Utveckling av vaccin mot koccidios hos slaktkyckling

Sammanfattning av slutrapport
Vid slaktkycklinguppfödning är koccidios, en tarminfektion som orsakas av encelliga Eimeria-parasiter, ett mycket stort problem. Detta projekt har därför som långsiktigt mål att utveckla ett modernt, effektivt vaccin mot koccidios hos slaktkyckling. För att nå detta mål har vi under 2010–2013 arbetat med flera delmål. Vi har bl.a. utfört flera experimentella infektionsstudier av kycklingar för att studera utvecklingen av skyddande immunitet med fokus på ”T-mördarcellers” aktivitet. Resultaten från dessa studier visar att ”T-mördarceller” är aktiva när immuna fåglar bekämpar parasiten. Vi har tagit fram och utvärderat flera metoder för att studera olika immunfunktioner hos höns t.ex. för identifikation av aktiverade T-celler och mätning av ”T-mördarcellers” aktivitet. Projektet bidrar med viktig ny kunskap om immunsvaret mot koccidios hos fjäderfä som kommer att bidra till utveckling av nya moderna vaccin.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Infektionssjukdomar är ett stort problem inom all modern djurhållning och efterfrågan på effektiv behandling och framförallt förebyggande behandling, sk. profylax, mot dessa är stor. Vid slaktkycklinguppfödning är koccidios, en tarminfektionssjukdom som orsakas av encelliga parasiter av Eimeria-släktet, ett mycket stort problem. För att förebygga infektionen tillsätts i dagsläget koccidiehämmande substanser (koccidiostatika), som är en typ av antibiotika, till fodret under hela uppfödningstiden. Koccidiostatikabehandlig är kostsam och inte hållbar i längden eftersom parasiterna med tiden utvecklar motståndskraft mot preparaten. I andra sammanhang har man i Sverige förbjudit förebyggande tillsats av antibiotika i djurfoder. Det är med andra ord mycket viktigt att ta fram alternativ till användningen av koccidiostatika. Inom ekologisk slaktkycklingproduktion, där det inte är tillåtet att tillsätta koccidiostatika i förebyggande syfte, är det särskilt angeläget att någon annan typ av profylax, t.ex. ett vaccin utvecklas. Detta projekt har därför som långsiktigt mål att utveckla ett modernt, effektivt vaccin mot koccidios hos slaktkyckling. För att nå detta mål har vi under 2010–2013 arbetat med följande delmål: 1) att genom experimentella parasitinfektioner av höns studera markörer för ”T-mördarceller” under utvecklingen av skyddande immunitet 2) att sätta upp och validera en ny metod för att studera aktivering av ”T-mördarceller” hos höns, och 3) och att ta fram metoder för att kunna studera fler T-cells funktioner och med dessa mäta immunsvaret mot koccidios hos höns.
Tidigare studier av immunsvaret mot Eimeria-infektioner har visat att de framförallt är immunförsvarets celler, vita blodkroppar, som skyddar fåglarna mot infektionen. Den typ av vita blodkroppar man funnit sannolikt är viktiga i skyddet mot koccidios är lymfocyter av T-cells typ, framförallt s.k. ”T-mördarceller”. Mördarceller dödar kroppsegna celler som blivit infekterade av t.ex. virus eller parasiter. Eftersom Eimeria-parasiter förökar sig inuti fåglarnas tarmceller skulle T-mördarceller som dödar dessa parasitinfekterade celler kunna utgöra en viktig faktor för att förhindra att parasiterna uppförökas och sprids.
Vi har under tidigare projektperioder utvecklat en infektionsmodell med Eimeria tenella där kycklingar blir immuna och är skyddade från infektionen när de vid två tidigare tillfällen infekterats med en låg dos av parasiterna. Denna modell är ett därigenom mycket värdefullt verktyg för att studera hur immunitet utvecklas hos kycklingar. Under denna projektperiod har vi studerat flera markörer för ”T-mördarceller” vid infektion av kycklingar som är immuna mot koccidios och jämfört med kycklingar som får infektionen för första gången. Resultaten från denna studie visar att markörerna för ”T-mördarcellsaktivitet” är uppreglerade i tarmen immuna kycklingar. Denna uppreglering sammanfaller i tid med att de immuna kycklingarna stoppar Eimeria-parasiternas förökning i tarmen. Detta är första gången dessa markörer för ”T-mördarcellsaktivitet” studerats vid koccidios hos höns. Våra resultat bidrar alltså med ny viktigt information om hur skyddet mot koccidios hos immuna fåglar fungerar.
Vi har också satt upp en ny metod för att studera ”T-mördarceller” hos höns genom att identifiera de mördarceller som nyligen dödat en infekterad cell. Metoden utvärderades först med framgång i cellkulturer där ”T-mördarceller” aktiverats. Sedan testade vi om metoden kunde användas för att studera ”T-mördarceller” i vävnad från infekterade höns. Vi använde då kycklingar som infekterats med virus (infektiös bronkit virus) då det är känt att ”T-mördarceller” aktiveras vid virusinfektioner. Resultaten visade att den nya metoden fungerade väl för att identifiera aktiverade ”T-mördarceller”. Vi håller för närvarande på att med hjälp av denna metod få mer information om aktivering av ”T-mördarceller” i skyddet mot koccidios hos höns.
Vi har under projektperioden också arbetat med flera andra metoder för att studera olika immunfunktion hos höns för att kunna utvärdera immunsvar vid Eimeria-infektioner. Bland annat har vi arbetat med att studera hur T-celler aktiveras och uppförökas vid Eimeria infektion. T-celler som aktiveras börjar dela sig för att det skall finnas fler celler som kan angripa infektionsämnet. Vi har därför satt upp en metod där vi samtidigt kan mäta hur mycket cellerna delar sig och identifiera vilken typ av celler som delar sig (t.ex. om de är T-mördarceller eller T-hjälparceller). Vi har också arbetat med att sätta upp en metod för att studera om och hur ”T-mördarceller” dödar parasitinfekterade hönsceller. För att i laboratoriet särskilt kunna studera T-mördarcellernas funktion behöver man använda mördarceller och infekterade celler, som mördarcellerna skall döda (”målceller”), som har samma ”vävnadstyp”. Vi har därför tagit fram hönscell-linjer med definierade vävnadstyper. Dessa celler har använts i studier för att i cellkultur infektera den med Eimeria-parasiter. Eimeria-parasiter kan inte regelrätt odlas i cellkultur men man kan få den att genomgå några stadier av sin utveckling i odling i vissa celltyper. Vi har framgångsrikt arbetat med att sätta upp metoder för att infektera våra hönsceller med Eimeria-parasiter. Dessa parasitinfekterade cellerna kan nu användas som målceller för att studera ”T-mördarcellers” aktivitet i cellkultur. Slutligen har vi också arbetat med att sätt upp metoder för att kunna studera immunsystemets ”signalsubstanser” (cytokiner), som styr immunsvaret bl.a. genom att påverka vilken typ av T-celler som aktiveras. Denna panel av immunfunktionstest kommer vi att använda för att följa hur fåglarnas immunsvar utvecklas vid experimentella Eimeria-infektioner. Resultaten från dessa studier kommer att ge ny kunskap för att bättre förstå vilken typ av immunsvar som ger skydd mot koccidios.
Sammantaget kommer resultaten från detta projekt att bidra med viktig kunskap om hur immunsvaret mot koccidios hos fjäderfä fungerar. Med denna kunska kommer vi att kunna ta fram och testa nya vaccin mot koccidios. På sikt kan detta bidra till att förebyggande koccidiostatikabehandling i slaktkycklingproduktionen inte längre är nödvändig.