Bakteriofager Naturens egen løsning mot skadelige bakterier 1
Over: Skjematisk fremstilling av hvordan bakteriofager benytter vertsbakterier til å formere seg. Høyre: Elektronmikroskopibilde som viser en bakterie som nettopp har blitt punktert, slik at de nydannede bakteriofagene frigis og kan infisere nye bakterier. Foto: H.P.Kleppen, 2012. Bakteriofager er virus som spesifikt infiserer bakterier. På samme måte som humane virus er spesialisert til å infisere spesifikke celletyper, finnes det virus som gjennom evolusjonen har spesialisert seg på å infisere bakterier. Slike virus kalles bakteriofager. Bakteriofager finnes i alle miljøer hvor det finnes egnede vertsbakterier, inkludet i oss mennesker, i maten vår og overalt på jorden hvor det finnes liv. Bakteriofager er mer tallrike enn noen andre organismer på jorden. Det er estimert at det finnes 10 31 bakteriofager på kloden vår, og at 1 milliliter rent vann inneholder ca 100 millioner bakteriofager. Siden ulike bakterier er svært forskjellige fra hverandre, har bakteriofagene måtte spesialisere seg til å infisere hver sine bakteriearter. Bakteriofager påvirker derfor ikke annen mikroflora enn den bakteriearten de er i stand til å infisere. Bilde av bakteriofager tatt med et elektronmikroskop (TEM) viser bakteriofager i familien Siphoviridae. Foto: H.P.Kleppen, 2011. 2
Fjord farget grønn av cyanobakterier. Få dager senere kan fjorden være blå igjen. -Da har bakteriofager infisert cyanobakteriene, og utført sin biokontroll! Bakteriofagers rolle i naturen Bakteriofager er naturens eget verktøy for biokontroll av bakterier. Du har kanskje sett at fjorden kan være grønn av cyanobakterier en dag, og være blå igjen dagen etter? I så fall har du sett bakteriofager i arbeid. Hvert døgn drepes halvparten av alle bakterier på planeten av bakteriofager. Bakteriofager påvirker derfor den globale karbon-syklusen og er blant annet helt nødvendig for å sikre resirkulering av næringsstoffer i havet. Men, den viktigste funksjonen til bakteriofagene i naturen, er å sørge for at ingen enkeltbakterier blir for dominerende i et miljø. Når en bakterieart blomstrer opp, vil økende tetthet av bakterien gjøre den mer og mer sårbar for bakteriofaginfeksjon (på samme måte som høy tetthet av dyr og mennesker gjør oss sårbare for epidemier). Før eller senere vil en av bakteriene møte en bakteriofag og bli infisert. Deretter starter en eksplosiv bakteriofaginfeksjon, som ender først når det ikke lenger er egnede vertsbakterier tilstede. På denne måten kontrollerer bakteriofager bakteriefloraen på jorden, og sørger for at det i alle miljøer er et rikt mangfoll av bakterier. Bakteriofager er naturens eget Biokontroll-verktøy! 3
CUSTUS YRS er bakteriofager for bruk innen biokontroll På samme måte som bakteriofager kontrollerer mikrofloraen i naturen, kan bakteriofager benyttes til aktivt å kontrollere smittepresset av uønskede bakterier i oppdrettsanlegg. CUSTUS YRS er bakteriofager til spesifikk reduksjon av smittepress fra Yersinia ruckeri, og er sammensatt av bakteriofager isolert fra vassdrag og oppdrettsanlegg i Norge. Bakteriofagene er bare i stand til å infisere Yersinia ruckeri, ikke den øvrige mikrofloraen i anlegget. CUSTUS YRS inneholder mest vann, litt salt og mindre enn 0,01%bakteriofager. Likevel er det minimum 500 000 milliarder bakteriofager per liter. CUSTUS YRS er gjennom omfattende utprøving* vist å være: Trygt for fisken Trygt for mennesker Trygt for anleggets mikroflora Trygt for biofilteret Trygt for miljøet Bakteriofager mot Yersinia ruckeri er allerede tilstede i anlegget, men i for lav tetthet til at de påvirker smittepresset av bakterien. Først når bakterien blomstrer opp til høy tetthet er bakteriofagen i stand til å formere seg raskt nok til å påvirke smittepresset. Men da er sykdomsutbruddet allerede et faktum. Ved å tilsette CUSTUS YRS i vannet økes bakteriofagtettheten slik at en eventuell Yersinia-oppblomstring avbrytes før smittepresset av Y. ruckeri er så høyt at det går utover dyrenes helse og velferd. * Smitteforsøk, feltstudier, samt sikkerhetsstudie gjennomført iht. GLP hos Veso Vikan. Custus-behandling gav ingen mortalitet eller morbiditet, selv ved 2000 ganger dosering. 4
Hvorfor tilsette bakteriofager når de allerede er tilstede? For stor avstand mellom bakteriofag og målbakterie Yersinia-bakterier er nesten alltid tilstede i oppdrettsanlegg, men i mengder som fisken normalt kan tåle uten å bli syk. Når det er Yersinia-bakterier tilstede, er det alltid også mulig å påvise Yersinia-bakteriofager. Grunnen til at bakteriofagene ikke umiddelbart utsletter bakteriene, er at det er for stor avstand mellom dem til at det kan skje. Hvis vi ser på en typisk situasjon med 1000 bakterier og 1 bakteriofag per ml, og forstørrer bildet slik at bakterien er 20 cm stor, vil vi se at det er ca 600 meter mellom hver bakterie og 5 km mellom hver bakteriofag. Bakteriofaginfeksjoner vil ikke skje ofte nok til å utslette bakterien! Først når bakteriene får vokse til ekstremt høy tetthet vil avstandene blir så korte at kjedereaksjonen med bakteriofag-infeksjoner kommer i gang. Bakteriofagene vil ved en naturlig situasjon slå ned yersiniautbruddet, men da er fisken allerede syk! Med høyere bakteriofag-tetthet settes en grense for hvor mye målbakterien kan vokse. Med høyere bakteriofagtetthet minker avstandene mellom bakteriofag og vertsbakterie, og en eventuell bakterieoppblomstring vil avbrytes på et tidligere tidspunkt. Før smittepresset blir så høyt at fisken blir syk. Med CUSTUS YRS kan man enkelt øke tettheten av spesifikke Yersinia-bakteriofager, og sette en grense for hvor høyt smittepress av Yersinia ruckeri man tillater. CUSTUS YRS kommer i flasker og tilsettes enkelt i vannet. Så lenge det er egnede vertsbakterier tilstede vil bakteriofagkonsentrasjonen fortsette å øke. Deretter avtar konsentrasjonen som følge av utvanning, desinfeksjon med UV eller ozon, og lignende. 5
Skjematisk fremstilling av oppdrettsprosessen. Fisken er gjennom hele livssyklusen utsatt for smittestoffer, men er mer mottakelig for smitte i forbindelse med stressende driftsoperasjoner som vaksinering, sortering og transport. CUSTUS YRS er et effektivt verktøy for å kontrollere smittepress fra Yersinia ruckeri Fisken er kontinuerlig utsatt for smittepress fra ulike patogene organismer. En rekke tiltak blir brukt for å holde smittepresset lavt og fiskens toleranse for smitte høy (vannkvalitet, dyrevelferd, vaksinering, riktig fôr og god smoltifisering). Som regel lykkes dette arbeidet, og fisken er sunn og frisk. Men, fisken må også gjennom stressende operasjoner, som sortering, vaksinering og transport, hvor den er mer mottakelig for smitte, og hvor nye metoder for enda bedre smittekontroll er nødvendig. CUSTUS YRS er gjennom omfattende studier in vitro og in vivo vist å: Effektivt infisere og drepe Yersinia ruckeri isolert fra norske settefiskog sjøanlegg. Redusere smittepresset mer enn 1000 ganger, fra 10 4 cfu/ml til under deteksjonsgrensen (10 1 cfu/ml) (ILAB, 2013; FOTS ID 4901) Effektivt infisere og drepe Yersinia ruckeri under reelle operasjoner, som sortering og vaksinering i settefiskanlegg. CUSTUS YRS er et effektivt verktøy for å kontrollere smittepresset i anlegg med Yersinia ruckeri som er følsom for Custus-bakteriofagene i situasjoner hvor det er kjente utfordringer med å bevare balansen mellom smittepress og fiskens toleranse for smitte. 6
CUSTUS YRS Naturlig biokontroll mot Yersinia ruckeri - Trygt, Effektivt og Enkelt! KONTAKT OSS for informasjon om forundersøkelser og riktig bruk! Siden bakteriofagene er vertsspesifikke, må vi på forhånd teste om din Yersinia-stamme er følsom for CUSTUS-bakteriofagene. Dersom du er driftsleder, fiskehelsebiolog eller veterinær ved et anlegg som har utfordringer med yersiniose, kontakt oss for mer informasjon om hvordan du kan sende inn vannprøver og bakterieisolater for innledende kartlegging mikrofloraen i anlegget ditt. Kontakt oss gjerne også om andre bakterieutfordringer. Vi er avhengige av dine kunnskaper, erfaring og bakterieisolater for å utvikle nye bakteriofagprodukter som kan hjelpe deg med å få kontroll over bakteriene. Kontakt prosjektansvarlig i ACD PHARMA: Seniorforsker Hans Petter Kleppen E: hans.kleppen@acdpharma.com M: (+47) 977 50 860 eller Forsker Cyril Frantzen E: cyril.frantzen@acdpharma.com M: (+47) 976 50 815 7
Vårt arbeid med bakteriofager er støttet av: ACD Pharma er et forsknings- og utviklingsselskap dedikert til utvikling av produkter som kan forbedre fiskehelse, dyrevelferd og biologiske resultater i havbruksnæringen. Selskapet eies av Nordly Holding AS og har søsterselskaper innen produksjon av fiskefor, medisinfor, salg og distribusjon av legemidler, samt veterinær- og miljøtjenester rettet mot havbruksnæringen. ACD Pharmaceuticals AS Storgt. 9, 8370 Leknes 8 Mail: post@acdpharma.com www.acdpharma.com