Kỹ Thuật Nuôi, Tin tức

Các Chất Thay Thế Mới Như Bacteriocin Dẫn Đầu Trong Việc Thay Thế Kháng Sinh Trong Nuôi Trồng Thủy Sản Ở Tương Lai

Từ máy học, bacteriocin đến men vi sinh, các giải pháp thay thế mới đang giải quyết các vấn đề về bệnh trong nuôi trồng thủy sản.

Công nghệ máy học và các giải pháp thay thế mới như bacteriocin đang mở ra một thời kỳ mới trong việc quản lý dịch bệnh và sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản. Tiến sĩ Stanislav Iakhno (trái), Previwo AS, và Tiến sĩ Henning Sorum (phải), giáo sư, Đại học Khoa học Đời sống Na Uy và là người sáng lập Previwo. Hình ảnh của Previwo.

Những biến động trong thức ăn cho cá và giá tại trang trại chắc chắn có thể gây căng thẳng cho ngành nuôi trồng thủy sản, nhưng không gì có thể so sánh được với tác động kinh tế   của dịch bệnh bùng phát đột ngột.

Việc mở rộng nuôi trồng thủy sản thâm canh trên toàn cầu đã làm cho những đợt bùng phát như vậy xảy ra thường xuyên hơn. Ngành nuôi tôm là một ví dụ. Sự xuất hiện của Hội chứng chết sớm (EMS) hơn một thập kỷ trước đã nêu bật sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát dịch bệnh và an toàn sinh học nghiêm ngặt. Khi nuôi trồng thủy sản phát triển, quy mô trở nên thâm canh hơn, làm tăng thách thức dịch bệnh và khiến việc quản lý hiệu quả trở thành một yếu tố thiết yếu của tăng trưởng bền vững.

Một trong những chiến lược phòng chống dịch bệnh trong nuôi trồng thủy sản là sử dụng kháng sinh. Tuy nhiên, việc lạm dụng chúng đã dẫn đến những thách thức như tình trạng kháng kháng sinh, khiến các loại thuốc này mất đi hiệu quả theo thời gian. Điều này không chỉ đe dọa các loài nuôi trồng thủy sản mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người, khiến các loại kháng sinh mạnh nhất ngày càng mất hiệu quả và chỉ có ít lựa chọn thay thế.

Griffin O’Driscoll, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của công ty công nghệ sinh học Organicin Scientific cho biết: “Tình trạng kháng thuốc xảy ra khi kháng sinh thể hiện khả năng ức chế phổ rộng, gây áp lực mạnh lên vi khuẩn để tránh dùng kháng sinh”. “Áp lực này cho phép vi khuẩn có gen kháng thuốc sinh sôi nảy nở trong các vi sinh vật dễ bị tổn thương, do đó làm giảm sự đa dạng của vi sinh vật. Điều này đe dọa đến thành phần cân bằng của hệ vi sinh vật, một khía cạnh thiết yếu của sức khỏe và năng suất vật nuôi.”

Organicin Scientific sử dụng các thuật toán máy học độc quyền để phát hiện ra các loại bacteriocin mới như một chất thay thế kháng sinh. O’Driscoll cho biết rằng mọi vi khuẩn đều tạo ra một loại bacteriocin, ở đâu đó trong thế giới vi sinh vật “vô hình” đều có những loại bacteriocin có thể ức chế đặc biệt một mầm bệnh vi khuẩn khả nghi. Điều quan trọng là tìm thấy nó.

O’Driscoll cho biết: “Bacteriocin vượt trội hơn kháng sinh về hiệu quả và thúc đẩy hiệu suất, sức khỏe và tính bền vững của môi trường”. “Chúng là một họ cổ xưa gồm các protein có mục tiêu cụ thể, xuất hiện tự nhiên, được vi khuẩn sử dụng thường xuyên để loại bỏ các đối thủ cạnh tranh và xâm chiếm các môi trường mới.”

Organicin Scientific đang sử dụng bacteriocin để ngăn ngừa nhiễm trùng Vibrio ở tôm nuôi, cải thiện khả năng sống sót của tôm bị nhiễm bệnh và giải quyết các bệnh như EMS. O’Driscoll cho biết việc kết hợp chúng vào thức ăn dường như là phương pháp quản lý hữu ích nhất. Trên thực tế, thức ăn kết hợp bacteriocin của Organicin Scientific đã cải thiện tỷ lệ sống sót của tôm mắc bệnh EMS gần 200%, cũng như duy trì hoạt động sau khi tiếp xúc với nhiệt độ và áp suất cao. Với khả năng chịu nhiệt cao của bacteriocin, chúng có thể dễ dàng được đưa vào thức ăn ở cấp độ nhà sản xuất, có thể chịu được quá trình ép đùn nhiệt và được cung cấp trực tiếp cho các loài, giúp nông dân áp dụng chúng dễ dàng hơn và giảm thiểu mọi thay đổi cần thiết đối với quá trình nuôi dưỡng.

O’Driscoll cho biết: “EMS xảy ra do vi khuẩn Vibrio gây bệnh xâm nhập vào ruột tôm, do đó việc đưa bacteriocin qua thức ăn là một chiến lược phòng ngừa đáng tin cậy”. “Nó cũng mang lại cho chúng tôi sự linh hoạt cao cho mục đích sử dụng cuối cùng. Cho dù là hệ thống RAS, ao hay lồng nuôi ngoài khơi, việc kết hợp thức ăn đảm bảo rằng vật nuôi luôn tiêu thụ bacteriocin.”

‘Chúng tôi giúp cá tăng cường sức mạnh để tự chiến đấu’

Trong khi đó, ở Na Uy, công ty công nghệ sinh học Previwo đã phát triển một loại probiotic có tên StembiontTM giúp tối ưu hóa sức khỏe ở cá hồi, tăng khả năng phục hồi của chúng thông qua các phản ứng miễn dịch bẩm sinh, hỗ trợ các chức năng sinh học cơ bản và thúc đẩy tăng trưởng.

Stembiont bao gồm các chủng vi khuẩn Aliivibrio lành tính xuất hiện tự nhiên trong đại dương, và được phát triển dựa trên lý thuyết rằng các sinh vật sống cộng sinh với các quần thể vi khuẩn hội sinh. Cộng đồng hệ vi sinh vật này đóng vai trò quan trọng về tình trạng sức khỏe và bệnh tật. Trong các hệ thống thủy sinh, cá phát triển và thu được hệ vi sinh vật trong suốt cuộc đời của chúng, ví dụ như sự trao đổi vi khuẩn trên bề mặt da, đặc biệt quan trọng để củng cố tình trạng khỏe mạnh và rèn luyện hệ thống miễn dịch. Việc đưa vi khuẩn probiotic mục tiêu trước khi chuyển ra biển giúp tăng cường sức khỏe tổng thể và giảm đáng kể nguy cơ nhiễm trùng do vi khuẩn và ký sinh trùng.

Kể từ khi đăng ký thương mại vào năm 2020, Stembiont đã được áp dụng cho hơn 50 triệu cá hồi và khoảng ba triệu cá hồi ở Na Uy và hiện có sẵn ở Quần đảo Faroe và Iceland. Hình ảnh của Previwo.

Kira Salonius, giám đốc điều hành của Previwo cho biết: “Stembiont mang lại cho cá sức mạnh để tự chiến đấu vì việc đưa vi khuẩn có lợi làm tăng khả năng của hệ vi sinh vật cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh và xây dựng cơ chế phòng vệ bẩm sinh”. “Cá được tắm hoặc nhúng vào các chủng vi khuẩn có lợi trong quá trình tiêm phòng và hấp thụ các vi khuẩn có lợi qua bề mặt da và mang. Bằng cách này, chúng xác định đặc điểm hệ vi sinh vật của mình với vi khuẩn trước khi đi biển và từ đó có khả năng chống lại bệnh do vi khuẩn tốt hơn.”

Vào năm 2019, khi phát hiện ra rằng Stembiont tạo ra nhiều lớp chất nhầy khỏe mạnh hơn trên da và chất lượng da tốt hơn, Salonius và nhóm của cô đã tự hỏi liệu điều này có ảnh hưởng đến sự bám dính của rận biển hay không. Họ phát hiện ra rằng đúng như vậy – chế phẩm sinh học ảnh hưởng đến khả năng phát triển chuỗi trứng của rận biển và làm giảm tỉ lệ nở thành công. Ngoài ra, các trang trại đã báo cáo tỷ lệ cá chết giảm, phúc lợi tăng lên, tốc độ tăng trưởng và chất lượng thu hoạch tốt hơn. Kể từ khi đăng ký thương mại vào năm 2020, Stembiont đã được áp dụng cho hơn 50 triệu cá hồi và khoảng ba triệu cá hồi ở Na Uy và hiện có sẵn ở Quần đảo Faroe và Iceland. Previwo hiện đang mở rộng về mặt địa lý sang Chile, Canada, Vương quốc Anh và phần còn lại của Châu Âu và sẽ làm việc với các chủng vi khuẩn sinh học mới được phát hiện khi chuẩn bị ra mắt Stembiont Vital – thế hệ tiếp theo của Stembiont – vào năm 2023.

‘Đó là một quá trình’

Tiến sĩ Melba G. Bondad-Reantaso, trưởng nhóm Thủy sản và Nuôi trồng thủy sản của FAO, là tác giả chính của bài báo đánh giá về việc sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản. Với sự chú ý trên toàn thế giới về các vấn đề như kháng kháng sinh và dư lượng kháng sinh, cô chỉ ra Kế hoạch hành động của FAO về kháng kháng sinh giai đoạn 2021–2025 nhằm hỗ trợ các nỗ lực toàn cầu nhằm giải quyết tình trạng kháng kháng sinh trong thực phẩm và nông nghiệp. Với các mục tiêu bao gồm nâng cao nhận thức và sự tham gia của các bên liên quan, tăng cường giám sát và nghiên cứu, tạo điều kiện thực hành tốt, thúc đẩy sử dụng kháng sinh có trách nhiệm, tăng cường quản trị và phân bổ nguồn lực bền vững hướng tới Một sức khỏe tổng hợp. Bondad-Reantaso nói rằng “bất kỳ tác nhân nào trong chuỗi giá trị đều có thể giúp chống lại tình trạng kháng kháng sinh thông qua bất kỳ mục tiêu nào trong số này”.

Với việc tập trung vào các lựa chọn thay thế kháng sinh, liệu cuối cùng chúng ta có thể thấy tình trạng kháng kháng sinh ít hơn không? O’Driscoll kỳ vọng tỷ lệ kháng thuốc và sự xuất hiện kháng thuốc sẽ di chuyển với tốc độ thoải mái hơn vì thuốc kháng sinh được cung cấp với giá rẻ hơn. Trong khi đó, việc nâng cao sức khỏe tổng thể và khả năng miễn dịch của các loài thủy sản thông qua dinh dưỡng và chăm sóc hợp lý cũng như đầu tư vào nghiên cứu các giống kháng bệnh sẽ mang lại lợi ích trong khi tìm kiếm các giải pháp thay thế, ông nói thêm.

“Chúng tôi cần các giải pháp sáng tạo mang lại nhiều lợi ích hơn là chỉ kể về tính bền vững; họ cần cạnh tranh về tính hiệu quả,” O’Driscoll nói. “Các lựa chọn thay thế mới lạ có thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự thay đổi mô hình này. Mặc dù các quy định có thể giúp kiểm soát việc sử dụng kháng sinh và việc ghi nhãn cao cấp cho các sản phẩm không chứa kháng sinh có thể khuyến khích việc giảm sử dụng kháng sinh, nhưng sự thay đổi lâu dài đòi hỏi những giải pháp thay thế ưu việt hơn. Khi những thứ này sẵn có và lợi ích của chúng rõ ràng, quyết định chuyển đổi của nông dân trở nên đơn giản hơn”.

Salonius cho biết: “Nuôi trồng thủy sản phải có tư duy tiến bộ và áp dụng các công cụ phòng ngừa khi chúng có sẵn”. “Điều duy nhất sẽ khuyến khích người nuôi cá hồi thay đổi phương pháp thực hành của họ cũng là điều sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của nghề nuôi cá hồi và chắc chắn rằng các cơ quan quản lý có ảnh hưởng đến điều này. Nông dân nhận ra những gì cần thiết và sẵn sàng thay đổi. Nhưng đó là một quá trình. Bạn có thể có thứ gì đó phù hợp 100% với nhu cầu của ngành nuôi trồng thủy sản nhưng sẽ mất thời gian để có được sự thu hút và chấp nhận.”

Bondad-Reantaso đồng ý rằng nuôi trồng thủy sản nên tiếp tục tìm kiếm các giải pháp thay thế.

Bà nói: “Đã có rất nhiều loại vắc xin, liệu pháp thực khuẩn, dập tắt đại biểu (quorum quenching), chế phẩm sinh học, prebiotic, kháng thể từ lòng đỏ trứng gà (IgY) và liệu pháp thực vật”. “Trong khi đó, các nguồn không có mầm bệnh đặc hiệu (SPF) đang trở thành một phần quan trọng và thiết yếu của chiến lược an toàn sinh học. Những lựa chọn thay thế này có tiềm năng lớn; một số đã chứng minh được lợi ích trong khi một số khác vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Trong số này, vắc-xin đã được sử dụng rộng rãi để chống nhiễm trùng ở cá”.

Organicin Scientific đang sử dụng bacteriocin để ngăn ngừa nhiễm trùng Vibrio ở tôm nuôi, cải thiện khả năng sống sót của tôm bị nhiễm bệnh và giải quyết các bệnh như EMS. Hình ảnh của Organicin Scientific.

Tuy nhiên, Bondad-Reantaso cho biết những lựa chọn thay thế này cần được “cân nhắc cẩn thận” dựa trên các yếu tố liên quan đến nhu cầu của quốc gia, hệ thống và loài nuôi trồng thủy sản, mầm bệnh mục tiêu, dễ quản lý, kinh tế (chi phí-lợi ích), rủi ro và nhận thức của công chúng.

Bà nói: “Do đó, tài trợ nghiên cứu nên được nhắm mục tiêu để thúc đẩy sự phát triển của các giải pháp thay thế bền vững, sáng tạo”.

Những lựa chọn thay thế như vậy có khả năng mở ra một kỷ nguyên mới về sức khỏe động vật và chăn nuôi, với những tác động đến hiệu quả chi phí, sức khỏe loài, năng suất và nâng cao năng suất. Vì vậy, việc kết hợp các công cụ mới vào kế hoạch quản lý sức khỏe tổng thể sẽ mang lại lợi ích rất lớn.

Bondad-Reantaso cho biết: “Thực hành nuôi trồng thủy sản tốt và an toàn sinh học, bao gồm cả việc sử dụng kháng sinh cẩn thận và có trách nhiệm và các chất thay thế chúng, củng cố các hành động cơ bản có thể làm giảm khả năng kháng kháng sinh”. “Việc lập một kế hoạch an toàn sinh học như một phần của chiến lược quốc gia về quản lý sức khỏe sinh vật thủy sinh có thể làm giảm sự xâm nhập và lây lan của các tác nhân truyền nhiễm cũng như sự lây truyền của chúng sang các khu vực khác.”

Theo Bonnie Waycott

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/novel-alternatives-like-bacteriocins-take-the-lead-as-future-antibiotics-replacements-for-aquaculture/

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Bình Minh Capital

Xem thêm:

You cannot copy content of this page