Nye metoder avslører «skjult» gift fra blågrønnalger

På sommeren og høsten kan giftige blågrønnalger, riktigere kalt cyanobakterier, blomstre opp i elver og innsjøer og danne et synlig grønt «teppe» på vannet. Disse kan produsere giftstoffer som til nå har vært vanskelig å påvise fordi disse kan binde seg til andre stoffer. Nå er nye analyseverktøy utviklet som gjør det mulig å påvise og måle nivå av disse toksinene i miljø og organer.

Grønt er ikke alltid skjønt. Blågrønnalger (cyanobakterier) kan være giftige og gi hudirritasjoner og forgiftninger hos folk og dyr, men farene ved disse er relativt lite kjent. Når man ikke er klar over at disse kan gi farlige forgiftninger, blir det heller ikke undersøkt for om disse cyanobakteriene er tilstede ved sykdom og død hos dyr og mennesker.

Samtidig er det et problem at analysemetodikken som har vært i bruk har vært mangelfull og ikke alltid avslører at giftstoffene er tilstede eller at metodikken som er i bruk for analyse kan vise feil nivå av giftstoffene microcystin.

Dette forteller Ingunn Samdal som er forsker ved Veterinærinstituttet.

- Mangelfull eller feil metodikk kan føre til at vi ikke oppdager slike forgiftninger og konsekvensen er at disse ikke blir rapportert inn og at dyr og mennesker som er forgiftet ikke får rett behandling, sier hun.

Nå har Veterinærinstituttet utviklet et analyseverktøy, en såkalt ELISA-metode som er en sensitiv immunologisk metode som bruker spesielle antistoffer til å gjenkjenne og måle små mengder av giftstoffet. ELISA-metoden er laget slik at den fanger opp alle varianter av giftstoffet og gir et samlet mål på disse. I tillegg har instituttet utviklet en LC-MS-metode som er en kjemisk metode som måler giftstoffenes størrelse. Ved å sammenligne med standarder, kan en bestemme eksakt hvilke varianter av giftstoffet som er tilstede og mengden av disse.

Startet med massiv fugledød i USA

Arbeidet med å utvikle denne metodikken for frigjøring av giftstoffer fra vev har tatt tid og skjøt fart da instituttet ble bedt om å bistå en oppklaring av en massiv fugledød.

Sommeren 2012 ble mer enn 750 fugler observert døde og døende på øya Poplar Island utenfor staten Maryland i USA. Her pågår et restaureringsarbeid for øyas økosystem

Mistanken var først at fuglene led av botulisme, men samtidig var det en svært stor oppblomstring av blågrønnalger på denne tiden. Derfor ble også undersøkelser satt i gang for blant annet å avsløre om cyanobakterier kunne være årsaken til massedøden.

Gjennom internasjonalt samarbeid med GreenWater Laboratories i Florida fikk Veterinærinstituttet tilsendt prøver av algene, vannet fuglene hadde oppholdt seg i, samt organprøver fra fuglene som hadde dødd. Målet var å se om instituttet kunne bekrefte påvisning av at fuglene hadde vært utsatt for giftige blågrønnalger (microcystiner) og hvor mye, og om de fantes i fri eller bundet form.

Samdal forteller at hun og kollegene analyserte prøvene med flere ulike metoder. Da de sammenlignet analysesvarene, så de at disse varierte mye — alt etter hvilken metode som ble benyttet. Dette arbeidet belyste nødvendigheten av å utvikle en mer helhetlig analysestrategi for å påvise blågrønnalge-gifter.

- Noen av analysene fanget ikke opp at det var toksiner der, og andre som påviste toksiner varierte mye med tanke på giftnivå. Samtidig ble det også klart for oss at det var viktig å finne ut hvorfor forgiftning oppstår når analysene tilsynelatende viser at toksiner ikke er tilstede eller er tilstede i lave nivåer, sier hun.  

Metodekombinasjon ga nye og mer nyanserte svar

- Ved å kombinere metodene har vi funnet at det er mer gift som er bundet opp i organer enn det man har sett tidligere når man bare ser på fri gift, dvs. ikke bundet opp i vev, forklarer Samdal. Arbeidet som er gjort illustrerer at målt nivå av microcystin avhenger av teknikken som brukes og at man må være nøye med hvilken metode en bruker når man skal analysere prøver.

- Du kan si de ulike analysemetodene til sammen komplementerer hverandre og ble til flere brikker i et puslespill som gjorde at vi fikk et nytt og mer helhetlig bilde av giftmengden og av type gift.

Utviklet metoder for å påvise gift bundet opp i vev

Hun forteller at det andre de gjorde var å utvikle metoder for å finne giftstoffer som er bundet opp i vevet.

Dette har ikke vært undersøkt så mye. Hun forklarer at når toksinene blir bundet opp, blir de på en måte «usynlig» for de spesifikke metodene. En teori er at slike bundne toksiner kan skjule hvor mye som faktisk finnes av toksiner og at disse kan frigjøres sakte.

- Vi har nå funnet metoder som kan frigjøre giftstoffene som er bundet opp ved at vi kutter bindingene mellom giftstoffet og vevet ved hjelp av kjemiske reaksjoner. Slik kan vi få skilt de ut og kan igjen «se» de, det vil si påvise giftstoffene, forklarer hun.

Microcystin deconjugation cartoon_Norsk_ed
Figur: Microcystiner kan bindes seg til vev. Metodene som Veterinærinstituttet har utviklet bryter denne bindingen til vev og gjør at microcystin kan påvises. Figuren er en forenklet illustrasjon på hvordan bindingene brytes. Illustrasjon: Chris O. Miles.

-Ved hjelp av metodeutprøvingen og metodene vi utviklet, fant vi at ganske store mengder microcystiner var bundet i vevet hos fuglene. Vår konklusjon heller derfor mot at fugledøden i USA antagelig skyldtes forgiftning fra cyanobakterier og ikke som først var antatt, botulisme. Men, det kan også være at fuglene ble mer følsomme for botulismebakteriene på grunn av microcystinene, men det vet vi ikke, forteller Samdal.

Les vitenskapelig artikkel: Bird Mortality-event Associated with Microcystins at Poplar Island Maryland USA

Cyanobakterier i Norge

Med klimaendringer kan Norge få miljøendringer som legger til rette for økt oppblomstring av slike blågrønnalger. I dag har en rekke innsjøer i Norge jevnlige oppblomstringer av cyanobakterier, som Steinsfjorden, Vannsjø, Kolbotnvannet, m.fl.

Steinsfjorden er en av Norges mest populære innsjøer for fiske av edelkreps. Tidligere forskning og undersøkelser med team fra Veterinærinstituttet og Norsk institutt for vannforskning har vist at innhold av levergiften microcystin i edelkreps fra denne innsjøen. Ved å fjerne tarmen fra krepsehalen reduseres innholdet av mikrocystin drastisk. Les sak på forskning.no Ingen sjarm med krepsetarm.

Fakta:

Blågrønnalger er en gruppe bakterier med fotosyntese, også kalt cyanobakterier. De finnes overalt, i vann, på steiner, i is i Arktis og Antarktis og i ørkenen i Sahara, men kan få oppblomstringer særlig i elver og innsjøer over hele verden. Dette skjer oftest om sommeren og litt utover høsten, helst i næringsrikt vann. Cyanobakteriene kan lage mange giftstoffer. 

Ingunn Anita Samdal

Seniorforsker
Mobilnr: +47 95910858
E-post: ingunn.samdal@vetinst.no

Del artikkel