Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.

Bildet viser NELO i genetisk modifisert sebrafisk. I denne fisken er cellene som er aktive i visse immunaktiviteter endret til å produsere et protein som lyser grønt når det blir belyst med laser. Tilsvarende kan du også se cellenes DNA (blå) og viktige deler av cytoskjelettet (rosa). Den hvite streken er 30 mikrometer.
Bildet viser NELO i genetisk modifisert sebrafisk. I denne fisken er cellene som er aktive i visse immunaktiviteter endret til å produsere et protein som lyser grønt når det blir belyst med laser. Tilsvarende kan du også se cellenes DNA (blå) og viktige deler av cytoskjelettet (rosa). Den hvite streken er 30 mikrometer.

Overraskende funn av nytt organ hos fisk. Det  kan være en viktig del av immunforsvaret

– Det er veldig overraskende at ingen fant det før nå, sier en av forskerne bak oppdagelsen.

– Denne oppdagelsen gjør at vi kanskje kan få nye fiskevaksiner og behandlingsmetoder, sier Julien Resseguier, forsker ved Institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo. 

Oppdagelsen han snakker om er av et organ som blir kalt Neumasisk lymfoid organ.  Forskerne oppdaget det da de prøvde å undersøke strukturene i fiskens immunsystem.

– Vi kan få nye måter å sette diagnoser på og en bedre forståelse av enkelte fiskesykdommer Det er viktig for oppdrettsnæringen siden vi også finner dette nye organet i laks, sier Resseguier. 

På sikt mener han også at det kan være overføringsverdi til studiet av menneskelige sykdommer.

– Dette kan bidra til å avdekke ny kunnskap om vårt eget immunsystem, sier Resseguier. 

Antakelser om fisk hang ikke på greip 

Så hva er dette organet og hvorfor ble det ikke oppdaget før nå? For å forstå det må vi se nærmere på fiskens immunforsvar. 

Det har lenge vært antatt at fisk har et enklere immunforsvar enn pattedyr. En av årsakene er at immuncellene ikke har vært samlet i lymfeknuter, eller mandler slik som hos mennesker. Det har virket som om de har vært mer tilfeldig spredt utover.

Immunolog Julien Resseguier har ment at dette ikke henger på greip. Vesener som lever i vann, er mye mer utsatt for mikroorganismer. Det kan være alt fra bakterier og virus til parasitter, partikler i miljøet og forurensning.

Kunstnerisk illustrasjon av gjellehulen til en voksen zebrafisk sett fra siden.
Kunstnerisk illustrasjon av gjellehulen til en voksen zebrafisk sett fra siden.

– Hvis det regner, blir vannet fullt av avrenning. Det blir sølete. Alt som var konsentrert på bunnen, flyter overalt, inkludert bakterier. Fiskens gjeller må skaffe oksygen fra vannet like godt som når det er rent, forklarer Resseguier.

Derfor tror han at fiskens immunforsvar sannsynligvis er svært godt til å skille mellom mikroorganismer og ting som er farlige, og annet som bare passerer gjennom gjellene.

Det første beviset på at fiskens immunforsvar er mer komplekst

I 2008 ble det funnet en lymfestruktur i gjellene på laks av professor Erling Olaf Koppang ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. Hver av de åtte gjellebuene hadde et eget type lymfevev.

– Dette var det første beviset på at fiskens immunforsvar er mer komplekst en tidligere antatt, sier Resseguier.

I 2015 jobbet Resseguier med å lage nanopartikler til fiskevaksiner, med utgangspunkt i sebrafisk. Da ble han kontaktet av en av samarbeidspartnerne:

– De hadde funnet en immunstruktur i gjellene på laks. De lurte på om den også fantes i sebrafisk. 

Før han kan se i mikroskopet må prøvene forbehandles. Bildet viser Resseguier på lab.
Før han kan se i mikroskopet må prøvene forbehandles. Bildet viser Resseguier på lab.

Han kunne ikke identifisere strukturen. Han hadde ikke metodene til det. Men noe fanget interessen hans: 

– Det var en stor struktur med immunceller nær lymfevevet som var funnet i gjellene, men jeg kunne ikke identifisere hva det var, sier Resseguier.

Han forklarer at strukturen kunne sees i gamle fiskeatlas og eldre vitenskapelige utgivelser. Men det hadde aldri fått et navn og ble fullstendig oversett.

Fra 2 til 26 immunstrukturer i fiskens gjellehule

I 2018, da han jobbet ved Institutt for biovitenskap ved UiO, gjorde Resseguier og kollegene flere oppdagelser. Først fant de den samme strukturen som ble funnet i laksens gjeller i sebrafisk, og andre fiskearter. 

Så, i 2021, avdekket de en annen struktur i immunsystemet i gjellene til sebrafisk og laks som ble kalt for «amfibrankialt lymfoid vev». Det var langs hver side av de åtte gjellebuene.

Omgitt av mørke, er det mulig for Resseguier å se lyset fra de fluorescerende prøvene som avlsører de biologiske strukturene i vevet han forsker på.
Omgitt av mørke, er det mulig for Resseguier å se lyset fra de fluorescerende prøvene som avlsører de biologiske strukturene i vevet han forsker på.

Det vitenskapen visste om fiskens immunsystem gikk  på kort tid, fra 2008, fra å omfatte 2 immunstrukturer til 26. Det forskerne har oppdaget utfordrer tanken om at fiskens immunforsvar mangler kompleksistet. 

Og det bekrefter Resseguiers antagelse om at fiskens immunforsvar må være langt mer sammensatt enn tidligere antatt.

Det største organet ble funnet sist

Likevel hadde de ikke funnet alt:

– Mens jeg undersøkte immunsystemet som var knyttet til fiskens gjeller i 2018, visste vi fremdeles ikke hva den ukjente strukturen fra 2015 var. Da vi brukte en ny metode som var utviklet av samarbeidspartnere i Nederland, som kan avsløre T-lymfocytter, så vi at denne ukjente strukturen i sebrafisk var full av dem. 

Resseguiers koordinerte et internasjonalt samarbeid for å kunne identifisere og karakterisere denne nye strukturen. Selv tilbrakte han utallige netter med å lese gamle vitenskapelige artikler for å forsikre seg om at den faktisk ikke var identifisert. 

De eldste artiklene var fra tidlig 1900-tallet og skrevet på fransk fra arkivet til eksperimentell og generell zoologi, forklarer Resseguier.

Lymfoid arkitektur av gjellehulen til gullfisk. Mikroskopbildet viser NELO-strukturen over gjellebuene, og dette viser den sterke sammenhengen mellom NELO og det lymfoide vevet i gjellene. Cellekjernene er blå, aktin er i grønt og lymfocyttene er magenta.
Lymfoid arkitektur av gjellehulen til gullfisk. Mikroskopbildet viser NELO-strukturen over gjellebuene, og dette viser den sterke sammenhengen mellom NELO og det lymfoide vevet i gjellene. Cellekjernene er blå, aktin er i grønt og lymfocyttene er magenta.

Da fant han ut at denne strukturen, som befant seg ved samlingen av gjellebuene, faktisk var den største og mest komplekse av alle de hadde funnet så langt:

– Dette var den 27-ende strukturen vi fant, men det var også den største. Dette organet binder alle de andre strukturene fra gjellene sammen, forklarer han.

Organet har fått navnet Neumasisk lymfoid organ (Nemausean Lymphoid Organ – NELO). Det er oppkalt etter den gallisk-romerske myten om guden som vokter vannkilden i byen Nîmes i Frankrike. Det er byen der Resseguier vokste opp.

– Vi foreslo dette navnet fordi det er mer elegant og poetisk. Guden Nemausus beskytter vannkilden til byen. Dette organet beskytter fisken, forklarer han.

Laget et 3D-bilde av det nye organet

Resseguier har lenge jobbet med å lage tredimensjonale bilder av ulike strukturer i sebrafisk, laks og torsk. Hans metode er å visualisere organer i den romlige sammenhengen de er i, inne i fisken.

– Mange forskere fokuserer på å undersøke en vevstype eller et organ om gangen, men jeg foretrekker å se helheten, forklarer han.

Han tror at dette har hjulpet ham å forstå at strukturen de fant måtte være noe mer, større og viktigere enn bare «noe vev» mellom andre organer. 

For å forstå den komplekse formen på det nye organet, måtte immuncellene merkes med fluorescerende stoffer. Deretter måtte fisken deles inn i 700 tynne skiver og tas bilde av. De ulike strukturene i gjellehulen måtte tegnes for hånd for hvert av de 700 bildene, og deretter ble disse tegningene satt sammen i et eget program.

En tredimensjonal modell av det nyoppdagede organet (NELO) i fisk.
En tredimensjonal modell av det nyoppdagede organet (NELO) i fisk.

– Det tar mer enn én måned å lage en 3D-figur for ett eksperiment, forklarer Resseguier.

Plasseringen, størrelsen, og det faktum at det for det meste består av immunceller, antyder at det nye organet er involvert i fiskens immunsystem. 

Resseguier og hans samarbeidspartnere har vist at organet ikke er involvert i produksjonen eller utviklingen av lymfocytter, men at det viser egenskapene til et lymfoid organ som er involvert i immunresponser. 

Likevel er den eksakte rollen til dette organet uklart. Resseguier har fått midler fra Forskningsrådet til å studere dette organet videre, særlig med tanke på at en bedre forståelse av det kan bidra til å bekjempe infeksjonssykdommer i oppdrettsnæringen.

Organet dukker opp når fisken når en viss alder

Da Resseguier undersøkte den nye strukturen, gjorde han og de andre forskerne en oppdagelse. Yngelen mangler denne strukturen. Den dukker først opp når fiskene nærmer seg utvokste.

– Det tilsvarer at vi skulle ha fått et helt nytt organ i fem til syvårsalderen. Det er veldig rart. Det gjør at vi har mange nye spørsmål om immunforsvaret. Kanskje kan denne oppdagelsen bidra til at vi lærer mer om vårt eget immunforsvar, undrer han.

Grunnforskningen kan være viktig for oppdrettsnæringen

Ifølge Resseguier kommer omtrent halvparten av all fisk som blir spist fra oppdrett. For at fiskene skal ha det bra og også være trygg å spise er det viktig at de ikke blir syke.

Han mener at det er overraskende at et så stort og viktig organ ikke har blitt funnet før nå. Det er en påminnelse om at det fremdeles kan være mye vi ikke vet:

– Dette kan være en game changer for feltet. Det er veldig overraskende at ingen fant det før nå. Kanskje er det slik fordi det er en kompleks tredimensjonal struktur som befinner seg i et område av fisken hvor det er mye forskjellig vev. Det kan forklare hvorfor det tok så mange år å finne den, undrer han. 

Referanse:

Julien Resseguir mfl.: Identification of a pharyngeal mucosal lymphoid organ in zebrafish and other teleosts: Tonsils in fish?Science Advances, 2023. DOI: 10.1126/sciadv.adj010

Powered by Labrador CMS