Các phương pháp kiểm soát bệnh do vi khuẩn trên tôm

Trong nuôi tôm, bệnh do vi khuẩn thường liên quan đến hệ vi sinh vật trong nước, nguồn chất hữu cơ phong phú trong nước đã kích thích sự phát triển và nhân lên của vi khuẩn gây bệnh. Vi khuẩn gây bệnh phổ biến nhất cho tôm là Vibrio. Ngoài ra, còn các vi khuẩn Gram âm khác như: Aeromonas spp., Pseudomonas spp. và Flavobacterium spp. Việc mất cân bằng hệ vi sinh vật do khử trùng cũng tạo môi trường thuận lợi cho sự sinh sôi của các vi khuẩn cơ hội. 

Do đó, các phương pháp tăng cường phản ứng miễn dịch bẩm sinh và tăng cường khả năng kháng bệnh đã thu hút nhiều sự quan tâm trong những năm gần đây. Kiểm soát bệnh do vi khuẩn gây ra trong nuôi tôm bằng các chiến lược quản lý thích hợp như: bổ sung chất kích thích miễn dịch, prebiotics, probiotics hoặc phage, duy trì chất lượng nước tối ưu, mật độ nuôi, chất lượng hậu ấu trùng, sục khí, chất lượng và số lượng thức ăn.

Các chiến lược phòng chống bệnh do vi khuẩn gây ra trên tôm. Nguồn: Jeyachandran Sivakamavalli et al

1. Các loại thảo mộc làm thuốc kháng sinh

Các loại thảo mộc hoạt động như một chất kháng sinh để kiểm soát hoặc giảm sự lây nhiễm mầm bệnh trong nuôi trồng thủy sản và làm tăng tỷ lệ sống của sinh vật khi dịch bệnh bùng phát. Rong biển được báo cáo là có hoạt tính kháng khuẩn chống lại mầm bệnh do vi khuẩn gây ra và có một số đặc tính có lợi cho sức khỏe. 

Chiết xuất protein từ rong biển đỏ (Gracilaria fisheri) cho thấy hoạt tính chống vi khuẩn V. parahaemolyticus gây AHPND ở tôm thẻ chân trắng. Phần lớn các loại thảo mộc có tác dụng kháng bệnh là do tăng cường hệ miễn dịch của sinh vật hoặc hình thành các đặc tính kháng bệnh.

2. Tiêm phòng

Tiêm phòng là phương pháp sử dụng vi khuẩn gây bệnh đã suy yếu hoặc đã chết để tạo ra sự bảo vệ lâu dài thông qua trí nhớ miễn dịch. Các nghiên cứu về vắc xin cho tôm đã bắt đầu vào cuối những năm 1980, các mầm bệnh bị bất hoạt bằng nhiệt hoặc formalin để sản xuất vắc xin. Các phương pháp này rất phù hợp vì đơn giản, rẻ tiền và tạo ra một loại vắc xin ổn định. 

Itami và cộng sự. (1989) đã tiêm cho  tôm he nhật Bản (P.Japonicus) mầm bệnh Vibrio bất hoạt bằng formalin. Sau thử thách, tỷ lệ chết ở tôm được tiêm phòng thấp hơn đáng kể là 31,3% so với nhóm không được tiêm phòng là 78,9%. Tương tự, một thí nghiệm khác trên tôm sú được tiêm phòng dẫn đến tỷ lệ sống sót cao hơn khi thử nghiệm với Vibrio NU1. Những phát hiện này chỉ ra rằng tôm đã tiếp xúc với mầm bệnh được bất hoạt đã cho thấy mức độ kháng bệnh cao hơn. 

3. Chất kích thích miễn dịch

Chất kích thích miễn dịch là các hợp chất hóa học hoặc nguồn gốc tự nhiên kích hoạt hệ thống miễn dịch của động vật thủy sản và giúp chúng chống lại các bệnh nhiễm trùng do vi rút, vi khuẩn, nấm và ký sinh trùng gây ra. Chất kích thích miễn dịch được sử dụng để kiểm soát bệnh Vibriosis ở tôm đã làm tăng tỷ lệ sống của tôm nhiễm bệnh.

Ngày nay các chất kích thích miễn dịch thương mại được sản xuất trong nuôi trồng thủy sản để giảm thiểu các bệnh do vi khuẩn gây ra nhưng kích thích miễn dịch quá mạnh có thể gây hại hoặc thậm chí giết chết vật chủ. Do tôm không có trí nhớ miễn dịch nên phản ứng có thể diễn ra trong thời gian ngắn, do đó thuốc kích thích miễn dịch phải được sử dụng lặp đi lặp lại. Ngoài ra, sử dụng lâu dài các thuốc này dường như làm giảm tác dụng kích thích miễn dịch và không phải lúc nào cũng thúc đẩy khả năng kháng bệnh.

Một số hợp chất hoạt tính sinh học được phân lập từ các thành phần của cơ thể động vật biển. Nguồn: Jeyachandran Sivakamavalli et al

4. Chế phẩm sinh học

Trong hai thập kỷ qua, việc sử dụng chế phẩm sinh học thay thế thuốc kháng sinh đã cho thấy có nhiều triển vọng trong nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là trong các trại sản xuất ấu trùng tôm, cua, cá. Probiotics giúp ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh do sự  cạnh tranh chất dinh dưỡng, vị trí bám dính trong đường tiêu hóa, giúp tăng cường phản ứng miễn dịch, sản xuất các chất dinh dưỡng thiết yếu như vitamin, axit béo và sản sinh các enzym tiêu hóa.

Probiotics cũng có khả năng cải thiện chất lượng nước bằng cách loại bỏ các nitơ độc hại. Các vi khuẩn probiotics có khả năng tiết ra nhiều chất ngoại bào như trypsin, lipase, amylase và peptit kháng khuẩn, giúp cải thiện quá trình tiêu hóa và hấp thụ thức ăn, tăng cường sức khỏe và khả năng miễn dịch của tôm, thúc đẩy tôm tăng trưởng, đồng thời tăng cường khả năng sống sót khi tiếp xúc với vi khuẩn gây bệnh.

Vai trò tiềm năng của chế phẩm sinh học trong nuôi tôm. Nguồn: Jeyachandran Sivakamavalli et al

5. Bacteriophages

Bacteriophages là virus, được phát hiện cách đây hơn 100 năm trên vi khuẩn bởi Twort et al. (1915), với bộ gen dsRNA, ssRNA, dsDNA và ssDNA, có thể lây nhiễm sang sinh vật nhân sơ. Bacteriophages có nhiều trong tự nhiên và được tìm thấy ở cả môi trường trên cạn và dưới nước. Do sự xuất hiện vấn đề kháng thuốc kháng sinh ở động vật thủy sản, việc sử dụng phage như một tác nhân kiểm soát bệnh vì nó tự nhiên, tương đối rẻ tiền, không có tác dụng phụ nghiêm trọng. Trong nuôi tôm, việc sử dụng liệu pháp phage đã được ghi nhận và đang tiếp tục phát triển để tạo một sản phẩm phage thương mại.

Vi khuẩn được sử dụng tạo phage cho tôm có thể thuộc họ Siphoviridae hoặc Myoviridae. Nói chung, các vi khuẩn thuộc họ Siphoviridae được báo cáo là thực khuẩn thể lytic. Yang et al. (2020) phát hiện ra rằng vi khuẩn lytic, cụ thể là vB-VpS-BA3 và vB-VpS-CA8 (thuộc họ Siphoviridae), được phân lập từ nước thải có khả năng tiêu diệt V. parahaemolyticus đa kháng thuốc do đó việc sử dụng nó được đề xuất như một tác nhân kiểm soát sinh học tiềm năng.

Trong một nghiên cứu của Vinod et al. (2006), phương pháp điều trị bằng Phage được phát hiện để cải thiện tỷ lệ sống ấu trùng và hậu ấu trùng của tôm sú, chống lại bệnh phát sáng do Vibrio gây ra.  Điều này chỉ ra rằng Phage có thể là chiến lược thay thế đầy hứa hẹn để quản lý sức khỏe ấu trùng tôm hiệu quả và kiểm soát dịch bệnh.

6. Công nghệ nano 

Các phương pháp thay thế để điều trị nhiễm trùng do vi khuẩn là cần thiết trong nuôi trồng thủy sản trên toàn thế giới. Công nghệ nano và các sản phẩm từ công nghệ nano có tiềm năng sử dụng rộng rãi trong ngành nuôi trồng thủy sản. Công nghệ nano có tiềm năng cung cấp điều kiện nuôi trồng thủy sản an toàn khỏi dịch bệnh và ô nhiễm.

Việc sử dụng số lượng lớn các enzym làm chất kháng khuẩn được lấy cảm hứng từ thiên nhiên và gần đây đã thu hút nhiều sự chú ý như một phương pháp tiếp cận không dùng kháng sinh để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn.

7. Các peptit kháng khuẩn

AMPs là thành phần của hệ thống miễn dịch bẩm sinh và hoạt động như một tuyến phòng thủ đầu tiên để chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật. Do đó, AMPs rất quan trọng đối với tôm để chống lại sự xâm nhập của mầm bệnh. AMPs thường có kích thước nhỏ, có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp và chống lại nhiều loại vi sinh vật như: vi khuẩn, vi rút, ký sinh trùng, nấm. Một số AMP của tôm như: penaeidin, lysozyme, crushtins, ALF và stylicin, chúng được sản xuất và lưu trữ trong các tế bào máu của tôm.

Cơ chế xâm nhập peptides kháng khuẩn vào bên trong thành tế bào vi khuẩn. Nguồn: Jeyachandran Sivakamavalli et al

Các peptide kháng khuẩn cung cấp một giải pháp thay thế để điều trị các bệnh trong nuôi trồng thủy sản. Một số peptide kháng khuẩn từ nhiều nguồn khác nhau đã được sử dụng trong thí nghiệm và thương mại. AMPs có thể là ứng cử viên tiềm năng thay thế cho thuốc kháng sinh trong nuôi tôm. Bên cạnh chức năng kháng khuẩn, AMPs còn được biết đến là chất trung gian gây ảnh hưởng đến các quá trình miễn dịch như tăng sinh tế bào, chữa lành vết thương, giải phóng cytokine và cảm ứng miễn dịch.

Nguồn: Jeyachandran Sivakamavalli, Kiyun Park, Ihn–Sil Kwak and Vaseeharan Baskaralingam; Bacterial Disease Control Methods in Shrimp (Penaeus, 1798) Farming