Implication of bacterial membrane vesicles for fish health in aquaculture

Akvakultur er en av Norges viktigste eksportartikler rett etter olje og gass og er dermed meget viktig for norsk økonomi. En bærekraftig industri basert på akvakultur er avhengig av at fisken hoder seg frisk. Dette har blant annet blitt oppnådd ved en vellykket utvikling av vaksiner for fisk mot ulike sykdommer. Likevel er smitte fra både virus, bakterier og parasitter dessverre fremdeles et problem. I dette prosjektet tok vi sikte på å undersøke en spesiell vaksine teknologi mot bakterier som gjemmer seg inne i fiskens celler. Den er basert på små bobler som kalles vesikler som skilles ut fra bakteriekroppen. Denne teknologien er tidligere vist seg å være vellykket i kommersielle vaksiner mot meningitt hos mennesker. I vår forskergruppe er vi spesielt interessert i en sykdom hos laks forårsaket av bakterien Piscirickettsia salmonis. Våre forskningsgrupper har tidligere vist at vesiklene beskytter mot sykdom fra denne bakterien i akvariefisk. Til vår overraskelse virket ikke vaksinen i Atlantisk laks. I dette forsøket ble laksen vaksinert med en type vesikkel og smittet med en annen type bakterie. Vi tror at dette kan ha betydning for resultatet og at beskyttelsesevnen til vaksinen var avhengig av bakteriestammen eller vekstbetingelser. Støttet av Norges forskningsråd, ble det satt opp et samarbeid med forsker ved Universitetet i Valdivia, Chile, som er ekspert på å dyrke nettopp denne bakteriene. En forsker fra Farmasøytisk institutt, Universitetet i Oslo reiste til Chile for å lære å dyrke bakteriene på forskjellige måter. Til retur kom en forsker fra Chile tre måneder på besøk ved Universitetet i Oslo for å teste ulike bakteriestammer i vår fiskesmitte modell. Vi diskuterte også resultatene våre i et verksted satt opp med eksperter på laksinfeksjon ved Memorial University, St. Johns, Newfoundland, Canada. Vår konklusjon var at det er både bakterivekst og hvilken bakterie som brukes til vaksineutvikling er meget viktig ved bruk av denne vaksineteknologien

Aquaculture is one of Norway`s most important sources for export next after oil and gas. This has been achieved amongst other means by the successful development of vaccines for fish against disease causing agents. Still, infectious diseases caused by viral, bacterial and parasites, is one of the major challenges in the aquaculture industry today. This project aims to pursue investigations into the fundamentals of new vaccine technologies against intracellular bacterial infections. It is based on the biogenesis of extracellular vesicles secreted from the bacterial body. These investigations are currently performed in our laboratory at the University of Oslo. We have ongoing discussion with international pharmaceutical companies within animal healthcare in developing vaccines based on the technology. However, there is complementary expertise at the laboratory at Universidad Austral de Chile that will be highly valuable. In the proposed project researcher from Norway will travel to Chile to gain knowledge of vesicle biogenesis in various bacterial strains problematic in aquaculture. Bacterial strain relevant for further studies will be transferred to the Oslo laboratory and tested in our developed infection model by visiting scientist from Chile. Through the work, the Norwegian and Chilean partners will identify potential knowledge gaps and seek necessary new collaborators in Northern America to build a strong international partnership. The transfer of know-how and the set-up of a collaboration between the two research groups will make large advancements within this field that would benefit both Norway and Chile, two of the major players within aquaculture of salmonids in the world.