19.11.2020
Bakteerivirukset voivat pelastaa lohikaloja ja taistella bakteeri-infektioita vastaan kalankasvatuslaitoksissa
Åbo Akademin ja Kööpenhaminan yliopiston tutkijat ovat onnistuneet osoittamaan, että jo vähäinen määrä bakteeriviruksia voi toimia tehokkaasti sellaisia bakteereita vastaan, jotka aiheuttavat bakteeribiofilmejä kalankasvatuslaitoksissa ja tappavia infektioita lohikaloissa.
Samaan aikaan kun sairauksia aiheuttavien bakteerien antibioottiresistenssi on lisännyt ongelmia kalankasvatus- ja tuotantoeläinlaitoksissa, kiinnostus biologisia vaihtoehtoja kohtaan erilaisten bakteerien aiheuttamien tautien torjunnassa on lisääntynyt. Bakteerivirusten käyttö on vanha menetelmä, joka on saanut uuden merkityksen taistelussa antibioottiresistenssiä vastaan.
Bakteerivirukset eli niin sanotut bakteriofagit tuhoavat valikoidusti bakteereja vaikuttamatta kuitenkaan isäntäorganismiin. Perinteisesti on ajateltu, että faageja tarvitaan ainakin kymmenkertainen määrä kohdebakteereihin verrattuna, jotta faagiterapia olisi tehokasta. Tässä tutkimuksessa osoitettiin, että bakteriofagit olivat oletettua tehokkaampia bakteeribiofilmien ja kalojen infektioiden käsittelyssä.
– Tutkimuksessamme käytettiin Flavobacterium psychrophilum -bakteeria, joka aiheuttaa makeassa vedessä viljellyissä lohikaloissa kylmän veden tautia ja johtaa kalanviljelyelinkeinon huomattaviin taloudellisiin tappioihin. Tutkimuksemme ovat osoittaneet, että bakteeri menettää kykynsä aiheuttaa sairauksia faagiresistenssin myötä, ja että tarvitaan vain yksi bakteriofagi sataa bakteerisolua kohti, jotta bakteeerien kiinnittymistä ja biofilmien muodostumista muovipinnoille saadaan vähennettyä merkittävästi. Samaan aikaan infektion saaneiden kirjolohien kuolleisuus pieneni huomattavasti, kertovat ympäristö- ja meribiologian tutkijat Krister Sundell, Lotta Landor ja Tom Wiklund Åbo Akademin akvaattisen patologian laboratoriolta.
Faagiterapian hyödyntäminen kalankasvatuslaitoksissa vaatii käytännöllisen menetelmän, esimerkiksi että kalojen ruokaan lisättäisiin bakteriofageja. Alustavissa kokeissa tämä on osoittautunut hankalaksi. Toinen tärkeä seikka on estää bakteriofagiresistenssin kehittyminen kohdebakteereissa.
– Bakteriofagiresistenssin riskiä voi vähentää esimerkiksi hoitamalla infektioita samanaikaisesti useilla eri bakteriofageilla, jotka kiinnittyvät eri molekyyleihin bakteerin pinnalla. Bakteriofagit ovat hyvin isäntäspesifejä, ne hyökkääävät vain oman isäntäbakteerityyppinsä kimppuun eivätkä aiheuta vahinkoa kalan tai ihmisen omille soluille. Koska faageja eristetään ympäristöistä, joissa niiden bakteeri-isäntiä jo on, niiden käyttäminen ei tuo uuteen ympäristöön vieraita organismeja.
Eri bakteriofagien välillä on kuitenkin eroja muun muassa siinä, kuinka nopeasti ja tehokkaasti ne hajottavat bakteerisolun. Kaupallisen faagituotteen käyttäminen markkinoilla vaatii perinpohjaista ja yksityiskohtaista perustutkimusta, ja faagivalmisteen turvallisuus on dokumentoitava.
Faagiterapian käyttömahdollisuuksia flavobakterioosin hoidossa kalanviljelylaitoksissa on tutkittu kansainvälisessä yhteistyöprojektissa BONUS FLAVOPHAGE. Projekti on tuonut yhteen tutkijoita ja asiantuntijoita Suomesta, Tanskasta, Puolasta ja Skotlannista. Tutkimuksen Bacteriophages as biocontrol agents for Flavobacterium psychrophilum biofilms and rainbow trout infections tulokset on julkaistu tieteellisessä aikakauslehdessä PHAGE: Therapy, Applications, and Research, ja tulokset on kokonaisuudessaan luettavissa täällä: https://doi.org/10.1089/phage.2020.0021
Lisätietoja:
Krister Sundell, projektitutkija, Åbo Akademi
Puhelin: 040 771 0271
S-posti: krister.sundell@abo.fi