Mitigating the challenges in the Atlantic salmon aquaculture caused by salmonid alphavirus by unveiling the underlying immune mechanisms

Pancreas disease (PD), forårsaket av Salmonid alphavirus (SAV), er et stort problem i lakseoppdrett. Kunnskapen om hvordan virulens, og den fysiologiske og immunologiske tilstanden av laks, påvirker mottakelig for SAV er begrenset. Laks er svært følsom for håndtering i overgangsfasen til sjøvann. Hovedmålet med dette prosjektet var å karakterisere verts-patogen-interaksjoner under SAV-infeksjon. Et bad smitte modell for SAV i smolt- og post-smolts fasen ble etablert og brukt i flere studier. Styrken til denne modellen er å gi en bestemt eksponeringstid for patogen, noe som gir mye bedre kontroll over tid under studier av immunrespons. Basert på resultatene fra mottakelighet, de medfødte og adaptive immunresponser og de spesifikke immunceller i målorganer, kunne det fastslås at laks tilpasset sjøvann i minst 9 uker før de bel utsatt for patogen var mye mer robuste enn når de var utsatt for patogener tidligere. Metoden for deteksjon av SAV i sjøvann ble optimalisert og ble mye mer sensitiv som vil gjøre fremtidig deteksjon av SAV under utbrudd i feltet mulig. Dette vil ytterligere hjelpe i forvaltning og risikoberegning for potensiell smittespredning til nærliggende lokaliteter. Med tanke på den potensielle bruken av triploid laks i akvakultur for å redusere risikoen for genetisk påvirkning av villfisk, ble mottakelighet til SAV3 av triploid og diploid laks undersøkt. Triploid laks viste seg å være mer motstandsdyktig hvor SAV-infeksjonen ble akkumulert mye langsommere enn i diploid laks. Mikrobiom analyse av laks etter smolt viste at SAV-infeksjon forårsaker en forskyvning i mikrobielle flora i huden og kan gjøre fisken mer utsatt for andre patogener. Ved hjelp av analyser etablert i dette prosjektet for flowcytometri og immunhistokjemi rollen av ulike immunceller involvert både systematisk og lokalt i målorganer i respons til SAV, i tillegg til å studere spesifikke immunceller som strømmer til bukhulen ved vaksinering ble studert. Ved å se på rolle av næringsstatus på immunresponsen mot SAV-infeksjon og sykdomsprogresjon av PD viste at lipidinnhold påvirker betennelse, immunrespons og vevspatologi, og at mettede lipider i forbindelse med lav omega-6 / Omega-3-forholdet kan være gunstig for utfallet. For å oppsummere ble det gjennomført en helhetlig tilnærming for å forstå virkningen av flere parametere som infeksjonsdynamikk, patogen, fysiologisk status for laks, immunrespons, miljøparametere, mikrobiota, ernæring, isogene lakselinjer og triploid og diploid laks som vil bidra til en bedre forståelse i SAV-laks interaksjon. Slik kunnskap er nødvendig for å forbedre strategier for å bekjempe SAV-infeksjoner, inkludert bedre vaksinasjonsmetoder og avklaring om hvordan prosesser som smoltifisering påvirker SAV-mottakelighet.

1.Establishing SAV challenge model- Bath challenge model was established and used in several studies 2.Immune gene regulation-Immune gene regulation in addition to role of specific immune cells was studied in salmon post-smolts to understand role of the different immune cells, molecules and markers in response to SAV infection 3. Several antibodies were used to establish and optimize assays for immunohistochemistry and flowcytometry 4. Comparison of susceptibility of diploid and triploid salmon using bath challenge model was tested, combined with stress by increasing temperature sub-optimal for triploids. Samples from this experiment were analysed by RNA seq analysis 5.Microbiome analysis of SAV infected salmon-Microbiome analysis of salmon post-smolts revealed that SAV infection causes dysbiosis in skin and might render the fish more susceptible to other pathogens. Further, gills from diploids and triploids subjected to bath challenge with SAV were analysed

Pancreas disease (PD), caused by Salmonid alphavirus (SAV), is a major problem in salmon aquaculture. However, knowledge about how viral virulence, and the physiological and immunological state of the salmon influences susceptibility to SAV is limited. A major goal of this project is to characterise host-pathogen interactions during SAV infection. Such knowledge will suggest improved strategies to combat SAV infections, including better vaccination approaches and clarification of how processes such as smo ltification influence SAV susceptibility. Our approach is to study the mechanisms at whole animal, cellular and molecular level. We aim to establish SAV challenge models at the smolt- and post-smolts phase. Access to a panel of antibodies will allow us to study the roles of various subsets of immune cells during SAV infection. Complimentary studies using microarrray will also be used to study gene expression levels during infection. To understand the route of entry of SAV, salmon will be infected with a r ecombinant chemiluminescent and/or fluorescent SAV to localise: 1. the site(s) of virus entry; 2. the route of virus dissemination to target organs; and 3. the site(s) of viral replication. As there is increasing focus on the future use of triploid salmon to reduce the risk of genetic impact on wild fish, we will also assess the susceptibility of triploid salmon to SAV. This project will work closely with other ongoing projects that study smolt quality, stress, and charac-terization of the Atlantic salmon immune system, through active collaboration with other national and international research groups. This will be a concerted action to develop new tools to study immune function in Atlantic salmon and to use these tools to gain increased knowledge of the salmon-SAV host-pathogen relationship. This knowledge will contribute to an improved, science-based approach, to combat the economic and welfare challenges posed by SAV in salmon aquaculture.