“Diginostics” - A novel diagnostic test for digital dermatitis in ruminants

Med større besetninger og mer løsdrift har forekomsten av klauvsjukdommer hos storfe økt i Norge. For 15 år siden var ikke bovin digital dermatitt (BDD) en aktuell sjukdom, men nå er den påvist i cirka tjue prosent av norske storfebesetninger. I tillegg er det trolig store mørketall. Bakteriesjukdommen gir smertefulle sår i og rundt klauvspalten. Dersom den etablerer seg i en storfebesetning, kan det gi store produksjonstap. Til tross for at BDD har store konsekvenser for dyrevelferd og økonomi i svært mange land, finnes det i dag ingen diagnostisk test. Diagnosen stilles ved påvisning av kliniske symptomer. Da det er stor variasjon i hvordan sjukdommen opptrer, er det fare for feildiagnostisering eller at sjuke dyr blir oversett. Smittsom ovin digital dermatitt (CODD) er en klauvsjukdom hos sau med antatt liknende årsak som BDD, med tilsvarende utfordrende diagnostikk. Sjukdommen forekommer i dag i hovedsak i Storbritannia, men er påvist i Sverige senest høsten 2020. CODD er aldri påvist hos norske sauer og denne situasjonen er det ønskelig å bevare. Den viktigste årsaken til utvikling av BDD og CODD er en type bakterier kalt Treponema. Det er påvist mange ulike varianter av disse bakteriene fra sjuke dyr. En rask og presis diagnose er viktig for å unngå introduksjon og spredning av sjukdom. I prosjekt «Diginostics» skal vi finne ut hvilke varianter av Treponema som er assosiert med BDD i Norge. I tillegg skal vi sammenlikne Treponema-varianter til stede i klauver hos norske sauer med varianter fra britiske sauer med CODD. Ved å kartlegge disse sjukdomsfremkallende bakterienes arvemateriale (DNA), kan unikheter i genene identifiseres. Dette vil danne grunnlaget for utvikling av en diagnostisk test. Gjennom hele prosjektperioden skal det registreres kliniske funn og samles inn prøver fra klauver. Materialet vil bli brukt til å evaluere den nye diagnostiske testen og danne grunnlag for et risikobasert system for livdyromsetning for å redusere smittespredning. Det er samlet inn vevsprøver fra friske føtter. Prøver fra storfe med BDD er allerede samlet inn i forskningsprosjektet «Digital dermatitis in Norwegian dairy cattle ? a contagious disease threatening the animal welfare», og prøver fra sauer med CODD er samlet inn i et pågående prosjekt ved Universitetet i Liverpool. FOTS-søknad for å ta ut prøver fra sau på norske slakterier er nå godkjent. Det er tatt ut prøver på slakteri i inneværende år, men arbeidet vil fortsette til neste år. Prøvene fra friskt vev skal sammenliknes med prøvene fra sykt vev, for å identifisere Treponema-varianter assosiert med BDD og CODD. Det er foretatt DNA-ekstraksjon fra biopsier og kjørt 16S sekvensering (mikrobiomstudie). Videre er det bygget opp en arbeidsflyt for analysering av sekvenseringsresultatene. For å finne gener i disse Treponema-variantene egnet for utvikling av en diagnostisk test, må hele bakterienes DNA kartlegges. For å få tilgang til DNA må bakteriene dyrkes fram. Dette er en utfordrende og tidkrevende prosess, som prosjektet er godt i gang med. Det er samlet inn materialet i form av svabere, skrap og hårprøver. Fra disse prøvene har det både blitt dyrket Treponema fortløpende, samt lagret materiell for senere validering. Det er etablert en PCR ID for utvalgte Treponema varianter både til bruk i dyrking fra storfe og til bruk på vevsprøver fra sau, med og uten symptomer på CODD og fotråte. Det er foretatt DNA-ekstraksjon av isolatene for helgenomsekvensering (WGS). Videre har vi skaffet en oversikt over publiserte, fullsekvenserte isolater, som gir grunnlag for prosjektets analyser. En klauvapp (nordisk samarbeidsprosjekt) for rapportering fra klauvskjæringer direkte i Dyrehelseportalen (DHP) er nå utviklet. En klauvstatus (rød/grønn) er ferdig utviklet, basert på dokumentert klauvskjæringsfrekvens og forekomst av BDD og klauvspalteflegmone. Dette danner grunnlaget for omsetning av livdyr i henhold til nylig vedtatt bransjeretningslinje (BRL) for smittesikker livdyromsetning. Dette vil sikre dokumentasjon og i større grad enn i dag ta hensyn til klauvstatus for å redusere risiko for spredning av BDD ved livdyrsalg. Som en konsekvens av Covid19-pandemien ble det stopp i sekvensering og dyrking ved Veterinærinstituttet, samt stopp i besetningsbesøk for klauvteamet for innhenting av dyrkingsprøver fram til juni 2021.

“Diginostics” shall develop a diagnostic test (DD-test) for rapid detection of cattle and sheep suffering from bovine digital dermatitis (BDD) and contagious ovine digital dermatitis (CODD), respectively. The tests will be implemented in a risk management system. Bovine digital dermatitis (BDD) is a severe disease of the skin of the cattle foot, was first described in 1974. The disease is endemic in the dairy cattle population in most parts of the world, despite this, laboratory based diagnostic tools are not yet available. CODD is a severe, but relatively new disease, first described in the UK in 1997, it is already endemic in the UK and it was found in Sweden in 2019. CODD has never been observed in Norwegian sheep and hence it is of great importance to maintain this situation. The DD-test will be based on a polymerase chain reaction (PCR) targeting common gene sequences in the bacterial genus, Treponema, associated with BDD and CODD. “Diginostics” will be based on ongoing research on BDD in Norway and Denmark, and on CODD in Sweden and the UK. To meet the challenge with the increase of BDD in Norway, a risk management system for safe trade of cattle will be developed in parallel to the development of the diagnostic test. The risk management part will consist of a combination of data from the DD-test, and risk assessments and clinical registration by claw trimmers. A national guideline will be developed which include descriptions of economic measures (sanctions) to encourage the will to register and share data for safe trade in livestock. “Diginostics” will generate new knowledge about digital dermatitis in cattle and sheep, initiate new measures to control the disease, and reduce the occurrence in Norwegian livestock. It will enhance the effectiveness of the work that the industry is doing and increase the positive effects of planned measures like screening, controlling and potentially future eradication of the BDD in the Norwegian cattle population.