Prosjektnummer
901746
ILA vaksine og etablering av teknologiplattform for virusvaksiner (ILA VAX)
Utbrudd av infeksiøs lakseanemi (ILA) medfører store restriksjoner for affiserte anlegg. ILA er listeført i EU og i OIE (Verdens dyrehelseorganisasjon) og Norge regnes som episenteret for sykdommen. Dersom det blir et inntrykk av at Norge har redusert kontroll av ILA vil det kunne redusere eksportmulighetene for næringen. Dagens vaksiner mot ILA er basert på inaktivert helvirus antigen og gir en viss beskyttelse mot dødelighet, men hindrer ikke infeksjon eller utskillelse av virus. Det må være et mål at flokkimmunitet ikke bare skal beskytte den vaksinerte populasjonen i en merd, men også forhindre spredning av virus. Gode vaksiner mot ILA vil redusere antall utbrudd vesentlig, og det er viktig at Norge framstår som aktiv og troverdig med spisset forskning for å ha kontroll over sykdommen. Når antigener bli produsert av det vaksinerte individet selv, blir den cellulære responsen stimulert på naturlig måte. Dette oppnås med mRNA/DNA-vaksiner, men ikke for helvirus-vaksiner.
Hovedmål
Lage en effektiv mRNA-vaksine mot ILA og utvikle en generell mRNA vaksineteknologi-pipeline til bruk i fisk.
Delmål
• Å konstruere stabile mRNA som uttrykker ILAV hemagglutinin-proteinet (HE).
• Å lage lipide nanopartikler som pakker inn mRNA som uttrykker HE.
• Å estimere uttrykk av HE-protein i celler (in vitro) og i laks (in vivo).
• Å vurdere beskyttende effekt i laks.
• Å vurdere beskyttende effekt mot utskillelse av virus.
• Å lage en generell mRNA-vaksine-plattform for fisk på en naturlig måte.
Lage en effektiv mRNA-vaksine mot ILA og utvikle en generell mRNA vaksineteknologi-pipeline til bruk i fisk.
Delmål
• Å konstruere stabile mRNA som uttrykker ILAV hemagglutinin-proteinet (HE).
• Å lage lipide nanopartikler som pakker inn mRNA som uttrykker HE.
• Å estimere uttrykk av HE-protein i celler (in vitro) og i laks (in vivo).
• Å vurdere beskyttende effekt i laks.
• Å vurdere beskyttende effekt mot utskillelse av virus.
• Å lage en generell mRNA-vaksine-plattform for fisk på en naturlig måte.
Vaksiner har vært en grunnstein for vellykket lakseoppdrett i Norge, men effektive virusvaksiner har man slitt med å få fram. Det er ingen grunn til at lakseoppdrett ikke skal teste ut den mRNA-vaksineteknologien som har vist seg vellykket i andre sammenhenger. Næringsutbytte kan være at en god vaksine vil redusere det direkte tapet av sykdommen og hindre spredning til andre anlegg, det vil si redusere antall utbrudd vesentlig. En generell vaksineplattform rettet mot virus basert på mRNA vil kunne ha verdi ved “nye” virussykdommer som kommer med nye oppdrettsbetingelser, samt at den kan være en viktig plattform for akvakultur internasjonalt.
Prosjektarbeidet er delt inn i fire arbeidspakker (AP-er):
AP 1: Konstruksjon og pakking av mRNA konstrukt mot ILA
Målsettingen med AP1 er å etablere en mRNA-produksjonspipeline basert på in vitro transkripsjon og deretter formulering i nanopartikler til bruk i immunisering. Ved konstruksjon av mRNA for HE vil cap-, UTR-, og polyA-delene av mRNA-molekylet optimaliseres. mRNA skal pakkes i lipide nanopartikler (LNP) med fire typer lipider som bidrar til struktur, stabilitet, beskyttelse av mRNA og som etterligner lipidmembranen i celler.
AP 2: Ekspresjon av konstrukter in vitro (cellekultur) og in vivo (laks)
mRNA pakket i LNP og matchende plasmid DNA vil bli testet ved uttrykk i salmonide cellelinjer som CHSE og CHH etter transfeksjon, og undersøkt ved immunhistokjemi (IHK) ved bruk av monoklonale antistoffer mot ILA-virus HE. Undersøkelse av uttrykk in vivo vil skje ved intramuskulær injeksjon av LNP og plasmid DNA, og proteinuttrykk i muskel vurderes ved IHK mot HE. Dette krever nitidig standardisering av injeksjonssted. Etter en immuniseringsperiode på ca. seks uker, før smitteeksponering, vil mengden ILA virusnøytraliserende antistoffer i plasma vurderes.
AP 3: Vaksine- og smitteforsøk
Vaksineforsøk og smitte utføres på forsøksstasjonen til VESO på Vikan. Det vil tilsettes virus-utskillere (ILA-virus-injiserte fisk) i karene slik at de vaksinerte fiskene eksponeres for virus på en naturlig måte, for å etterligne forhold i felt. En viktig faktor her er at smittepresset i karene blir holdt på et nivå som reflekterer det man vil møte i felt. Det vil være parallelle grupper med mRNA og tilhørende DNA-plasmider. En gruppe fisk gis kommersiell ILA-vaksine for å vurdere effekten av denne opp mot mRNA/DNA-vaksinene. mRNA-vaksinen vil videre testes ut for å undersøke om den hindrer utskilling av virus. For å undersøke for dette vil man i ett kar vaksinere all fisken for å gjennomgå en immuniseringsperiode, for deretter å tilsette ILA-infiserte kohabitantfisk som fjernes etter en uke. Noen dager senere settes naive, uinfiserte, ikke-vaksinerte fisk i karet for å vurdere om de blir infisert. Dette vil indikere om vaksinert fisk blir smittet og skiller ut infeksiøse virus.
AP 4: Laboratorietesting og sammenstilling av resultater
Prøvene analyseres med qPCR for virus RNA, som vil være et estimat på relativ virusmengde, og for å undersøke uttrykk av immunresponsgener, som vil være et estimat på type immunrespons. Plasma benyttes for å måle nøytraliserende antistoffer. Histologiske undersøkelser graderes for patologiske forandringer. Mengden av ILA-virus i endotel i hjertet estimeres ved hjelp av in situ hybridisering. Resultat fra laboratorietesting vil bli sammenstilt med dødelighetsdata for å evaluere korrelasjon mellom de ulike målparameterne.
Prosjektet skal formidle i form av presentasjoner på nasjonale konferanser som Havbruk/Frisk Fisk samt internasjonale fiskehelsemøter som EAFP (European Association of Fish Pathologists). Videre skal resultater publiseres i nasjonale oppdrettsjournaler og nettsider. Prosjektet skal utvikle et faktablad og publisere vitenskapelige artikler i relevante tidsskrifter med fagfellevurdering.