Sterke likheter mellom fisk og pattedyrs tarm

Hege Hellbergs doktorgradsarbeid viser at fisketarmens oppbygning og utvikling, samt forekomst av immunceller ved betennelse og kreft som utgår fra kjertlene i tarmen (adenokarsinom), har sterke likhetspunkter med pattedyr. Arbeidet viser at fisk har stort potensiale som modellorganismer for betennelsesrelaterte tarmsykdommer hos menneske.

Sterke likheter mellom fisk og pattedyrs tarm

Akvakultur er en næring i rask utvikling, og nye fiskearter vurderes fortløpende som mulige kandidater for oppdrett. Fisk utgjør en stor og variert gruppe, og det er fremdeles mye man ikke vet om de forskjellige artenes anatomi, fysiologi og immunologi. Mye av forskningen på dette området har konsentrert seg om karpe- og laksefisk som er viktige, etablerte oppdrettsarter. I tillegg er karpefiskarten sebrafisk godt kartlagt siden den er en viktig forsøksdyrart som blant annet brukes som modellorganisme for ulike sykdommer hos pattedyr, inkludert menneske. Fra et utviklingsmessig synspunkt regnes imidlertid karpe- og laksefisk som primitive eller mindre avanserte arter. Det kan være betydelige forskjeller mellom disse ferskvannsbaserte eller anadrome artene og de mer avanserte, marine oppdrettsartene som havabbor, kveite og steinbit.

Sjarmen med tarmen, også hos fisk?
Fordøyelseskanalen utgjør en stor del av kontaktflaten mellom organismen og miljøet. Tarmen er et sentralt organ for slimhinnerelatert immunrepons hos pattedyr og inneholder mange celletyper som er involvert i betennelses- og immunreaksjoner. Hellberg har i sin studie ønsket å kartlegge mulige likheter og forskjeller mellom ulike fiskearter og mellom fisk og pattedyr når det kommer til fordøyelseskanalens anatomi og forekomsten av celler involvert i betennelsesreaksjoner.

Arbeidet tar for seg utviklingen av fordøyelseskanalen og forekomst og distribusjon av de eosinofile granulære cellene hos gråsteinbit fra klekking og frem til voksen alder.  Forskningsmaterialet bestod av larver, juvenile og voksne gråsteinbit oppdrettet ved Havforskningsinstituttets forsøksstasjon i Flødevigen. I tillegg ble immunreaksjoner ved fôrfremkalt kronisk betennelse og svulstutvikling i tarmen hos atlantisk laks undersøkt.

Likheter med pattedyr
Tarmens utforming hos de yngste gråsteinbitlarvene kan sammenlignes med det man ser hos lakse- og karpefisk, men mellom åtte og tolv uker etter klekking utvikles tarmen videre og får en mer komplisert struktur med andre- og tredjegrads slimhinnefolder. Fornyelsen av tarmepitel begrenses til kryptlignende strukturer og utskifting av utrangerte epitelceller avgrenses til egne avstøtningsoner. Dette er ikke tidligere vist hos fisk og tilsvarer det man ser hos pattedyr. Mellom åtte og tolv ukers alder utvikles også et system av lymfekar i magesekk og tarm. Slike lymfekar ble ikke funnet hos laksefisk. Det ble også gjort funn som tyder på at disse lymfekarene kan ha en lakteallignende funksjon med fettopptak i tarmen, tilsvarende det man ser hos pattedyr.

Også fisk har mastceller
Mastceller hos pattedyr og andre høyerestående virveldyr er involvert i betennelsesprosesser generelt og har en sentral rolle i tarmens immunrespons. Det har lenge vært uenighet om fisk har mastceller, men nå er det vist at de såkalte eosinofile granulære cellene hos fisk er mastceller. Disse cellene finnes blant annet i stort antall i tarmen. Hos steinbit fant man få, umodne mastceller i løst bindevev ved klekking. Modne mastceller ble ikke funnet før åtte uker etter klekking, og først ved tolv ukers alder fant man mastceller i tarmen. Dette tidspunktet sammenfaller med den anatomiske modningen av tarmen, noe som overensstemmer med det man ser hos høyerestående virveldyr. Mastceller er også svært nært forbundet med lymfekar og har direkte kontakt med innholdet i karene via åpninger i lymfekarveggen. Dette er ikke tidligere vist hos fisk.

Viktig for sykdomsdiagnostikk og forskning
Doktorgradsarbeidet gir detaljert kunnskap om fordøyelseskanalens normale anatomi og utvikling hos en avansert marin fiskeart og viser klare forskjeller fra mindre avanserte arter som karpe- og laksefisk. Kunnskap om normalanatomi er et nødvendig grunnlag for både videre forskning og utvikling, samt for sykdomsdiagnostikk. Det ble også funnet likheter med tarmens anatomi og utvikling hos pattedyr. Immunreaksjonene ved fôrfremkalt betennelse og svulstutvikling hos laks viste store likhetspunkter med inflammatorisk tarmsykdom (IBD)-relatert svulstutvikling hos menneske og med pattedyrmodeller for endetarms- og tykktarmskreft. Dette er den første undersøkelsen av tumormikromiljø hos fisk, og forekomsten og distribusjonen av makrofaglignende celler, mastceller, T-celler og B-celler ved adenokarsinomer i tarmen hos atlantisk laks tilsvarer det man ser hos pattedyr. Funnene tyder også på at mastcellene i tarmen hos fisk har samme rolle som hos pattedyr. Dette viser at immunresponser i tarmslimhinnen er godt bevart opp gjennom utviklingshistorien og at fisk har stort potensiale som modellorganismer for betennelsesrelaterte tarmsykdommer hos menneske.

Hege Hellberg forsvarer sin doktorgradsavhandling "Morfologiske studier av mage-/tarmkanalen hos benfisk under sykdom og normale forhold, med hovedvekt på mastcelleontogeni og fordøyelseskanalens utvikling hos gråsteinbit, Anarhichas lupus Linnaeus, 1758" fredag 25. oktober.

Published 18. oktober 2019 - 12:30 - Updated 18. oktober 2019 - 12:31