Các nhà nghiên cứu đang bắt đầu làm nổi bật tiềm năng của chất kích thích miễn dịch như một chiến lược phòng chống dịch bệnh bền vững trong nuôi tôm. Dưới đây là tóm tắt về cách các phân tử này hoạt động, nguồn gốc của chúng và cách chúng có thể được sử dụng để chống lại sự bùng phát của bệnh đốm trắng.

Tôm thẻ chân trắng là mặt hàng thủy sản hàng đầu

Ngành nuôi tôm đang tìm kiếm những phương pháp mới để chống lại sự bùng phát của dịch bệnh đốm trắng – đặc biệt là khi các phương pháp trước đây chủ yếu tập trung vào việc sử dụng kháng sinh và các liệu pháp hóa học khác để phòng bệnh. Vì các nhà sản xuất tôm đang cố gắng hạn chế việc sử dụng các hợp chất này nhằm mục đích ngăn chặn sự gia tăng của các vi khuẩn kháng thuốc và chất tồn dư có hại, nên ngành tôm đang chuyển dần sang việc sử dụng các chất kích thích miễn dịch. Các hợp chất kháng virus, thân thiện với môi trường này có thể giúp tăng cường hệ thống miễn dịch ở tôm nuôi – cho phép ngăn chặn một loạt các mầm bệnh xâm nhập.

Khi ngành công nghiệp toàn cầu phục hồi sau những tổn thất liên quan đến đại dịch, các nhà nghiên cứu đang quan tâm đến các chất kích thích miễn dịch. Nếu các nhà sản xuất tôm triển khai thành công các hợp chất này mà vẫn duy trì được an toàn sinh học trong trang trại, thì ngành công nghiệp có thể giảm sự phụ thuộc vào thuốc kháng sinh và ngăn chặn được dịch bệnh đốm trắng.

Thị trường tôm năm 2022

Mặc dù ngành tôm phải đối mặt với những thách thức đáng kể từ việc đóng cửa do đại dịch Covid-19 và những xáo trộn thương mại vào năm 2020, nhưng thị trường từ 18,3 tỷ USD dự kiến ​​sẽ phục hồi và tăng lên 23,4 tỷ USD vào năm 2026. Phân tích gần đây từ Rabobank cho thấy thị trường đang có nhu cầu mạnh mẽ và giá đang trở nên thuận lợi hơn trong ngành. Các nhà phân tích kỳ vọng rằng nguồn cung tôm ở Ấn Độ và Ecuador sẽ tăng lên. Nếu chi phí sản xuất vẫn ổn định, quỹ đạo tăng trưởng của ngành sẽ tiếp tục.

Ngoài tác động của cung và cầu, nuôi tôm còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố cạnh tranh bao gồm công nghệ và dịch bệnh. Trước đây, các nhà sản xuất tôm – những người có trang trại tại các nước đang phát triển – sẽ đạt được lợi thế cạnh tranh và phát triển bằng cách áp dụng các công nghệ mới, nhưng sự xuất hiện của dịch bệnh đốm trắng đã khiến cho các công nghệ này bị hạn chế hoặc thậm chí bị xóa bỏ.

Theo các cuộc khảo sát cấp trang trại gần đây từ Triển vọng Toàn cầu cho các Lãnh đạo Nuôi trồng Thủy sản (GOAL), người nuôi tôm cho biết rằng dịch bệnh là thách thức lớn nhất đối với họ trong sản xuất. Ngoài ra, chi phí thức ăn, khả năng tiếp cận tôm bố mẹ sạch bệnh và giá cả thị trường quốc tế biến động cũng là những mối quan tâm hàng đầu khác của ngành. Nếu người nuôi tôm có thể tìm ra những cách hiệu quả và bền vững với môi trường để ngăn chặn dịch bệnh, thì ngành sẽ tập trung vào việc cải thiện sức khỏe và chất lượng của tôm hơn. Những cải tiến này có thể mang lại hiệu suất lợi nhuận cao hơn cho các nhà sản xuất.

Bệnh đốm trắng và các phương pháp điều trị hiện có

Bệnh đốm trắng do virus hội chứng đốm trắng (WSSV) gây ra. Các đợt bùng phát bệnh đốm trắng rất dễ lây lan và có thể gây tàn phá nặng nề, một số nhà sản xuất tôm đã báo cáo rằng toàn bộ vụ nuôi của họ đã bị thiệt hại nặng chỉ trong 3-7 ngày kể từ ngày nhiễm bệnh.

Tôm có triệu chứng của hội chứng đốm trắng

Hiện tại, các nhà nghiên cứu chưa thể xác định chính xác con đường lây nhiễm của virus gây bệnh đốm trắng trên tôm, nên chưa có bất kỳ loại thuốc nào điều trị căn bệnh này cho đến hiện tại. Việc thiếu dữ liệu bộ gen của virus và thông tin ít ỏi về cách mầm bệnh tương tác với các mô vật chủ cũng khiến các nhà nghiên cứu chìm trong bóng tối.

Một thách thức khác đối với các nhà nghiên cứu là bắt nguồn từ sinh học. Tôm, giống như các loài giáp xác và động vật không xương sống khác, thiếu hệ thống miễn dịch thích nghi. Thay vào đó, chúng dựa vào hệ thống miễn dịch bẩm sinh – cơ chế bảo vệ tự nhiên và phản ứng dịch thể – để tránh nhiễm bệnh. Điều này có nghĩa là tôm sẽ phản ứng với bất kỳ mầm bệnh nào như thể đó là lần tương tác đầu tiên của chúng với mầm bệnh đó. Tôm sẽ không phát triển các kháng thể để nhận biết và ngăn chặn các mầm bệnh có thể xảy ra trong tương lai. Vì phản ứng miễn dịch của chúng rất ngắn nên việc phát triển vắc xin hiệu quả là rất khó. Việc thiếu dữ liệu cộng với những thách thức sinh học này có thể giải thích một phần lý do tại sao ngành nuôi tôm không thể ngăn chặn dịch bệnh đốm trắng.

Do các biện pháp trị bệnh còn hạn chế, nên các nhà sản xuất tôm đã lựa chọn các chiến lược phòng bệnh để ngăn ngừa WSSV. Mặc dù vắc xin không phải là một biện pháp khả thi để giảm thiểu bệnh đốm trắng, nhưng ngành nuôi tôm đã thử nghiệm các loại thuốc kháng sinh, hóa chất điều trị và chất kích thích miễn dịch khác để chống lại WSSV.

Các nhà sản xuất tôm đã lựa chọn các chiến lược phòng ngừa để ngăn chặn WSSV

Tại sao chất kích thích miễn dịch lại nổi trội?

Chất kích thích miễn dịch là những chất có trong tự nhiên giúp tăng cường bộ máy bảo vệ của các sinh vật chủ. Điều này thúc đẩy ngăn chặn mầm bệnh hoặc ký sinh trùng xâm nhập. Chúng có thể được sử dụng cho tôm qua cả đường miệng và đường tiêm. Việc cung cấp chất kích thích miễn dịch qua đường miệng thông qua thức ăn đang thu hút được sự quan tâm của các nhà sản xuất tôm. Vào năm 2013, các nhà nghiên cứu Barman và Nen đã phát hiện ra rằng chất kích thích miễn dịch là cách sáng tạo nhất để chống lại các bệnh trên tôm. Quan điểm đó ngày càng trở nên nổi bật khi nghề nuôi tôm ngày càng được mở rộng.

Các phân tử khác nhau trong chất kích thích miễn dịch có thể bù đắp sự thiếu hụt trong vắc xin và hóa chất điều trị. Chúng cung cấp khả năng phục hồi bệnh tương tự như thuốc kháng sinh mà không làm tăng tình trạng kháng thuốc. Kết quả từ các cuộc thử nghiệm cho thấy những hợp chất này an toàn hơn hóa chất điều trị và có hiệu quả rộng hơn vắc xin, do đó, các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu cách sử dụng chúng để chống lại bệnh đốm trắng.

Cách thức hoạt động của chất kích thích miễn dịch

Nếu một phân tử kích thích miễn dịch vượt qua lớp vỏ cứng của tôm, nó sẽ đi vào haemocoel, hoặc khoang cơ thể chính. Khi đó, các tế bào hồng cầu của hệ thống miễn dịch bẩm sinh ở tôm sẽ phát hiện ra nó như một chất lạ. Vì hệ thống miễn dịch bẩm sinh có thể phân biệt “tế bào tự thân” thuộc về tôm và tế bào hoặc vật liệu “không tự thân”, nên chất kích thích miễn dịch có thể bắt đầu một chuỗi các phản ứng nhằm hình thành và củng cố hệ thống miễn dịch. Việc “mồi” này tạo ra một môi trường thù địch cho các mầm bệnh tiềm ẩn.

Sau khi mồi hình thành, nếu mầm bệnh được đưa vào haemocoel, các tế bào hồng cầu của tôm – hoặc các tế bào máu – sẽ tấn công mầm bệnh mạnh mẽ thông qua quá trình thực bào, melanin hóa hoặc hình thành thể bao. Một khi mầm bệnh bị tiêu diệt, các mảnh vụn của nó sẽ tập trung trong các mô và mang trước khi được thải ra nước xung quanh.

Các nhà nghiên cứu tin rằng chất kích thích miễn dịch có hiệu quả vì chúng kích thích các phản ứng miễn dịch của tôm khi còn ở giai đoạn ấu trùng – giống như khả năng miễn dịch bẩm sinh phát triển. Các chất kích thích miễn dịch có lợi vì chúng không có tác dụng như các kháng thể miễn dịch thích ứng hoặc miễn dịch do vắc-xin, chúng có khả năng kích hoạt phản ứng tổng thể có thể phát hiện và loại bỏ mầm bệnh.

Xem xét dữ liệu thử nghiệm

Chất kích thích miễn dịch có thể được chia thành nhiều nhóm tùy thuộc vào nguồn gốc của chúng. Bài đánh giá gần đây của Kumar, Verma, Singh và Awasthi đã chỉ ra 7 loại chất kích thích miễn dịch có thể được sử dụng để ngăn ngừa bệnh đốm trắng ở tôm nuôi.

Một trang trại nuôi tôm ở Thái Lan

Chất kích thích miễn dịch có nguồn gốc từ thực vật và tảo

Thực vật – cả trên cạn và dưới nước – có vô số đặc tính dược phẩm, kháng khuẩn và kích thích miễn dịch. Các hợp chất có nguồn gốc thực vật thường không có hại, có thể phân hủy sinh học và tương thích sinh học với tôm. Do đó, chúng được đưa lên đầu danh sách khi xác định các chất kích thích miễn dịch mới. Các loài tảo cũng cho thấy tiềm năng như chất kích thích miễn dịch vì chúng có chứa các hợp chất hoạt tính sinh học có nồng độ cao.

• Gần đây, polysaccharides từ ulvans – một loại tảo xanh, đã thể hiện đặc tính kích thích miễn dịch khi cho tôm ăn.
• Fucodin – một hợp chất hoạt tính sinh học được tìm thấy trong tảo Sargassum spp và Cladosiphon okamuranus có thể kích thích các phản ứng miễn dịch phòng vệ ở tôm và giúp chúng có khả năng chống lại bệnh đốm trắng.

Vi tảo Ulva

• Alginate thu được từ tảo nâu ( pinnatifda và Lessonia nigricans) đã tăng cường khả năng kháng bệnh ở tôm thẻ chân trắng.
• Genipin – một hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ quả của cây hoa nhài (Gardenia jasminiodes), làm chậm quá trình lây lan của bệnh WSSV trong môi trường nuôi và giảm khả năng lây nhiễm của virus.
• Chiết xuất từ ​​cây đước (Cereops tagal) và bột cỏ biển (Sargassum hemiphyllum var. Chinensis) kích thích hoạt động miễn dịch ở tôm thẻ chân trắng và tôm sú, giúp chúng tăng cường khả năng phòng vệ chống lại bệnh đốm trắng.
• Nguồn thảo dược của lipopolysaccharides có thể tăng cường khả năng miễn dịch ở tôm và làm giảm đáng kể lượng virus gây bệnh đốm trắng. Chúng có thể có nguồn gốc từ nhiều loại thảo mộc và các loại cây, bao gồm:
• Cỏ mực (Eclipta alba)
• Bầu nâu (Aegle marmelos)
• Dây thần thông (Tinospora cordifolia)
• Picrorhiza kurroa
• Cỏ gà (Cynodon dactylon)
• Chiết xuất từ ​​Argemone mexicana, một loài cây thuộc họ Anh túc có nguồn gốc từ Mexico, miền Tây Hoa Kỳ và Ấn Độ có đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa giúp nâng cao tỷ lệ sống của tôm trong các thử nghiệm cảm nhiễm với WSSV.
• Các hợp chất từ ​​lá cây Đậu dầu (Pongamia pinnata) có thể giúp tăng cơ hội sống sót của tôm bị nhiễm WSSV và có khả năng kháng virus khác.
• Polysaccharides chiết xuất từ ​​sầu riêng (Durio zibethinus), một loại cây ăn quả phổ biến ở Đông Nam Á và Thái Lan, có tác dụng điều hòa miễn dịch mạnh mẽ khi được sử dụng làm chất phụ gia trong thức ăn cho tôm.
• Các chất phytochemical có chứa coumarin và các polyphenol khác đã cho thấy kết quả kháng virus đầy hứa hẹn trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Cây đước và cỏ biển chứa các hợp chất kích thích miễn dịch

Chất kích thích miễn dịch từ vi khuẩn

Các chất kích thích miễn dịch có nguồn gốc từ vi khuẩn có tác dụng tương tự như như probiotics. Chúng thường thuộc họ Bacillus và mang lại nhiều lợi ích cho sản xuất – cải thiện khả năng miễn dịch của tôm là một trong số những lợi ích đó. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy tác dụng kích thích miễn dịch chống lại hội chứng đốm trắng từ các vi khuẩn và thành phần của các vi khuẩn này:

• Bào tử vi khuẩn Baculovirus và Bacillus subtilis bổ sung cho tôm qua đường miệng giúp tăng cường khả năng miễn dịch chống lại bệnh đốm trắng.
• Cho các loài tôm khác nhau ăn chế độ ăn giàu peptidoglycan – thành phần quan trọng trong thành tế bào của một số vi khuẩn – giúp tăng cường các phản ứng miễn dịch như thực bào.
• Cho tôm nuôi ăn chế độ ăn có chứa lipopolysaccharides – một thành phần trong thành tế bào của vi khuẩn Gram âm – giúp tỷ lệ sống cao hơn trong các thử nghiệm cảm nhiễm với dịch bệnh khi so sánh với nhóm đối chứng.
• Có nhiều bằng chứng cho thấy vi khuẩn probiotic sống có thể kích thích hệ thống miễn dịch của các loài tôm nuôi.

Vi khuẩn probiotics có thể cung cấp một loạt các lợi ích sản xuất

Chất kích thích miễn dịch từ nấm

Các loại nấm men khác nhau ở biển và trên cạn hoạt động như chất kích thích miễn dịch và probiotics. Các hợp chất này thường thuộc giống nấm Candida và Saccharomyces, chúng đã chứng minh một loạt các lợi ích về dinh dưỡng và sức khỏe đối với động vật giáp xác và các động vật khác.

• Candida aquaetextoris S527, một loại nấm men từ biển có thể có trong khẩu phần ăn của thủy sản, đã được đưa vào khẩu phần ăn của tôm sau khi tiếp xúc với WSSV. Kết quả từ thử nghiệm cho thấy nó hoạt động như một chất kích thích miễn dịch và cải thiện khả năng sống sót của tôm.
• Chất chiết xuất từ ​​nấm men, thường có nguồn gốc từ nấm men Saccharomyces cerevisiae (bakers’ yeast), chứa nhiều hợp chất giúp cải thiện phản ứng miễn dịch ở tôm và một số loại cá khác.

Saccharomyces cerevisiae

Chất kích thích miễn dịch tổng hợp

Các nhà nghiên cứu đang bắt đầu khám phá ứng dụng của công nghệ nano trong các hệ thống sinh học. Vì công nghệ nano có thể cung cấp thông tin chi tiết ở cấp độ nguyên tử về môi trường của chúng, nên về mặt lý thuyết, các hạt nano có thể được sử dụng để chống lại virus và theo dõi các hợp chất sinh học khác trong hệ thống miễn dịch. Các hạt nano bạc (AgNPs) hiện đang được các nhà nghiên cứu chú ý do đặc tính kháng virus và khả năng kích thích phản ứng miễn dịch của chúng.

Ngành nuôi trồng thủy sản đang bắt đầu áp dụng công nghệ nano bằng cách tạo ra các công thức dựa trên AgNP có thể được tiêm vào cơ thể tôm thẻ chân trắng. Một nghiên cứu từ năm 2020 cho thấy rằng các liều lượng đơn lẻ của các hạt nano bạc có thể tăng khả năng sống của tôm chống lại một loạt các mầm bệnh (bao gồm cả WSSV) mà không gây ra bất kỳ tác động độc hại nào. Mặc dù đây là một phát hiện đầy hứa hẹn, nhưng việc tiêm các hạt nano cho từng con tôm là việc không khả thi. Các nhà nghiên cứu đang hy vọng phát triển một loại thức ăn có chứa AgNPs có thể cung cấp tác dụng kích thích miễn dịch tương tự.

Các yếu tố dinh dưỡng giúp tăng cường khả năng miễn dịch

Các yếu tố dinh dưỡng như vitamin, carotenoid và các nguyên tố vi lượng như đồng và kẽm có liên quan đến việc cải thiện chức năng miễn dịch, khả năng chống lại stress cao hơn và cải thiện các phản ứng chống oxy hóa ở tôm. Mặc dù khả năng cải thiện miễn dịch với vitamin A, C và E đã được quan sát thấy ở tôm khi được tiêm các chất bổ sung, nhưng việc áp dụng chúng lại ít khả thi ở các trang trại, việc bổ sung kẽm bằng đường miệng có hiệu quả hơn trong các thử nghiệm khác.

Các chất kích thích miễn dịch từ dinh dưỡng, hormone và các nguồn động vật đã có hiệu quả chống lại WSSV trong các thử nghiệm khác nhau

Chất kích thích miễn dịch từ hormone

Hormone tăng trưởng, còn được gọi là somatotropin hoặc somatropin, đã chứng minh nhiều lợi ích sản xuất trong nuôi trồng thủy sản – bao gồm tăng tổng hợp protein và phản ứng miễn dịch. Một thử nghiệm sử dụng hormone tăng trưởng của bò trong ấu trùng tôm cho thấy rằng hormone này tăng cường hệ thống miễn dịch bẩm sinh và cải thiện sự tăng trưởng. Một thử nghiệm khác trên tôm cho thấy rằng việc bổ sung chế độ ăn chứa lactoferrin (LF) từ sữa bò đã cải thiện các chỉ số miễn dịch và tăng cường sức đề kháng đối với một số mầm bệnh do vi khuẩn.

Chất kích thích miễn dịch có nguồn gốc từ động vật

Các nhà nghiên cứu đã có thể chiết xuất các hợp chất kháng virus từ các loài động vật khác nhau – từ bò sát đến côn trùng – để chống lại bệnh đốm trắng ở tôm. Các hợp chất kích thích miễn dịch đầy tiềm năng từ động vật bao gồm:

• Cathelicidin 5, một peptit thu được từ cá sấu Trung Quốc (Alligator sinensis), đã chứng minh các đặc tính kháng khuẩn hiệu quả và tăng cường phòng vệ giúp chống lại WSSV ở tôm (Exopalaemon humus).
• Chitosans – có nguồn gốc từ polysaccharide chitin – là thành phần quan trọng trong thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của cả côn trùng và giáp xác. Cả chitin và chitosan đều có thể bảo vệ tôm cá khỏi bị nhiễm vi khuẩn khi được sử dụng như một chất bổ sung trong chế độ ăn, thông qua việc ngâm hoặc tiêm.

Tầm quan trọng của an toàn sinh học

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng nếu chỉ sử dụng chất kích thích miễn dịch thì chưa đủ để mang lại thành công. Mặc dù dữ liệu của nghiên cứu cho thấy rằng chất kích thích miễn dịch giúp tôm tăng khả năng chống lại WSSV, nhưng việc sử dụng chúng sẽ không bù đắp được những rủi ro thất bại trong chăn nuôi và vệ sinh. Các nhà sản xuất tôm cần duy trì các quy trình an toàn sinh học khi sử dụng các chất kích thích miễn dịch để mang lại kết quả tốt nhất.

Các tác giả khuyến cáo rằng nên dọn sạch hoàn toàn và phơi khô ao nuôi tôm, sử dụng các chất oxy hóa và khử trùng đáy ao sau mỗi chu kỳ nuôi. Điều này sẽ giúp loại bỏ mầm bệnh và các sinh vật trung gian tiềm ẩn khỏi môi trường nuôi. Duy trì các quy trình này khi bổ sung chất kích thích miễn dịch vào chế độ ăn của tôm mang lại hiệu quả “đôi bên cùng có lợi” cho người sản xuất và người tiêu dùng. Người nuôi có thể ngăn ngừa dịch bệnh và người mua có thể thưởng thức tôm chất lượng tốt hơn và không có kháng sinh.

Theo The Fish Site

Nguồn: https://thefishsite.com/articles/the-ins-and-outs-of-shrimp-immunostimulants-white-spot-disease?fbclid=IwAR04VmptPX0rFsrGj8cIHZo9TSBIYz7Wkp4UXvMky_9pEa7vfhWlOj8p9ao&fs=e&s=cl

Biên dịch: Huyền Thoại – Bình Minh Capital

Xem thêm:

• Chiết Xuất Cây Mojave Yucca Là Một Chất Phụ Gia Thức Ăn Thủy Sản Phytogenic (PFAs) Có Lợi
• (Phần 1) Biofilm Và Các Biện Pháp Kiểm Soát Chúng
• Ảnh Hưởng Của Độ Mặn Lên Sự Lây Nhiễm EHP Trên Tôm Thẻ Chân Trắng Trong Điều Kiện Thí Nghiệm