Brug af cellekultur-teknikker til at minimere behovet for forsøgsdyr i udvikling og fremstilling af vacciner til opdrætsfisk (afsluttet)

Niels Lorenzen

Både for mennesker og husdyr er det bedre at forebygge smitsomme sygdomme end at skulle behandle, efter at der er opstået sygdom. Dette gælder også i fiskeopdræt, hvor øget brug af vacciner gennem de sidste 30 år, har ført til en markant nedgang i brugen af antibiotika. Udvikling af vacciner til fisk og kvalitetstjek af fremstillede vaccine er i stor udstrækning baseret på vaccinations- og smitteforsøg med forsøgsdyr.

Dette projekt sigter mod at udvikle protokoller og metoder til brug af cellekulturer i de indledende undersøgelser af, hvordan vaccinekomponenter optages i og påvirker levende celler, herunder også toksisk effekt. Såvel analyse af genregulering som mikroskopiske undersøgelser vil indgå i arbejdet, som vil blive tilknyttet andre igangværende forskningsprojekter, hvor vaccinationsforsøg med fisk indgår. Projektet vil derfor i sig selv ikke gøre brug af yderligere forsøgsdyr.

Resultatet forventes at kunne medvirke til delvist at erstatte brug af forsøgsdyr med cellekulturer i indledende trin i udvikling og fremstilling af vacciner til fisk. Dette vil bidrage til en reduktion (reduction) i behovet for forsøgsdyr i vaccineforskning og –industri, og også forfine (refinement) dyreforsøgene ved at nedbringe belastningsgraden i og med at komponenter med toksiske bivirkninger kan sorteres fra inden afprøvning i dyr.

Akvakultur er en hurtigt voksende fødevare industri, som i stigende grad erstatter fiskeri på fritlevende fiskebestande som leverandør af sunde animalske råvarer til humant konsum. Ligesom i andre former for husdyropdræt udgør tab som følge af sygdomsudbrud og behov for behandling med antibiotika en stor udfordring i akvakultur. Profylakse er bedre end helbredelse, og betydelig forskning er investeret i udvikling af effektive vacciner til opdrætsfisk.

Succesfulde vacciner mod vigtige bakteriesygdomme har siden 1987 medvirket en reduktionen af behovet for antibiotika i lakseopdræt i Norge med en faktor 10. I Danmark tilstræber vi at opnå lignende resultater ved at udvikle flere og bedre vacciner til akvakulturfisk.  Udvikling af gode vacciner er i stor udstrækning baseret på vaccinationsforsøg under laboratorieforhold, og indebærer, ligesom  styrke-test af allerede kommercialiserede vacciner, anvendelse af et relativt højt antal fisk til eksperimentelle forsøg både i DK og andre lande.

I dette projekt har målet været at undersøge om cellekulturer fra fisk delvist kunne erstatte brugen af levende dyr til undersøgelse af vaccine komponenters virkning. Vacciner skal kunne udløse både medfødt og adaptiv immunitet, og vi har anvendt en gensplejset variant af en smitsom fiskevirus, der bærer genet for grønt fluorescerende protein (GFP) i undersøgelser af virusets evne til at omgå begge typer immunmekanismer i cellekultur.

Tidskursstudier i cellekulturer, der udtrykker interferon efter inokulering med det potentielle vaccine hjælpestof "poly I: C" viste, at mens cellerne opregulerede ekspression af centrale immunrespons mekanismer og var resistente overfor virusinfektionen kort efter stimulering, var effekten midlertidig og forlænget inkubation tillod en latent virusinfektion at fortsætte og spredes til alle celler. Inokulering af modtagelige cellekulturer med virus i nærvær af et stærkt neutraliserende antistof viste, at viruset indenfor en enkelt passage var i stand til at omgå den neutraliserende effekt ved en punktmutation i det virale overfladeprotein.

Resultaterne viser, at cellekulturer kan være særdeles nyttige i undersøgelser af, hvordan vaccineinducerede immunmekanismer kan interferere med en virusinfektion, og at det er vigtigt at kende disse mekanismers begrænsningerne, når man skal designe en vaccine. Vi planlægger at publicere resultaterne i et videnskabeligt tidsskrift og dermed bidrage til en øget opmærksomhed på mulighederne for delvist at erstatte forsøgsfisk med cellekulturer i arbejdet med udvikling og afprøvning af vacciner til akvakulturfisk.

• Vides endnu ikke

Tilmeld dig Danmarks 3R-Centers nyhedsbrev.