Reinens immunrespons mot hudbrems

I prosjektet «Reinens immunrespons mot hudbrems» søkte vi å karakterisere deler av reinens basale immunrespons mot hudbrems for å danne et grunnlag for en fremtidig utvikling av vaksinasjonsstrategier eller alternative behandlingsmetoder. Dette kan det bli behov for ved en eventuell resistensutvikling mot antiparasittmidlet ivermektin eller endret interaksjon mellom rein og hudbrems grunnet klimatiske endringer. Hudbremsen skiller ut proteaser når de vandrer gjennom dyret, og disse spiller en viktig rolle i samspillet mellom parasitten og reinens immunforsvar.

• Arbeidet vårt viste at proteasen hypodermin A i størst grad hindret celleaktivering hos rein, mens de øvrige testede proteasene i mindre grad hindret celleaktivering. Denne kunnskapen er essensiell og grunnleggende for å kunne vurdere hvilke komponenter en eventuell vaksine skulle kunne inneholde.
• Tidligere studier av antistoffer mot hudbrems hos rein har basert seg på komponenter fra forsøksdyr, men grunnet et rettmessig fokus på redusert bruk av forsøksdyr måtte denne metoden oppdateres og verifiseres uten slike. Etablering av denne teknikken var avgjørende for å kunne undersøke og forstå antistoffrespons mot reinens hudbrems, både i dette prosjektet og fremtidige arbeider.  
• Arbeidet vårt viste at årets kalver utviklet kraftigst antistoffrespons mot proteasen hypodermin C, denne begynte i august, mens responsen mot proteasene hypodermin A og B var betydelig svakere og oppsto senere på høsten. 

Oppsummert viste våre resultater at reinens basale immunrespons mot hudbrems er sammenliknbar med den vi finner hos storfe både når det gjelder immunmodulerende effekt av parasittære proteaser på cellenivå og antistoffrespons i reinen.

Videre arbeid med problemstillingen kan fokusere på en ytterligere karakterisering av basal immunrespons, samt en eventuell utprøving av vaksinestrategier under eksperimentelle forhold.

En karakterisering av den basale immunresponsen mot hudbrems er nødvendig for å danne grunnlag for en fremtidig utvikling av vaksinasjonsstrategier eller alternative behandlingsmetoder. Dette kan det bli behov for ved en eventuell resistensutvikling mot antiparasittmidlet ivermektin, eller ved endret interaksjon mellom rein og hudbrems grunnet klimatiske endringer. Prosjektet «Reinens immunrespons mot hudbrems» produserte metoder og resultater som kan legge til rette for dette arbeidet.

Hudbrems er en utfordring både for dyrevelferd og produktivitet i reindriftsnæringen. Reinen har vondt i områdene med larver, særlig om våren når larvene er store. Videre har rein med mer hudbrems, lavere vekt, mindre kroppsfett og lavere sannsynlighet for å være drektige. Larvene etterlater seg også hull i skinnet og kan slik gjøre huden mindre egnet for garving. Antall reinbrems per rein og antall infiserte rein er økende med økt breddegrad nordover, sannsynligvis fordi flua er tilpasset dette klimaet.

Behandling mot hudbrems gjøres per i dag ved hjelp av det bredspektrede antiparasittmidlet ivermektin. Ivermektin har blitt mye brukt hos en rekke dyrearter og også mennesker siden begynnelsen av 80-tallet og resistens mot dette legemidlet har blitt observert. En eventuell utvikling av resistens mot ivermektin hos hudbrems hos rein ville være katastrofalt, både for dyrevelferd og økonomi i reindriftsnæringen.

Klimaet på jorda endrer seg. Globalt øker temperaturen i en grad uovertruffet i moderne tid. Gjennomsnittlig årstemperatur i Arktis har økt om lag dobbelt så mye som i resten av verden de siste tiårene. Det er kjent at klimaendringer kan affisere interaksjonen mellom vert og parasitt. Hvorvidt eller hvordan dynamikken mellom rein og hudbrems vil endres med klimatiske endringer er ukjent.

I prosjektet «Reinens immunrespons mot hudbrems» (RUF sak: 38/2016, Prosjektnummer UiT Norges Arktiske Universitet: A36362) søkte vi å karakterisere deler av reinens naturlige, basale immunrespons mot hudbrems. Hos storfe har det, basert på en omfattende beskrivelse av den basale immunologiske responsen mot deres egen hudbrems, blitt utprøvd ulike vaksinestrategier, hvorav enkelte studier har vist lovende resultater med beskyttelse mot parasitten i feltforsøk. Uten en liknende kunnskap om reinens basale immunrespons mot hudbrems er det umulig å vurdere en eventuell utvikling av vaksinasjonsstrategier eller alternative behandlingsmetoder mot reinens hudbrems.

Reinkalver oppstallet ved dyreavdelingen på UiT Norges Arktiske Universitet (Mattilsynet/FOTS identitetsnummer 15579) ble prøvetatt jevnlig fra fødsel inntil 7 måneders alder. Dyrene ble naturlig infisert med hudbrems. Dette prøvematerialet dannet grunnlaget for arbeidet.

Blodprøver ble brukt til isolering av perifere mononukleære celler for å vurdere celleproliferasjon/aktivering etter stimulering med ulike proteaser fra hudbrems. Bakgrunnen for dette er at hudbremsen skiller ut proteaser (f. eks. hypodermin A, hypodermin B, hypodermin C og crude larvae extract) når de vandrer gjennom reinen, og disse spiller en viktig rolle i samspillet mellom parasitten og reinens immunforsvar. Hos storfe er det rapportert at hypodermin A fra hudbrems i størst grad hindrer celleaktivering hos verten. Vi fikk liknende resultater fra rein; hypodermin A hindret i størst grad celleaktiveringen. Inhiberingen startet i juli og vedvarte til prøvetakingen endte i desember. De øvrige proteasene (hypodermin B, hypodermin C og crude larvae extract) hindret kun i noe grad celleaktivering. Før juli var det ingen effekt av proteasene på celleaktiveringen, dette sannsynligvis grunnet manglende infeksjon/naive dyr så tidlig på sommeren. Denne basale kunnskapen om immunresponsen mot hudbrems hos rein er essensiell og grunnleggende for å kunne vurdere hvilke komponenter en eventuell vaksine skulle kunne inneholde.

Tidligere metoder for deteksjon av antistoffer mot hudbrems hos rein har basert seg på kanin-anti-rein antistoffer produsert i forsøksdyr (kanin). I 2015 ble EU-direktiv 2010/63/EU om bruk av forsøksdyr innlemmet i EØS-avtalen. Hovedformålet med direktivet var å fremme prinsippet om 3R for bruken av forsøksdyr: Replacement (erstatning), Reduction (reduksjon), Refinement (forbedring). Kanin-anti-rein antistoffene ble derfor erstattet med Protein A/G, som ikke har sin opprinnelse i forsøksdyr. Metoden ble oppdatert og verifisert med positive serumprøver fra norske rein med et kjent antall hudbrems og negative serumprøver fra islandske rein aldri infisert med hudbrems, da det ikke fins hudbrems hos rein på Island. Etablering av denne metoden er avgjørende for å kunne undersøke og forstå antistoffrespons mot hudbrems, både i dette prosjektet og fremtidige arbeider.

Serumprøvene fra reinkalvene i forsøket ble undersøkt for antistoffer mot proteasene hypodermin A, hypodermin B og hypodermin C. Kalvene utviklet kraftigst anti-hypodermin C-antistoffresponsrespons. Denne begynte i august, som tidligere beskrevet hos rein. Kalvene utviklet en betydelig svakere anti-hypodermin A-antistoffrespons og denne startet ikke før i november. Mengden anti-hypodermin B-antistoffer var lavest og denne responsen startet i oktober. Samtlige antistoffnivåer var fortsatt høye i desember. 

Prosjektet produserte både nye teknikker som vil muliggjøre videre arbeid innen fagfeltet, samt ny og interessant kunnskap om reinens basale immunrespons mot hudbrems. Oppsummert viste våre resultater at reinens basale immunrespons mot hudbrems i stor grad er sammenliknbar med den vi finner hos storfe både når det gjelder immunmodulerende effekt av parasittære proteaser på cellenivå og antistoffrespons i dyret. Videre arbeid med problemstillingen kan fokusere på en ytterligere karakterisering av basal immunrespons, samt en eventuell utprøving av vaksinestrategier under eksperimentelle forhold, gjerne komparativt og i samarbeid med grupper som jobber med problemstillingen hos storfe.

• Prosjektleder: Prof. Kjetil Asbakk, UIT. Veiledning, kontakt med relevante aktører og administrasjon av prosjektet.
• Forsker: Dr. Ingebjørg H. Nymo DVM PhD, Veterinærinstituttet. Daglig drift av prosjektet, laboratoriearbeid og rapportering.
• Post Doc: Dr. Javier Sanchez Romano DVM PhD, UiT. Prøvetaking.
• Avdelingsingeniør Hans Lian, forskningstekniker Renate Thorvaldsen og forsøkstekniker Hans Arne Solvang, UiT. Stell og koordinering av forsøksdyr.
• Avdelingsingeniører Eva M. Breines og Ellinor Hareide, UiT. Laboratoriearbeid.