Liệu pháp thay thế kháng sinh trị bệnh trên tôm

Các liệu pháp tiên tiến như thực khuẩn thể, endolysin, bacteriocin và quorum quenching đang ngày càng chứng minh được hiệu quả vượt trội cùng với tính an toàn cao. Bên cạnh đó, các liệu pháp như peptide kháng khuẩn, kháng thể IgY, hạt nano cũng mang lại những tín hiệu khả quan điều trị bệnh tôm.

Liệu pháp thể thực khuẩn

Thực khuẩn thể hay thể thực khuẩn còn được gọi là bacteriophage hay phage. Thể thực khuẩn là một nhóm các virus chuyên biệt lây nhiễm vào các loài vi khuẩn khác nhau. Phage vô hại đối với con người, động vật hoặc thực vật. Chúng chỉ nhắm mục tiêu lây nhiễm vào các tế bào vi khuẩn.

Liệu pháp thể thực khuẩn (phage therapy) là phương pháp sử dụng thể thực khuẩn để điều trị tình trạng bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra. Cơ chế của liệu pháp thể thực khuẩn là virus thể thực khuẩn chèn bộ gen của nó vào vi khuẩn chủ, sao chép và nhân lên bên trong, gây ra sự phân giải tế bào và cuối cùng giết chết vi khuẩn.

Nghiên cứu của Hossain et al. (2024) giải quyết sự bùng phát thường xuyên của bệnh do vi khuẩn trong nuôi tôm ở Bangladesh bằng cách tập trung nghiên cứu vào việc sử dụng thực khuẩn thể. Các thể thực khuẩn được phân lập từ mẫu nước thải được thu thập từ trang trại nuôi tôm, trại giống. Trong các thử nghiệm in vitro, các thể thực khuẩn đã lây nhiễm thành công 91% chủng Vibrio được thử nghiệm (19 trong số 21 chủng). Trong thử nghiệm in vivo, áp dụng phương pháp dự phòng bằng thể thực khuẩn và điều trị bằng thể thực khuẩn đã chứng tỏ khả năng sống sót của tôm nuôi gia tăng sau thử nghiệm cảm nhiễm vi khuẩn Vibrio có độc tính.

Liệu pháp endolysi

Liệu pháp endolysin (lysin) bắt nguồn từ liệu pháp thể thực khuẩn (phage), liên quan đến việc sử dụng các enzyme thủy phân “endolysin” giống như các enzyme thủy phân được các thể thực khuẩn sử dụng để tách thành tế bào peptidoglycan của vi khuẩn (Deshotel et al., 2024).
Trong một báo cáo tổng hợp vào năm 2019, Matamp and Bhat đã cho rằng, có rất nhiều đánh giá về endolysin như chất chống lại vi khuẩn Gram dương. Tuy nhiên, cũng có một số endolysin cũng có khả năng chống lại các mầm bệnh vi khuẩn Gram âm như Vibrio alginolyticus và V. parahaemolyticus.

Kháng thể IgY có hiệu quả chống lại nhiều loại mầm bệnh trên tôm. Ảnh: TGCP

Liệu pháp bacteriocin

Nhiều chủng probiotic sản sinh ra chất kháng khuẩn đa dạng, chẳng hạn như enzyme phân giải hợp chất chelat sắt, kháng sinh, hydrogen peroxide, axit hữu cơ và bacteriocin. Trong số các chất kháng khuẩn này, bacteriocin là những peptide nhỏ phá vỡ tính toàn vẹn của màng tế bào vi khuẩn, nổi bật như một công cụ thay thế để kiểm soát vi khuẩn gây bệnh.

Phương thức hoạt động của bacteriocin có thể thay đổi tùy theo đặc điểm của chúng. Chúng có thể tiêu diệt vi khuẩn thông qua sự hình thành lỗ trên màng tế bào, ngăn chặn hoạt động của các chất vận chuyển peptidoglycan và do đó ngăn cản quá trình tổng hợp thành tế bào và gây tổn hại đến vật liệu di truyền hoặc tổng hợp protein (Pereira et al., 2022).

Một nghiên cứu của Mitchell et al. (2023) đã đánh giá tác động của việc sử dụng thức ăn có chứa bacteriocin có làm tăng tỷ lệ sống của tôm bị nhiễm AHPND. Kết quả cho thấy, các nhóm tôm được điều trị có tỷ lệ sống sót trung bình đạt 96%, với nồng độ thấp nhất và cao nhất của bacteriocin mang lại tỷ lệ sống sót cao nhất. Những kết quả này cho thấy chất phụ gia bacteriocin có thể được sử dụng để ngăn ngừa hoặc giảm thiểu nhiễm trùng AHPND ở tôm.

Liệu pháp peptide kháng khuẩn

Các protein và peptide kháng khuẩn, gọi chung là peptide kháng khuẩn (antimicrobial peptides-AMP, còn được gọi là host defense peptides-HDP) có thể là giải pháp thay thế an toàn và hiệu quả vì vị trí tác dụng của chúng là trên các thành phần của vi sinh vật; chúng có khả năng phân hủy sinh học; tính đa dạng của chúng về cơ chế hoạt động rất rộng (Zermeno‐Cervantes et al., 2020).

Việc sử dụng thức ăn có peptide kháng khuẩn trong nuôi TTCT, thông qua lựa chọn thức ăn có bổ sung peptide kháng khuẩn, giúp người nuôi chủ động phòng bệnh tôm hiệu quả, tiết kiệm chi phí, an toàn.

Liệu pháp kháng thể IgY

Kháng thể lòng đỏ trứng gà hay còn gọi là Immunoglobulin Y (IgY). Ưu điểm của việc sử dụng IgY cho các hoạt động nuôi trồng thủy sản là vì chúng có tính đặc hiệu cao, không xâm lấn, không hình thành tình trạng kháng thuốc ở vi sinh vật, có thể được sản xuất hàng loạt và không gây ô nhiễm hay tồn dư. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh IgY có hiệu quả chống lại nhiều loại mầm bệnh trên tôm như nhóm vi khuẩn Vibrio (tiêu biểu là Vibrio alginolyticus), AHPND, WSSV.

Trong nghiên cứu của Lu et al. (2009), IgY hoạt tính cao chống lại WSSV đã được sử dụng để gây miễn dịch thụ động cho tôm Procambius clarkiaii. Kết quả cho thấy các nhóm được điều trị bằng cách tiêm IgY có nguồn gốc từ WSSV bất hoạt và có nguồn gốc từ DNA có tỷ lệ tử vong lần lượt là 20% và 80%. Các nhóm trong chế độ ăn bổ sung 10% bột lòng đỏ trứng và 1% IgY cho tỷ lệ tử vong lần lượt là 53,3% và 67,7%, và nhóm ngâm cho tỷ lệ tử vong là 46,7%. Những kết quả này cho thấy việc tạo miễn dịch thụ động bằng các kháng thể IgY đặc hiệu thông qua tiêm bắp, cho ăn và ngâm có hiệu quả để bảo vệ tôm Procambius clarkiaii chống lại WSSV. Điều đáng chú ý là IgY làm phụ gia trộn thức ăn và dung dịch ngâm là phương pháp hữu ích và khả thi trong thực tế (Lu et al., 2009).

Nakamura et al. (2019) đã tiến hành hàng loạt thí nghiệm nhằm đánh giá tác dụng bảo vệ của IgY chống lại nhiễm AHPND ở TTCT. Các kết quả cho thấy, tỷ lệ sống của tôm bị cảm nhiễm được cho ăn chế độ ăn chứa PirA-IgY, PirB-IgY lần lượt là 86% và 14%. Chỉ có tôm được cho ăn thức ăn chứa kháng thể PirA-IgY mới có khả năng chống lại AHPND. Việc tăng nồng độ kháng nguyên rPirA để tạo miễn dịch cho gà mái và giảm lượng bột trứng trong thức ăn xuống 10% cho thấy tỷ lệ sống sót cao hơn ở tôm được nuôi bằng PirA-IgY (87%) so với đối chứng (12%). Những kết quả này xác nhận rằng việc bổ sung kháng thể PirA-IgY trong thức ăn có thể là một phương pháp phòng ngừa hiệu quả chống lại nhiễm AHPND ở tôm.

Liệu pháp nano

Các báo cáo tổng hợp của Easwaran et al. (2022) đã chỉ ra rằng, các hạt nano (Nanoparticle -NP) thể hiện hoạt tính kháng khuẩn cao chống lại hầu hết các vi khuẩn, nấm và virus. Với các đặc tính hóa học, vật lý và sinh học mới, các phương pháp tiếp cận dựa trên nano được coi là một lựa chọn đầy hứa hẹn trong nuôi trồng thủy sản.

Hoạt tính kháng khuẩn của vật liệu nano sinh học (ZnO-NP) được nghiên cứu chống lại V. parahaemolyticus phân lập từ tôm nuôi với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) đạt 25 μg/mL.

Liệu pháp Quorum quenching

Quorum quenching (QQ) là một liệu pháp được sử dụng để ức chế tín hiệu Quorum sensing (QS) – cơ chế giao tiếp liên khuẩn thông qua các tín hiệu hóa học. Một số phương pháp đã được đề xuất và phát triển nhằm tác động tiêu cực đến quá trình giao tiếp này, từ đó ngăn chặn các hoạt động của vi khuẩn có hại (Jayaprakashvel và Subramani, 2019; Lubis et al., 2024).

Trong một báo cáo tổng hợp năm 2021, Shaheer et al. đã mô tả khả năng của các chủng Bacillus spp. trong việc thực hiện liệu pháp QQ nhằm làm giảm sự biểu hiện của một số yếu tố độc lực của mầm bệnh Vibrio harveyi trên tôm. Nghiên cứu này đã sàng lọc tổng cộng 118 chủng vi khuẩn hình thành bào tử từ các ao nuôi trồng thủy sản và đất ngập mặn, có khả năng phân hủy acyl-homoserine lactone(AHL), C4-HSL, C6-HSL, C8-HSL và C10-HSL.

Trong đó, B. subtilis MFB10, B. lentus MFB2 và B. firmus MFB7 có khả năng phân hủy cao nhất. Các chủng đã phân lập ngăn chặn sự biểu hiện của các gen độc lực mã hóa protease, lipase, phospholipase, caseinase, chitinase và gelatinase, đồng thời ức chế sự hình thành màng sinh học của vi khuẩn V. harveyi MFB32.

Các giải pháp thay thế trong điều trị bệnh sẽ mở ra một giai đoạn mới về sức khỏe tôm, góp phần gia tăng hiệu quả, chi phí và nâng cao năng suất sản xuất.

Nguyễn Thị Thu Hằng
Trường Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ