Medicinsk zink bliver fra 2022 forbudt i hele EU som veterinært lægemiddel mod fravænningsdiarré hos smågrise, der får bøvl med maven, når de skal over på fast foder. Derfor skal der alternativer på trapperne, og helst i en fart.
Et af de forsøg, der netop er sat i gang på Aarhus Universitet, er fodertilsætning af et bestemt protein afledt fra lamaantistoffer, der kan forebygge infektion med sygdomsfremkaldende bakterier. Det er nemmere at fremstille og holder sig bedre i foderet, end hvis man brugte antistoffer fra mennesker eller grise, der også kan virke mod sygdomsfremkaldende bakterier.
Herudover har proteinet kun bindingsfunktioner, og aktiverer ikke immunforsvaret, hvilket i denne sammenhæng heller ikke er nødvendigt.
Proteinet, som også kaldes en ’nanobody’, har den funktion, at det binder sig til og blokerer for bakteriernes evne til at sætte sig fast i tarmen og gøre grisene syge. I stedet ryger bakterierne ud med afføringen, viser de indledende studier.
»Toksinproducerende E. coli er en stor udfordring i svineproduktionen. Medicinsk zink hjælper med at forebygge diarré, men forurener jorden. Derfor giver det god mening at erstatte det med noget forebyggende, som bare bliver nedbrudt i jorden efterfølgende,« fortæller Andreas Laustsen.
Han er medejer af virksomheden Bactolife, som leder projektet Ablacto+ med deltagelse af DTU Bioengineering, Aarhus Universitets Institut for Husdyrvidenskab samt Novozymes og Landbrug & Fødevarers forskningsenhed Seges Svineproduktion.
Læs også: Ved at twiste Nobel-vindende metode har DTU-forskere fundet antistoffer mod flere typer slangebid
Andreas Laustsen har desuden blogget på ing.dk i en årrække om forskning i antistoffer mod gift fra forskellige eksotiske dyrearter, og det er gennem det arbejde, han fandt ud af, at der var mange overlap til andre typer forskning.
»Her er også tale om proteiner, som binder sig til et specifikt target, meget lig den måde antistoffer fungerer på. Bakterierne i grisetarmen opfører sig på en måde som en slange, der sprøjter toksiner ud, så på den måde var det nærliggende at gå denne vej også,« siger Andreas Laustsen, som hurtigt fik hevet sin tidligere studiekammerat fra DTU, Sandra Wingaard Thrane, ind som partner.
De har nu fået 11 mio. kroner fra Miljø- og Fødevareministeriets erhvervsstøtteordningen GUDP til at markedsmodne produktet sammen med deres partnere.
Typisk slår bakterierne sig ned i grisetarmen ved at klæbe sig fast i tarmvæggen ved hjælp af små hår på bakteriens overflade, de såkaldte adhesiner. Herfra sidder de og ’spytter’ toksiner ud for at udkonkurrere andre bakterier og give grisen diarré, så de får held med at spredes i miljøet og inficere andre grise.
Lama-proteinerne gør da det, at de forhindrer bakterierne i at sætte sig fast på cellevæggen ved altså at binde sig til adhesinerne og forhindrer derved, at bakterierne kan sidde fast i tarmen. I stedet vil de ryge lige igennem tarmen og ud med afføringen.
Skulle de alligevel til en vis grad have held med at kolonisere sig, kan andre proteiner hjælpe med at neutralisere bakteriernes toksiner, og ifølge Andreas Laustsen er fordelen, at bindingsproteinerne er meget specifikke, så det går ikke ud over grisens gode bakterier, som f.eks. en antibiotikabehandling også ville gøre has på.
På den måde skal de hjælpe med at skabe en balance i tarmen, så grisene forhåbentligt aldrig når at blive syge og skal behandles.
At lige netop denne type protein er kommet i spil skyldes, at lamaernes antistoffer består af blot én peptidkæde i modsætning til vores egne, som består af to kæder.
Når der kun er én kæde, er proteinet langt simplere og billigere at producere, og så er der ikke risiko for, at de to kæder går fra hinanden, hvis omgivelserne bliver ustabile.
Og netop fordi det skal kunne tilsættes som pulver i foder, der kan være mere eller mindre vådt og komme ud for skift i temperaturer og pH-værdi, skal proteinet være meget stabilt, fortæller Andreas Laustsen.
Læs også: Danske svin får stadig mere af et antibiotikum, der nu stemples som kritisk vigtig for mennesker
Proteinet er allerede testet i det små, både i laboratoriet og i dyr, og resultaterne var lovende, fortæller Sandra Wingaard Thrane.
»Vi kan se, at E. coli ikke binder i tarmen. De ryger ud, men uden at blive slået ihjel, hvilket er afgørende for, at der ikke vil udvikles resistens over for produktet,« understreger hun.
Lige nu er partnerne i gang med et større forsøg i Foulum i Aarhus, som er den del af Aarhus Universitets Institut for Husdyrvidenskab.
Her skal det testes, hvor meget protein grisene skal have for at få den ønskede effekt.
Senere skal forsøget tages ud i praksis på almindelige griseproduktioner for at se, om det hele virker, når der er rigtig mange grise til stede og ikke kun 30 ad gangen som i de nuværende forsøg.
Selv om proteinerne stammer fra lamaer, kameler eller alpakaer, bliver det heldigvis ikke nødvendigt med en større zoologisk have for at producere proteinet, forsikrer forskerne. Proteinet er gensekventeret, og nu kan det produceres mikrobielt i laboratoriet.
En del af projektet bliver derfor at opskalere produktionen, for det er rigtig mange grise, der skal have protein i foderet, hvis det bliver afløseren for medicinsk zink.
Alene i Danmark brugte landmændene i 2017 535 ton zinkoxid og 34 ton antibiotika til at forebygge eller behandle maveproblemer hos de små grise.
Og når medicinsk zink bliver fjernet fra markedet om to år, er bekymringen, at det vil drive antibiotikaforbruget i vejret med øget resistens til følge, fortæller Nicolai Rosager Weber, som er afdelingsleder i Seges Svineproduktion.
Han sidder i Seges’ zinkberedskab, som har afholdt flere møder, hvor virksomheder og forskere kunne præsentere og diskutere mulige løsninger.
Her dukkede Bactolife op, og de vandt med det samme Seges’ interesse, fortæller Nicolai Rosager Weber.
»Det giver jo god mening, at man går efter at neutralisere sygdomsfremkaldende bakterier i stedet for at bekæmpe dem, for det kan skabe resistens. Og så er der en umiddelbar mulighed for opskalering, hvilket er essentielt,« siger han om, at Novozymes indgår i projektet sammen med Bactolife.
»Vi ser mange forslag til, hvordan man kan forebygge diarré, nogle noget mere holistiske end andre, men dette ser lovende ud, så vi glæder os til at se resultaterne af de praktiske forsøg.,« siger Nicolai Rosager Weber.
Seges er i øjeblikket partner på en håndfuld projekter, som ud over proteinerne fra Bactolife primært handler om vacciner mod den toksinproducerende E. coli, ETEC, som er smågrisenes udfordring.
Udfordringen med vacciner er dog, at de små grises immunsystem ikke er fuldt udviklet, og derfor har smågrisene udfordringer med at respondere ordentligt på en vaccine og danne de fornødne antistoffer.
Så selv om vaccinerne måske vil kunne hjælpe et stykke hen ad vejen – om ikke andet i mangel på andre alternativer – står det klart, at der også skal andre ting til for at undgå en stigende brug af antibiotika.
Hos Seges selv bliver der eksperimenteret heftigt med foderblandingerne for at finde den gyldne opskrift, der giver smågrisene præcis de næringsstoffer, de har brug for, men uden at nære de sygdomsfremkaldende bakterier for meget samtidig.
»Udfordringen er jo, at zink er meget billigt, og det virker godt. Det er svært at finde alternativer, og der er ingen 1:1-løsning for zink på nuværende tidspunkt, og det er heller ikke sikkert, at vi får det. Derfor må vi ud at prøve at skrue på mange forskellige parametre i håbet om at nå effekten på anden vis,« siger Nicolai Rosager Weber.
Ud over foderet, vacciner og måske forebyggende ’lamaproteiner’, er bedre hygiejne i staldene en del af anbefalingerne for at undgå bakteriespredning, ganske som vi kender det fra mennesker.
Og menneskers infektionssygdomme er da også noget af det næste, som Bactolife har tænkt sig at kaste sig over, når teknologien forhåbentligt har vist sig brugbar i grisene.
»Vi håber at kunne udvikle en hel række af produkter, og eftersom grise ligner mennesket meget anatomisk, kan vi bruge dem repræsentativt. Det er også samme E. coli, som er årsag til rigtig mange tilfælde af rejsediarré, så det er et godt sted at starte,« siger Sandra Wingaard Thrane.
