Chemotherapeutants against salmon lice Lepeophtheirus salmonis : screening of efficacy

Abstract

Sea lice constitute a continuous challenge for fish farmers in all salmonid production areas. The salmon louse, Lepeophtheirus salmonis, is the most abundant of these in the Northern hemisphere. Through millions of years the parasite has adapted to low host densities resulting in a vast reproductive potential. This feature is not favourable considering the fish densities in modern fish farming, as infective larvae spread rapidly to new hosts. Increased sea lice levels are considered to impact populations of wild salmon in Norway and other countries most negatively. Sea lice on farmed fish may be combatted through the use of several methods, which are subject to constant development. Treatment with medicinal compounds has prevailed due to their previous predictable efficacy, however overuse has resulted in widespread problems with reduced sensitivity and resistance in sea lice populations. This has led to an urgent need for novel medicinal products. In the work included in the current thesis, several life cycle stages of the parasite were exposed to a broad selection of antiparasitics. Initial screening was performed using exposure periods reflecting field treatment procedures, imitating bath (short-term) and oral (long-term) administration respectively. High concentrations were chosen to ensure identification of effective compounds. The effect on egg strings was minimal for most medicinal products except hydrogen peroxide. Assays on nauplii revealed several effective compounds, some immobilizing the parasite immediately, and some inhibiting the development to later stages. The effect on pre-adult stages has revealed substances possessing commercial potential, and suggesting differential expression between instars of key genes coding for the target proteins. One group of substances, the neonicotinoids, was investigated thoroughly for differential effects between sister compounds. Reduced sensitivity towards a commercially available compound was identified for the first time in Norway. The results indicate that compounds not yet commercially available may have good effect on several salmon louse instars at concentrations not acutely toxic to Atlantic salmon.

Ektoparasitter, i hovedsak lakselus, utgjør en stor utfordring i lakseoppdrett på både den nordlige og sørlige halvkule. På den nordlige halvkule er Lepeophtheirus salmonis den mest utbredte av disse. Parasittene har gjennom millioner av år adaptert til å overleve i populasjoner med meget lav vertstetthet, noe som har resultert i et svært høyt reproduksjonspotensial. Denne egenskapen er uheldig tatt i betraktning den høye vertstettheten i dagens lakseoppdrett der forholdene ligger til rette for at infektive larver raskt kan finne nye verter og reprodusere. Det er dokumentert at økede lakselusnivåer har en negativ innflytelse på ville laksepopulasjoner i Norge og andre nasjoner. Fjerning av lakselus fra oppdrettsfisk kan gjøres på mange måter, og det avsettes årlig store beløp for å utvikle nye og effektive metoder. Frem til nå har behandling med medisinske preparater vært dominerende på grunn av deres forutsigbart gode effekt, men resistensproblemer har fått fotfeste i lakseluspopulasjoner i alle oppdrettsnasjoner. Dette har ført til et skrikende behov for nye medisinprodukter som kan ta unna gjenblivende resistente lus. I dette prosjektet ble lakselus i flere parasittstadier eksponert for en serie medisinske substanser. Eksponeringstid ble tilnærmet anvendt behandlingstid i felt, relatert til badebehandling og langtidsbehandling med fôr. Utgangskonsentrasjon ble satt høyt for å få sikker treffeffekt. Svært få substanser affiserte klekking, med unntak av hydrogenperoksid. Forsøk med naupliusstadier ga flere treff, der noen substanser tok livet av naupliene umiddelbart, og noen andre forhindret skallskifte og dermed førte til immobilisering ved et senere tidspunkt. Flere substanser med effekt mot preadulte lakselus ble identifisert, et faktum som tyder på at ekspresjonsnivået for gener ansvarlige for målproteiner varierer mellom stadier. Noen av substansene med effekt mot lakselus har potensiale til å utvikles til kommersielle produkter til bruk lakseoppdrett. En gruppe substanser, neonikotinoider, ble undersøkt i dybden for differensiell effekt mellom søstersubstanser. Nedsatt følsomhet for hydrogenperoksid ble avdekket for første gang i norske oppdrettsanlegg. Utførte forsøk gir håp om å kunne utvikle et produkt som har relativt god effekt på alle lakselusstadier i en dose som ikke er akutt toksisk for laks.