Vaccine tái tổ hợp chống lại bệnh nhiễm trùng trên cá

Một nghiên cứu mới đây đã chứng minh Lactobacillus casei tái tổ hợp hoàn toàn có khả năng bảo vệ cá trước các bệnh nhiễm trùng nguy hiểm.

Aeromonas veronii là một mầm bệnh gram âm có khả năng lây nhiễm cả cá và động vật có vú, bao gồm cả con người, và cũng gây ra sự nhiễm trùng tự nhiên trong cá dẫn đến thiệt hại không thể khắc phục được đối với ngành nuôi trồng thủy sản.

Cá bị nhiễm vi khuẩn Aeromonas veronii có dấu hiệu bụng sưng to và xuất huyết trầm trọng.

Vi khuẩn sinh axit lactic (LAB) có một số tính chất làm cho chúng trở thành những phương tiện vận chuyển (vật mang) để đưa các hợp chất có lợi vào vị trí niêm mạc động vật, đặc biệt là vaccin.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã phát hiện ra hai loài vi khuẩn Lactobacillus casei tái tổ hợp gen OmpAI và đánh giá ảnh hưởng của chúng với đáp ứng miễn dịch ở cá.

Chuẩn bị vaccine cho cá

Một đoạn gen dài 1022 bp của kháng nguyên OmpAI 42kDa từ vi khuẩn A.veronii được nhân bản và kết hợp với gen pPG-1 và pPG-2  và sau đó cấy vào vật mang là vi khuẩn Lactobacillus casei CC16. Plasmid tái tổ hợp trong L.casei bền vững trên 50 thế hệ, và sản xuất protein OmpAI có ít ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào. Sau đó plasmid được làm sạch và đưa vào cơ thể cá chép bằng cách tiêm. Thí nghiệm đánh giá hiệu quả bảo vệ của plasmid trên được tiến hành đánh giá.

Biểu hiện của protein OmpAI trên L.casei.

(A) Sơ đồ thể hiện, Lc-pPG1-OmpAI (trái), và biểu hiện vector Lc-pPG2-OmpAI (bên phải).

(B) phân tích Western blot. Các chất chiết xuất từ tế bào (Cell) và môi trường supernatants (Sup) được phân tích. MW cho biết các dấu hiệu khối phân tử (kDa). Các mũi tên màu xám và đen chỉ ra L.casei tái tổ hợp tiết OmpAI (45 kDa) trong lysates và supernatants của tế bào.

(C) Phân tích quang phổ miễn dịch huỳnh quang. Lc-pPG1-OmpAI (trái) và Lc-pPG (phải), độ phóng đại: x 1000. Sự phát huỳnh quang màu xanh lá cây trên bề mặt của Lc-pPG1-OmpAI và không có phản ứng miễn dịch huỳnh quang trên bề mặt tế bào Lc-pPG.

Kết quả

Việc xử lý cá chép với việc vaccine tái tổ hợp đã kích thích nồng độ kháng thể đặc hiệu trong chất nhầy, trong huyết thanh và da tăng cao và làm tăng hoạt tính của lysozyme, ACP, SOD cao hơn, trong khi cá ăn bằng Lc-pPG hoặc PBS không có phản ứng miễn dịch cố định như vậy. Biểu hiện IL-10, IL-β, IFN-γ, gen TNF-α trong nhóm được cấp vaccine với L.casei tái tổ hợp cao hơn một cách có ý nghĩa thống kê (P <0,05) so với các nhóm đối chứng, cho thấy phản ứng viêm và đáp ứng miễn dịch của tế bào đã được kích hoạt.

Hơn nữa, chủng L.casei tái tổ hợp có thể sống được và vận chuyển trực tiếp trong suốt đường ruột của cá, protein OmpAI tái tổ hợp cũng được phát hiện ở niêm mạc ruột.

Kết quả cũng cho thấy cá chép nhận được Lc-pPG1- OmpAI (66,7%) và Lc-pPG2-OmpAI (50,0%) có tỷ lệ sống sót cao hơn so với nhóm chứng sau khi thử nghiệm với vi khuẩn A.veronii gây bệnh, cho thấy Lc-pPG1-OmpAI và Lc -PPG2-OmpAI có tác dụng có lợi trên phản ứng miễn dịch và tăng cường khả năng chống lại bệnh của cá.

Kết luận

Nghiên cứu này của các nhà khoa học Trung Quốc chứng tỏ, lần đầu tiên, khả năng tái tổ hợp của L.casei như một vaccine phòng ngừa nhiễm trùng A.veronii ở cá chép. Sự kết hợp giữa việc phân phối gen OmpAI và cách tiếp cận LAB có thể là một chất hứa hẹn để điều trị và kiểm soát A.veronii trên cả động vật thủy sản và động vật hữu nhũ.