Công nghệ vaccine mới mở ra hy vọng cho ngành tôm

Tiến trình nghiên cứu 

Như đã biết WSSV (White Spot Syndrome Virus), một loại vi - rút gây nên hội chứng đốm trắng là nguồn bệnh chủ yếu diễn ra phổ biến trên tôm, có mặt ở hầu hết các vùng nuôi tôm trên toàn cầu và gây nên nhiều thiệt hại năng nề về mặt kinh tế. Việc tìm ra giải pháp an toàn, hiệu quả và bền vững để ứng phó với bệnh dịch này đã trở thành nhiệm vụ quan trọng.

Một số chiến lược vaccine phòng chống WSSV như vi – rút bất hoạt, kháng nguyên tiểu đơn vị và vaccine DNA mang lại kết quả tích cực ở quy mô phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, các biện pháp này lại có nhược điểm là hiệu quả không ổn định, với chi phí sản xuất cao và khả năng ứng dụng trong thực tế còn nhiều hạn chế. 

Trong một nghiên cứu mới đây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tôm thẻ chân trắng sạch bệnh (SPF) và thuần hóa trong vòng 2 tuần cho quen môi trường nuôi theo hệ thống RAS (hệ thống nuôi thủy sản tuần hoàn) chứa nước mặn nhân tạo 28 – 30 ppt (đơn vị đo độ mặn biểu thị phần nghìn), duy trì nhiệt độ nước 25 – 27 °C; cho ăn 2 cữ/ ngày. Sau đó, nhóm chuyên gia đánh giá in vivo hiệu lực của hạt nano về mức độ an toàn và tính ổn định đối với tôm. Nanovaccine được tiêm vào cơ thể tôm gây nhiễm WSSV và nhắm đến khu vực biểu mô đường tiêu hóa.  

Được biết, việc sử dụng các hạt nano trong sản xuất đã mang đến một cơ hội to lớn để thiết lập hệ thống cung cấp vaccine đạt hiệu quả, mang lại sự ổn định cho các kháng nguyên và hoạt động hiệu quả như các chất bổ trợ. Nhiều hạt nano có thể xâm nhập vào tế bào trình diện kháng nguyên bằng các con đường khác nhau và tạo ra các phản ứng miễn dịch thích hợp với kháng nguyên. 

Cơ chế hoạt động của vaccine dsRNA 

RNA can thiệp (RNAi) ở động vật không xương sống là một hệ thống bên trong tế bào sống, giúp kiểm soát được các gen đang hoạt động. RNAi là một cơ chế để bất hoạt gen gây nên bởi các RNA mạch đôi (dsRNA) hoặc RNA can thiệp kích thước nhỏ (siRNA) nhằm ức chế sự biểu hiện gen của virus. Các dsRNA đã được thử nghiệm trong nhiều lĩnh vực, gồm cả sản xuất vaccine. 

Trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản, các loại vaccine RNAi được đón nhận vì có thể hoạt động như một đáp ứng miễn dịch trong cơ thể tôm và tạo ra đáp ứng miễn dịch có tác dụng bảo vệ lâu dài. 

Theo nhiều nghiên cứu trước đây, vaccine dsRNA không độc hại và có thể cung cấp khả năng bảo vệ tôm trong việc chống lại WSSV. Tuy nhiên, trong các ứng dụng được đề cập ở trên, rào cản lớn nhất đối với sự phát triển vaccine dsRNA là tính ổn định môi trường và chi phí sản xuất. Các chuyên gia tại Khoa động vật học của một trường Đại học ở Mỹ cho rằng, những thách thức ứng dụng vaccine dsRNA trong thực tế có thể khắc phục bằng công nghệ nano. Các hạt nano polyanhydride phân hủy sinh học được chứng minh là hệ thống vận chuyển vaccine và thuốc kháng nguyên hiệu quả. 

Kết quả  

Nhiều nghiên cứu cho thấy các hạt nano polyanhydride là phương tiện tuyệt vời để phân phối kháng nguyên với tốc độ truyền ổn định, có kiểm soát. Đây là nghiên cứu đầu tiên về sử dụng nano để sản xuất vaccine dsRNA ở động vật không xương sống. Các hạt nano polyanhydride đã được chứng minh là phù hợp để đóng gói và giải phóng dsRNA. 

Một trong những mối lo ngại lớn nhất về vaccine đó là phản ứng tiêu cực đến năng suất cuối cùng. Dữ liệu nghiên cứu chứng minh rằng hai công thức nano được thử nghiệm đều không gây ra bất kỳ tác động tiêu cực nào đến tôm ngay cả khi liều lượng hạt nano cao hơn gấp 5 lần so với liều lượng vaccine yêu cầu. Các phân tích mô học cho thấy tôm không có bất thường về mô hoặc mang tôm do hạt nano. Tình trạng viêm ở nhóm tôm này cũng không khác nhóm đối chứng. Cuối cùng, tăng trọng của tôm không bị ảnh hưởng chứng tỏ tôm vẫn phát triển bình thường. Các kết quả này một lần nữa khẳng định hạt nano polyanhydride an toàn. 

Vaccine dsRNA có khả năng chống lại một số loại virus trên tôm. Tuy nhiên, việc đưa vaccine này vào sử dụng đại trà vẫn còn là một thách thức. Đưa vaccine vào cơ thể tôm qua đường thức ăn hiện đang là phương pháp khả thi nhất.  

Theo nghiên cứu, nanovaccine được đưa trực tiếp vào ruột đã cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ trước dịch bệnh WSSV. Dịch đốm trắng có xu hướng lây nhiễm theo chiều ngang qua môi trường nước và vật nhiễm bệnh trong ao. Do đó, phát hiện này mang đến ý nghĩa vô cùng quan trọng cho việc khống chế dịch bệnh. Dù lây lan bằng con đường nào, thì khi tải lượng virus giảm đều góp phần làm giảm sự lây lan của WSSV.