Studier av immunsvaret mot lungmaskinfektion hos nötkreatur

Sammanfattning av slutrapport
Nötkreaturens lungmask, Dictyocaulus viviparus, kan orsaka omfattande sjukdomsproblem. Strävan att minska användningen av antiparasitära medel, liksom rapporter om ökade problem med lungmask, gör att det finns behov av nya kontrollmetoder såsom vaccin. Infekterade djur blir så småningom immuna, men relativt lite är känt om de bakomliggande mekanismerna och hur skyddande immunitet uppstår. Vi har därför infekterat kalvar experimentellt för att studera infektionens första fas då larverna vandrar från tarmen via kröslymfknutorna till lungorna. Realtids-PCR-analys visade att uttrycket av interleukin-4 mRNA ökade i kröslymfknutorna tidigt efter infektion. Histologisk undersökning av krös-, lung- och flanklymfknutor visade förhöjt antal eosinofila granulocyter två veckor efter infektion. Dessa resultat tyder på en tidig aktivering av immunsystemet och initiering av ett immunsvar av s.k. Th2-typ. Denna kunskap är ny och på sikt värdefullt för utveckling av ett effektivt vaccin mot lungmask.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Studier av immunsvaret mot lungmaskinfektion hos nötkreatur

Syftet med studien
Genom att undersöka hur värddjurets immunförsvar reagerar när lungmasklarver vandrar från tarmen till lungorna hoppas vi identifiera immunmekanismer som behövs för att ett effektivt och skyddande immunsvar ska utvecklas. Denna kunskap är viktig för att utveckla ett modernt vaccin mot lungmasksjuka hos nötkreatur.
Resultat
Hos kalvar som matats med lungmasklarver fann vi redan en till tre dagar senare tecken på att immunsystemet reagerat på infektionen. I kröslymknutorna, som larverna passerar på sin väg från tarmen till lungorna, påvisade vi då ett ökat uttryck av interleukin-4 (IL-4) jämfört med hos oinfekterade kontrollkalvar. IL-4 är ett s.k. cytokin, en av immunsystemets många signalsubstanser.
Vi undersökte också förekomst av olika typer av immunceller i såväl kröslymfknutorna som i lymfknutor i andra delar av kroppen. Två veckor efter infektion var antalet av en viss typ av vita blodkroppar, s.k. eosinofila granulocyter, förhöjt i alla lymfknutor.
Bakgrund och metod
Nötkreaturens lungmask är en vanligt förekommande parasit som kan orsak allvarlig sjukdom. Smittan sprids på bete och kontrolleras i dagsläget genom betesbyten och olika avmaskningsmedel. Dessa åtgärder är dock inte alltid tillräckliga och det finns behov av ytterligare kontrollmetoder t.ex. vaccination. För att utveckla ett effektivt vaccin behövs kunskaper om hur ett skyddande immunsvar utvecklas och mycket tyder på att det som sker de första dagarna efter infektion är avgörande. Därför fokuserade vi på att studera immunsvaret i kröslymfknutorna som lungmasklarverna passerar på sin väg från tarmen till lungorna under infektionens första dagar. Kalvar matades med lungmasklarver och avlivades efter 1, 3, 5 och 14 dagar. Varje dag avlivades även en eller två oinfekterade kontrollkalvar. Vävnadsprover från bl.a. krös-, lung- och flanklymknutor samlades in och analyserades med s.k. PCR-teknik. På detta sätt kan man mäta om gener aktiveras för produktion av olika immunologiska signalsubstanser (s.k. cytokiner). Delar av vävnadsproverna preparerades också för att i mikroskop studera förekomst av olika immunceller.
Slutsatser och behov av vidare studier
Våra resultat visar att immunsystemet aktiveras tidigt efter infektion med nötkreaturens lungmask. Vi observerade ett cytokinsvar och rekrytering av en celltyp som tyder på ett immunsvar av s.k. Th2-typ startas upp. Denna typ av svar är typiskt för maskinfektioner, men i dagsläget vet man relativt lite om hur ett sådant immunsvar uppstår. De tidiga immunreaktionerna mot lungmask har inte studerats tidigare så våra resultat bidrar till att öka kunskapen om hur skyddande immunitet mot denna parasit initieras, vilket i förlängningen är värdefullt för utveckling av effektiva vacciner. Dock krävs ytterligare studier för att få en överblick och insikt i de komplexa immunreaktionerna under lungmaskinfektionens tidiga fas.