriptom responser var mer prominente i for-tarmen; men andre regioner ble også funnet å bli stimulert ved opptak av probiotika i fôr

Tarm mikrobiota Homeostase Tarm epitelium Tarm immunsystem

Immunsystem ikke fullt ut kompetent Fiskelarver Biotisk/abiotisk faktorer SYKDOM Fysiologisk status Biotisk/abiotisk faktorer Juvenile/ Voksne Bærekraftige alternativer Vaksinasjon? Priming av immunsystem innate/ikke-spesifikke forbindelser

MAKRO & MIKRONÆRINGSTOFF Aminosyrer, Fettsyrer, Polysakkarider, Mineraler, Vitaminer BIOLOGISKE TILEGG Bakteriell/Sopp derivater Dyr & plante derivater Effektive immunresponser Sykdomsmotstand

Vert får bedre motstandskraft mot sykdom Utløser forsvarsmekanismer/veier Aktiverer celler overflate reseptorer Immun stimulant Naturlig forekommende forbindelser Concept from Bricknell & Dalmo, 2005, Fish Shellfish Immunol 19

In vitro assays på leukocytter: fagocytose, produksjon av frie radikaler, migrasjon, cytokin produksjon, enzym aktivitet, produksjon av nitric oksid, evne til å drepe bakterier, cytotoxisitet, cell proliferasjon In vivo evaluering: Antistoff produksjon vaksinasjon, overlevelse i smitteforsøk (bakterier/virus), anti-parasitisk effekt, vekstfremming

Magnadottir et al. Asa-LPS: A. salmonicida ssp. LPS Ec-LPS: Escherichia coli Lichenan: Et linjært (1 3), (1 4) β-glucan fra Cetraria islandica Thamnolan: Et komplekst heteroglycan fra Thamnolia vermicularis var. subuliformis Chitosan: Crustacean polysakkarider DNA: Fra gjær, Saccharomyces cerevisiae Polymannuronic syre: Fra brunalgen Durvillea antarctica Laminarin: Fra algen Laminaria digitata Levamisol: En syntetisk stimulant Vitamin C: Askorbinsyre Oil: Fra torskelever Magnadottir et al. 2006, J Fish Dis 29

Dødelighet (%) ved 5.5 C Dødelighet (%) ved 10 C 90 Control Asa-LPS 90 Smitte med Asa (2x10 5 cfu/ml) 75 75 60 60 45 45 21dph 51dph Control (5.3g) Ass-LPS (6.2g) Asa-LPS behandling foredret motstand mot sykdom Magnadottir et al. 2006, J Fish Dis 29

Overlevelse (%) ved 27 dph Overlevelse (%) ved dag 18-30 50 50 40 40 30 * 30 20 10 * 20 10 0 0 Control Diatom glucan Yeast glucan Control Diatom glucan H M Alginate Skjermo et al. 2006, Aquaculture 261

Dybdeforståelse av substansene som stimulerer Kunnskap om reseptorer i vertens celler som kan gjennkjenne og respondere på disse substansene Kartlegge responsene i humorale markører som er lette å måle Dokumenterte effekter praktisk bruk i oppdrett Functional feeds?

TAKK TIL FORSKNINGSRÅDET (Prosjektene: Preventive Health Care of Farmed Fish; Mucosal Immune System of Atlantic Cod Creating a Knowledge Base) HAVFORSKNINGSINSTITUTTET (Øivind Bergh, Hari Rudra, Rolf Hetlelid Olsen, Ann Cathrine Einen) Anusha Dhanasiri Carlo Lazado Christopher Caipang Kjetil Korsnes Hilde Ribe Ingvild Berg Monica Brinchmann