Thể thực khuẩn có thể kiểm soát bệnh hoại tử gan tụy cấp trên tôm nuôi.

Các thể thực khuẩn đã được đánh giá là có hiệu quả trong việc kiểm soát bệnh ở tôm nuôi, ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh AHPND.

Các thể thực khuẩn đã được thử nghiệm có hiệu quả trong việc kiểm soát sự lây nhiễm AHPND ở các loài tôm penaeid được nuôi và ức chế sự phát triển của vi khuẩn (Nguồn: Darryl Jory).

Bệnh hoại tử gan tụy cấp (AHPND) do vi khuẩn Vibrio (V. parahaemolyticus) gây ra  tỷ lệ chết đáng kể, lên tới 100% trên tôm nuôi bị nhiễm bệnh tại nhiều quốc gia.

AHPND lần đầu tiên được báo cáo ở Trung Quốc vào năm 2009, sau đó là ở Malaysia, Thái Lan, Philippines, Mexico và các nước Mỹ Latinh khác, trong năm 2017 cũng xảy ở Bangladesh và Hoa Kỳ. Thiệt hại do AHPND ước tính hơn 1 tỷ USD/năm. Do đó, điều quan trọng là phải phát triển và thực hiện có hiệu quả các biện pháp kiểm soát để tránh thiệt hại to lớn cho ngành nuôi tôm.

Các thực khuẩn thể, thường được gọi là phage, là những virus có mặt khắp nơi, lây nhiễm sang vi khuẩn và có thể được sử dụng để kiểm soát các bệnh truyền nhiễm ở người, động vật và thực vật. Tên gọi này dựa trên từ “bacteria” có nghĩa là “vi khuẩn” và “phagein” trong tiếng Hy Lạp, có nghĩa là “nuốt chửng”.

Các phage có thể tái tạo sau khi bộ gen của chúng được tiêm vào bên trong vi khuẩn. Chúng đã được đề xuất như một phương pháp thay thế vì có hoạt tính kháng khuẩn hiệu quả và có ưu điểm so với kháng sinh thông thường: phage mang tính chất tự nhiên, phổ biến và đa dạng nhất, chúng phân bố rộng rãi trong môi trường, bao gồm cả nước biển và cũng khá rẻ. Chúng đã được sử dụng trong nhiều năm như là một giải pháp để thay thế kháng sinh ở một số quốc gia và có thể điều trị để chống lại nhiều chủng kháng nhiều loại thuốc của nhiều loại vi khuẩn.

Kết quả truyền nhiễm bệnh

Đối với phage pVp-1, tính lây nhiễm của nó đã được thử nghiệm ở 22 chủng AHPND gây ra bởi các chủng vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus (viết tắt là VpAHPND). Các vi khuẩn này được phân lập từ nước ao nuôi, mẫu trầm tích và dạ dày của tôm bị nhiễm AHPND/EMS ở các nước Đông Nam Á và Mỹ Latinh. Các chủng thuần khiết thu được bằng cách cấy thành vạch trên đĩa môi trường NaCl TSA (tryptic soy agar). Phage này có thể lây nhiễm 91% (20 dòng) VpAHPND được thử nghiệm và chứng minh hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ chống lại 3 dòng có khả năng gây bệnh cao (Hình 2).

Hình 2: Hoạt tính kháng khuẩn của pVp-1 và hình thái phóng to của nó đối với ba chủng V. parahaemolyticus gây bệnh AHPND/EMS: 13-028/A3 (a), phân lập ở Việt Nam; 13-511/A1 (b) và 13-306D/4 (c), phân lập ở Mexico (Nguồn: GAA).

Đánh giá hiệu quả

Hơn nữa, hiệu quả của các phage đã được đánh giá trong các nghiên cứu gây nhiễm trong phòng thí nghiệm trên tôm thẻ chân trắng SPF (specific pathogen free) chưa trưởng thành. Các con tôm tham gia thí nghiệm (n = 96, trọng lượng trung bình = 1,02 g/con) được giữ trong điều kiện thích hợp (nhiệt độ nước 250C, độ mặn 25‰) và nuôi trong ba bể để đối chứng.

Bể 1 được chỉ định là bể đối chứng âm, không gây nhiễm vi khuẩn hoặc xử lý phage. Bể 2 được chỉ định là bể xử lý phage bằng phương pháp ngâm tắm (1,5 x 106 CFU/ml) và cho ăn thức ăn (1,5 x 108 CFU/tôm) sử dụng thức ăn viên (5% trọng lượng cơ thể) đã được ngâm tẩm phage, nhưng không gây nhiễm vi khuẩn. Bể 3 được chỉ định là đối chứng dương, có gây nhiễm vi khuẩn nhưng không xử lý phage.

Đối với thử nghiệm gây nhiễm bệnh, tôm được xử lý ở các thời điểm khác nhau (trước khi gây nhiễm vi khuẩn: 24 giờ, 6 giờ và 1 giờ; sau khi gây nhiễm vi khuẩn: 1 giờ) và cho tiếp xúc với V. parahaemolyticus 13-028/A3 (5,0 x 105 CFU/ml) trong 24 giờ bằng phương pháp ngâm. Mỗi nhóm được theo dõi các triệu chứng nhiễm trùng và tỷ lệ chết tích lũy được ghi nhận hàng ngày trong 5 ngày sau khi được gây nhiễm vi khuẩn.

Kết quả cho thấy, tôm được điều trị bằng pVp-1 có độ bảo hộ đáng kể, trên 25% (tỷ lệ chết tối đa 50%), trong khi nhóm đối chứng dương (không điều trị bằng phage pVp-1, chỉ tiếp xúc với VpAHPND) có tỷ lệ chết 100%. Đặc điểm mô bệnh học gan tụy của tôm được mô tả ở Hình 3.

Hình 3: Các đặc điểm mô bệnh học của gan tụy tôm sau 48 giờ điều trị bằng phage. Tôm được gây nhiễm với V. parahaemolyticus 13-028/A3 gây bệnh AHPND và được điều trị bằng phage pVp-1. Đối chứng âm (a) và đối chứng phage (b) cho thấy gan tụy biểu hiện bình thường. Đối chứng dương (c), có gây nhiễm nhưng không được điều trị, cho thấy sự bong tróc cấp tính của các tế bào biểu mô hình ống ở gan tụy. Các con tôm được điều trị bằng phage đã cho thấy có sự bảo vệ về hình thái học của gan tụy. Thang tỷ lệ 30 μm  (Nguồn: GAA).

Chủng vi khuẩn V. campbellii mang gen pirABvp từ tôm bệnh đã được xác định gần đây là tác nhân gây bệnh AHPND, và chúng tôi đã thử nghiệm các chủng này đối với thể thực khuẩn thứ 2, pVp-2, được phân lập từ tôm thẻ chân trắng Penaeus vannamei. Phage pVp-2 đã phá hủy có hiệu quả Vibrio parahaemolyticus (VpAHPND) và Vibrio campbellii (VcAHPND) và hình thành các mảng bám trên TSA + đĩa (Hình 4).

Hình 4. Hoạt tính kháng khuẩn của pVp-2 đối với đại diện chủng V. campbellii gây bệnh AHPND/EMS  (Nguồn: GAA).

Quan điểm

Trong nghiên cứu, chúng tôi đã chứng minh rằng các thể thực khuẩn được phân lập đã được đánh giá là có hiệu quả trong việc kiểm soát nhiễm bệnh AHPND và ức chế sự phát triển của vi khuẩn khi áp dụng trên tôm. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để đánh giá hiệu quả của các thể thực khuẩn đối với bệnh AHPND trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm cũng như tại thực địa.