HURTIGFISK / eDNA
Ikke-invasiv påvisning af fiskepatogener
Non-invasive detection of fish pathogens
Projekt Fokus
HURTIGFISK udvikler to ikke-invasive eDNA-værktøj
Sygdom i dambrug koster tid, penge og dyreliv. HURTIGFISK projektet bidrager til en løsning for dette med eDNA fra en simpel vandprøve. To nye værktøjer (FishOn og FishChip) vil blive udvilket til at give opdrætterne svar på henholdsvis 20 minutter og 2-4 dage, direkte på dambruget. Disse to ikke-invasive løsninger, vil markant begrænse forekomst og udvikling af sygdom hos fisk gennem tidlig detektion som kan igangsætte behandling eller anden intervention på et tidligere tidspunkt. Dette vil på sigt øge både fortjenesten og dyrevelfærden i fiskeproduktionen.
Anvendelse af miljø-eNA-teknologi til ikke-invasiv og hurtig påvisning af fiskepatogener i dansk akvakultur on-site.
Dansk fiskeproduktion bevæger sig mod bæredygtighed med implementering af modeldambrug og recirkulerede akvakultursystemer (RAS). Dambrug påvirkes imidlertid alvorligt af sygdom. Når sygdom opdages, skal dyrlægen tilkaldes og en diagnose stilles før behandling kan påbegyndes, hvilket resulterer i spredning med øget økonomisk tab og forhøjet miljøpåvirkning til følge. Enkelt-diagnoser vil oftest stilles og kompleksiteten i sammensætningen af patogener i dambruget og multiinfektioner belyses ikke.
For at løse problemerne, er det essentielt for opdrætterne, at de kan overvåge sammensætningen af patogener (FishChip) og selv identificere potentielle sygdomsproblemer indenfor 20 min med et lavpraktisk on-site diagnostisk værktøj (FishOn) og derved nå at reagere i tide. De to ikke-invasive løsninger i HURTIGFISK, vil udfylde dette ‘unmet need’ og medvirke til en markant begrænsning i forekomst og udvikling af sygdom.
Værktøjerne er baseret på sporing af de sygdomsfremkaldende organismer i vandprøver ved hjælp af miljø DNA (eDNA), i stedet for at tage prøver fra klinisk syge fisk. eDNA afgives til det omgivende miljø fra alle organismer, herunder fisk i vandet, og specielt i RAS kan eDNA fra sygdomsorganismer hurtigt opkoncentreres grundet recirkulation af vandet og dermed spores.
Værktøjerne udvikles på 2,5 år og vil indenfor kort tid kunne tages i brug i erhvervet med en markant reduktion af sygdom til følge hvilket medfører bedre økonomi, reduktion af N og P udledning og bedre dyrevelfærd.
Formålet i HURTIGFISK er at udvikle to ikke-invasive værktøjer til overvågning af fiskepatogener i fiskeopdrætsindustrien i Danmark (og globalt) ved brug af eDNA fra vandprøver (Bilag 1): Værktøj 1) Udvikling af ‘Electro-chemical LAMP’ (eLAMP) assays rettet mod 6 dominerende fiskepatogener/sygdomme inden for regnbueørredindustrien (FishOn) til et on-site værktøj.
Project Focus
HURTIGFISK develops two non-invasive eDNA tools
Disease in fish farms costs time, money and fish lives. The HURTIGFISK project is helping to address this issue using eDNA from a simple water sample. Two new tools (FishOn and FishChip) will be developed to provide fish farmers with results in 20 minutes and 2–4 days respectively, directly at the fish farm. These two non-invasive solutions will significantly limit the occurrence and development of disease in fish through early detection, enabling treatment or other intervention to be initiated at an earlier stage. In the long term, this will increase both profitability and animal welfare in fish production.
Application of environmental eDNA technology for non-invasive and rapid detection of fish pathogens in Danish aquaculture on-site.
Danish fish production is moving towards sustainability with the implementation of model fish farms and recirculating aquaculture systems (RAS). However, fish farms are seriously affected by disease. When disease is detected, a veterinarian must be called and a diagnosis made before treatment can begin, resulting in spread with increased economic loss and elevated environmental impact as a consequence. Single diagnoses are most often made and the complexity of the pathogen composition in the fish farm and multi-infections are not addressed.
To solve these problems, it is essential for fish farmers to monitor the composition of pathogens (FishChip) and identify potential disease problems themselves within 20 minutes using a practical on-site diagnostic tool (FishOn), and thereby be able to react in time. The two non-invasive solutions in HURTIGFISK will fill this unmet need and contribute to a significant reduction in the occurrence and development of disease.
The tools are based on tracking disease-causing organisms in water samples using environmental DNA (eDNA), instead of sampling from clinically sick fish. eDNA is released into the surrounding environment by all organisms, including fish in the water, and especially in RAS, eDNA from disease organisms can be rapidly concentrated due to the recirculation of water and thus detected.
The tools are developed over 2.5 years and will within a short time be ready for use in the industry, resulting in a significant reduction of disease, leading to better economics, reduction of N and P discharge, and improved animal welfare.
The objective of HURTIGFISK is to develop two non-invasive tools for monitoring fish pathogens in the fish farming industry in Denmark (and globally) using eDNA from water samples (Appendix 1): Tool 1) Development of Electro-chemical LAMP (eLAMP) assays targeting 7 dominant fish pathogens/diseases within the rainbow trout industry (FishOn) for an on-site tool.
Aktiviteter
Activities
Work Package 1: Udvikling af seks eDNA eLAMP assays (FishOn)
oktober 2025 – juli 2026
KU og DTU udvikler FishOn, seks eLAMP-assays der kan påvise de mest udbredte fiskepatogener direkte på dambruget. Teknologien er isothermal, hvilket betyder at den ikke kræver dyrt laboratorieudstyr, og giver et sikkert svar på blot 20 minutter fra en simpel vandprøve. Assays udvælges i samarbejde med fiskedyrlæger og opdrættere og valideres på fire danske dambrug.
Forventede resultater
Seks eLAMP-assays udviklet, valideret og testet in situ på dambrug med diagnosticerede sygdomsudbrud.
Work Package 1:
AP1.1: KU optimerer vandfiltrering fra dambrugene:
Mellem 100 mL og 1 L vand skal filtreres og det opkoncentrerede vand vil reduceres til 1 mL som skal bruges til prøven. KU afklarer hvilket størrelse filter der skal bruges og hvor meget vand der skal filtreres for at opnå et pålideligt resultat. Derudover vil KU sammen med fiskedyrlæger og opdrættere stå for at udvælge de seks patogener som FishOn assays skal målrettes imod.
AP1.2: DTU udvikler de seks patogenspecifikke eLAMP assays= FishOn:
For hvert assay skal der laves primere som er optimeret til eLAMP teknologi. Tests er foretaget af Diagonal Bio der bekræfter at eLAMP assays fungerer i fiskevand (Bilag 2). eLAMP amplifikation og detektion af patogen-materiale foregår isothermalt. Alm. PCR kører ved cykler med ændringer i temperatur fra 95 grader til 60 grader hvilket kræver dyrt og laboratorie-baseret apparatur. Isothermal PCR er netop dette, der er afgørende for, at vi kan lave en lavpraktisk og billig løsning til dambrugerne eller dyrlægerne som de selv kan købe og betjene. Samtidigt er teknologien ligeså sensitiv som PCR, men ‘time to result’ er blot 20 min med FishOn assays.
Ap1.3: FishOn assays testes på de fire dambrug med et eLAMP instrument. Dyrlæger validerer sygdomme.
Milepæle:
1.1: Vandfiltrering og prøveoptimering udført
1.2: Seks eLAMP assays udviklet og valideret til kørsel på Lamplify instrument
1.3: Test af de seks eLAMP assays udført in situ på danske dambrug med udbrud
Resultater:
AP 1: Udvikling af 6 eNA assays til on-site værktøjet FishOn: Validering ved tests på dambrug med diagnosticerede sygdomme.
Tids periode:
Oktober 2025 – juli 2026.
Work Package 1: Development of six eDNA eLAMP assays (FishOn)
October 2025 – July 2026
KU and DTU are developing FishOn, six eLAMP assays capable of detecting the most prevalent fish pathogens directly at the farm. The isothermal technology requires no expensive laboratory equipment and delivers a reliable result in just 20 minutes from a simple water sample. The assays are selected in collaboration with fish veterinarians and farmers and validated at four Danish fish farms.
Expected results
Six eLAMP assays developed, validated and tested in situ at fish farms with diagnosed disease outbreaks.
Work Package 1:
AP1.1: KU optimises water filtration from the fish farms:
Between 100 mL and 1 L of water must be filtered and the concentrated water will be reduced to 1 mL for use in the sample. KU will determine what filter size to use and how much water needs to be filtered to achieve a reliable result. In addition, KU together with fish veterinarians and farmers will select the six pathogens that the FishOn assays will target.
AP1.2: DTU develops the six pathogen-specific eLAMP assays = FishOn:
For each assay, primers must be designed that are optimised for eLAMP technology. Tests have been conducted by Diagonal Bio confirming that eLAMP assays function in fish water (Appendix 2). eLAMP amplification and detection of pathogen material occurs isothermally. Standard PCR runs in cycles with temperature changes from 95 to 60 degrees, requiring expensive laboratory-based equipment. Isothermal PCR is precisely what enables us to create a simple and affordable solution that farmers or veterinarians can purchase and operate themselves. At the same time, the technology is equally as sensitive as PCR, but the time to result is only 20 minutes with FishOn assays.
AP1.3: FishOn assays are tested at the four fish farms using an eLAMP instrument. Veterinarians validate diseases.
Milestones:
1.1: Water filtration and sample optimisation completed
1.2: Six eLAMP assays developed and validated for use on the Lamplify instrument
1.3: Testing of the six eLAMP assays completed in situ at Danish fish farms with outbreaks
Results:
AP 1: development of 6 eNA assays for the on-site tool FishOn: Validation through testing at fish farms with diagnosed diseases.
Run time:
October 2025 – July 2026
Work package 2: Udvikling af Fluidigm PCR assays til FishChip værktøjet
september 2025 – december 2026
KU og DTU færdigudvikler FishChip, en chip der kan screene for 21 fiskepatogener på én gang direkte fra en vandprøve. DTU optimerer og validerer alle assays på Biomark HD-instrumentet, mens Biogenity udvikler brugervenlig software til tolkning af chipdata med potentiale for patent. Chippen giver opdrætterne et komplet overblik over patogensammensætningen på dambruget.
Forventede resultater
21 assays valideret på chip og software til tolkning af chipdata udviklet og klar til brug.
Work Package 2:
AP2.1: KU og DTU har allerede udviklet 11 assays til Fluidigm-chippen (Bilag 3) og i HURTIGFISK vil de sidste 10 assays blive udvalgt og udviklet. Vi vil køre de 21 patogener i duplikat (42 slots) og de sidste 6 slots skal bruges til positive og negative kontroller. KU (+ dyrlæger og dambrug) vil udvælge 10 nye relevante patogener og skaffe referencemateriale fra referencelaboratorier, som skal bruges til at teste de nyudviklede Fluidigm assays.
AP2.2: DTU skal udvikle de 10 assays, optimere og validere dem på chippen. Alle assays skal optimeres til den samme annealing-temperatur, da Fluidigm chippen køres under et givent forhold. Hertil bruges en stor og dyr stationær maskine, Biomark HD, der står på DTU.
AP2.3: Et software program udvikles af Biogenity til brugervenlig tolkning af chip data. Sådan et program har DTU og KUs patentagenter vurdering til at kunne trække et patent. Derudover vil der blive lavet et underprogram til at identificere korrelationer i data.
Milepæle
2.1: Materiale for 10 nye patogener er anskaffet og assays er udviklet til FishChip
2.2: Programmer udviklet til tolkning af chipdata
Resultater:
AP 2: Udvikling af 10 assays til FishChip værktøjet: Chip skal testes på danske dambrug med alle 21 assays og program udvikles til brugervenlig tolkning af chipdata.
Tids periode:
September 2025- december 2026.
Work package 2: Development of Fluidigm PCR assays for the FishChip tool
September 2025 – December 2026
KU and DTU are completing FishChip, a chip capable of screening for 21 fish pathogens at once directly from a water sample. DTU optimises and validates all assays on the Biomark HD instrument, while Biogenity develops user-friendly software for interpreting chip data with patent potential. The chip gives farmers a complete overview of the pathogen composition at the farm.
Expected results
21 assays validated on chip and software for interpreting chip data developed and ready for use.
Work Package 2:
AP2.1: KU and DTU have already developed 11 assays for the Fluidigm chip (Appendix 3) and in HURTIGFISK the remaining 10 assays will be selected and developed. The 21 pathogens will be run in duplicate (42 slots) and the last 6 slots will be used for positive and negative controls. KU (+ veterinarians and fish farms) will select 10 new relevant pathogens and obtain reference material from reference laboratories to test the newly developed Fluidigm assays.
AP2.2: DTU will develop the 10 assays, optimise and validate them on the chip. All assays must be optimised to the same annealing temperature, as the Fluidigm chip runs under a given condition. This requires a large and expensive stationary machine, the Biomark HD, located at DTU.
AP2.3: A software programme will be developed by Biogenity for user-friendly interpretation of chip data. DTU and KU’s patent agents have assessed that such a programme may be eligible for a patent. Additionally, a subprogramme will be developed to identify correlations in the data.
Milestones:
2.1: Material for 10 new pathogens obtained and assays developed for FishChip
2.2: Programme developed for interpretation of chip data
Results:
AP 2: Development of 10 assays for the FishChip tool: The chip will be tested at Danish fish farms with all 20 assays and a programme will be developed for user-friendly interpretation of chip data.
Timeframe:
September 2025 – December 2026
Work package 3: Vandprøvetagning
november 2025 – december 2026
KU indsamler vandprøver månedligt fra fire danske dambrug over et år og analyserer dem med både FishOn og FishChip. Prøverne sammenholdes med dambrug-sygdomshistorik og suppleres med ekstra prøvetagning når dyrlæger diagnosticerer aktive sygdomsudbrud. Resultatet er en unik dokumentation af patogenfluktuationer i dansk akvakultur over tid.
Forventede resultater
Vandprøver fra fire dambrug analyseret med FishOn og FishChip både on-site og i laboratoriet over et fuldt år.
Work Package 3:
AP3.1: Vandprøver indsamles af KU hver måned fra FREA, Musholm, Danforel og Royal Danish Fish henover et år. Disse bruges til at følge fluktuationer af patogener på chippen der sammenholdes med sygdomshistorikken på dambrugene og FishOn resultater.
AP3.2: Dyrlæger tilkalder KU når der er udbrudt sygdom på dambrug, så der kan tages prøver til laboratoriet. Dyrlægerne stiller diagnose ved disse besøg.
AP3.3: Dambrugsvand analyseres og valideres med FishOn assays og FishChip både on-site og i laboratoriet.
Milepæle
3.1: Vandprøver samlet henover et år fra fire dambrug
3.2: Vandprøver samlet fra dambrug med diagnosticeret sygdom
3.3: Dambrug involveret i 3.1 og 3.2 analyseret med FishOn og FishChip
Resultater:
AP 3: Vandprøvetagning: Dambrug analyseres med FishOn og FishChip.
Tids periode:
November 2025 til december 2026.
Work package 3: Water sampling
November 2025 – December 2026
KU collects monthly water samples from four Danish fish farms over one year and analyses them with both FishOn and FishChip. The samples are compared with farm disease histories and supplemented with additional sampling when veterinarians diagnose active disease outbreaks. The result is unique documentation of pathogen fluctuations in Danish aquaculture over time.
Expected results
Water samples from four fish farms analysed with FishOn and FishChip both on-site and in the laboratory over a full year.
Work Package 3:
AP3.1: Water samples are collected by KU every month from FREA, Musholm, Danforel and Royal Danish Fish over one year. These are used to track fluctuations of pathogens on the chip, which are compared with the disease history of the fish farms and FishOn results.
AP3.2: Veterinarians call in KU when disease outbreaks occur at fish farms, so that samples can be taken to the laboratory. Veterinarians make diagnoses during these visits.
AP3.3: Fish farm water is analysed and validated with FishOn assays and FishChip both on-site and in the laboratory.
Milestones:
3.1: Water samples collected over one year from four fish farms
3.2: Water samples collected from fish farms with diagnosed disease
3.3: Fish farms involved in 3.1 and 3.2 analysed with FishOn and FishChip
Results:
AP 3: Water sampling: Fish farms are analysed with FishOn and FishChip.
Run time:
November 2025 – December 2026
Work package 4: Kommunikation og Demonstration
juli 2025 – juli 2026
HURTIGFISK deler sin viden bredt med en praktisk brugermanual til FishOn, populærvidenskabelige artikler, faglige kommunikationer til brancheorganisationer og en temadag for erhvervet. Projektet afsluttes med to peer-reviewed artikler og en fuld afrapportering. Patentmuligheder for både FishOn og chipteknologien undersøges løbende med europæiske patentadvokater.
Forventede resultater
Manual, to peer-reviewed artikler, temadag afholdt og afrapportering fuldført.
Work Package 4: Kommunikation og Demonstration
AP4.1: Udarbejdelse af manual til point of care test med FishOn
AP4.2: To kommunikationer til den brede befolkning
AP4.3: To kommunikationer til brancheorganisationer (DAPO, Eurofish)
AP4.4: To videnskabelige artikler
AP4.5: Temadag om FishOn og FishChip
AP4.6: Afrapportering
Leverancer:
4.1: Manual til point-of-care for FishOn udarbejdet
4.2: To populærvidenskabelige artikler publiceret
4.3: To kommunikationer udgivet hos DAPO og Eurofish
4.4: To peer reviewed artikler publiceret
Milepæle:
4.5: Temadag afholdt
4.6: Afrapportering fuldført
IPR er ved at blive klarlagt til chipteknologien og patentmuligheder er ved at blive undersøgt af DTU og KUs patentadministration sammen med europæiske patentadvokater (Inspicos).
Der vil blive indgivet en notification of invention på FishOn assays når de er færdigudviklet.
Resultater:
AP 4: Kommunikation og Demonstration: Fra juli 2025 til juli 2026 med løbende rapportering fra januar 2025 til juli 2026 inklusive en teamdag i den sidste periode.
Work package 4: Communication and Demonstration
July 2025 – July 2026
HURTIGFISK shares its knowledge widely through a practical user manual for FishOn, popular science articles, communications to industry organisations and a theme day for the sector. The project concludes with two peer-reviewed articles and a full report. Patent possibilities for both FishOn and the chip technology are being explored with European patent attorneys.
Expected results
Manual, two peer-reviewed articles, theme day held and reporting completed.
Work Package 4:
AP4.1: Preparation of a manual for point-of-care testing with FishOn
AP4.2: Two communications to the general public
AP4.3: Two communications to industry organisations (DAPO, Eurofish)
AP4.4: Two scientific articles
AP4.5: Theme day on FishOn and FishChip
AP4.6: Reporting
Deliverables:
4.1: Point-of-care manual for FishOn prepared
4.2: Two popular science articles published
4.3: Two communications published with DAPO and Eurofish
4.4: Two peer-reviewed articles published
Milestones:
4.5: Theme day held
4.6: Reporting completed
IPR is being clarified for the chip technology and patent opportunities are being investigated by DTU and KU’s patent administration together with European patent attorneys (Inspicos). A notification of invention will be submitted for the FishOn assays once they are fully developed.
Results:
AP 4: communication and Demonstration: From July 2025 to July 2026 with ongoing reporting from January 2025 to July 2026, including a theme day in the final period
News and Events
Anvendelse af miljø-eNA-teknologi til ikke-invasiv og hurtig påvisning af fiskepatogener i dansk akvakultur on-site
Publications – soon to come
Project Partners
Kontakt
Finansieret af
Lektor Louise von Gersdorff Jørgensen
Sektion for Parasitologi og Akvatisk Patobiologi
Stigbøjlen 7 – DK 1870 Frederiksberg C
Telephone:
Email: lvgj@sund.ku.dk
Grønt Udviklings- og Demonstrationsprogram (GUDP)
Projekt: Anvendelse af miljø-eNA-teknologi til ikke-invasiv og hurtig påvisning af fiskepatogener i dansk akvakultur on-site – HURTIGFISK
Period: 1.11.2024 – 30.4.2027
Contact
Funded by
Lecturer Louise von Gersdorff Jørgensen
Section for Parasitology and Aquatic Pathobiology
Stigbøjlen 7 – DK 1870 Frederiksberg C
Telephone:
Email: lvgj@sund.ku.dk
Green Development and Demonstration Programme (GUDP)
Project:Application of environmental eDNA technology for non-invasive and rapid detection of fish pathogens in Danish aquaculture on-site – HURTIGFISK
Period: 1.11.2024 – 30.4.2027