Sự tương tác giữa các yếu tố môi trường và độc lực vi khuẩn Aeromonas Hydrophila

Chi Aeromonas thuộc lớp Gamma-proteobacteria và họ Aeromonadaceae. Các loài của chi này được đặc trưng là trực khuẩn gram âm (0,3–1,0 × 1,0–3,5 µm), dương tính với oxidase và catalase, và có khả năng chuyển đổi nitrat thành nitrit. Aeromonas hydrophila có thể lây nhiễm sang cá và các động vật thủy sinh khác và truyền bệnh cho chúng. Ngoài việc là mầm bệnh cho cá, nó còn có thể gây bệnh cho con người và có thể phổ biến trong môi trường nước, thực phẩm cũng như các cơ sở chế biến và bảo quản thực phẩm.

Những bệnh này có thể dẫn đến tỷ lệ chết cao và thiệt hại kinh tế trong nuôi trồng thủy sản. Ở cá, các cơ quan và mô nhạy cảm bao gồm da, mang, vây, gan, thận, tỳ tạng và ruột. Để gây bệnh, Aeromonas tạo ra nhiều yếu tố độc lực khác nhau, chẳng hạn như độc tố, enzyme và chất kết dính, góp phần gây bệnh và gây tổn hại cho vật chủ. Cá bị nhiễm A. hydrophila có thể bị loét, thối đuôi, thối vây và nhiễm trùng huyết xuất huyết, gây ra các tổn thương dẫn đến bong vảy, xuất huyết ở mang và vùng hậu môn, lồi mắt và sưng bụng. 

Bộ gen của A. hydrophila mã hóa các loại yếu tố độc lực khác nhau như aerolysin (aer), enterotoxin gây độc tế bào (act), hemolysin ổn định nhiệt (hly) và enterotoxin gây độc tế bào ổn định nhiệt (ast). Đây là những yếu tố quyết định độc lực được nghiên cứu nhiều nhất ở A. hydrophila; tuy nhiên, có những loại khác cũng có thể đóng vai trò trong khả năng gây bệnh của nó, chẳng hạn như lipase, elastase, roi, hệ bài tiết loại III, protein màng ngoài và DNase. Sự biểu hiện và điều hòa của các gen này có thể khác nhau tùy thuộc vào chủng vi khuẩn, vật chủ và điều kiện môi trường.  

Cá bị nhiễm A. hydrophila có thể bị loét, thối đuôi, thối vây và nhiễm trùng huyết xuất huyết

Theo ghi nhận, ở nhiệt độ 28°C thì sự biểu hiện gen độc lực ở A. hydrophila in-vivo cao hơn thay vì 37°C. Người ta đã quan sát thấy tác động của độ pH và amoniac đối với việc kích hoạt các gen độc lực của Aeromonas, cụ thể là tỷ lệ chết cao đã được quan sát thấy ở cá rô phi được cảm nhiễm với A. hydrophila trong môi trường có mức độ pH và nồng độ amoniac cao. Oxy có thể điều chỉnh các gen độc lực bằng cách điều chỉnh hoạt động của các yếu tố phiên mã - là các protein liên kết với các trình tự DNA cụ thể và kiểm soát biểu hiện gen.

Yếu tố phiên mã phản ứng với oxy là chất điều hòa fumarate và nitrat reductase (FNR), được kích hoạt trong điều kiện oxy thấp và ức chế các gen liên quan đến hô hấp hiếu khí và kích hoạt các gen liên quan đến hô hấp kỵ khí và độc lực. Oxy cũng có thể ảnh hưởng gián tiếp đến sự biểu hiện của gen độc lực bằng cách ảnh hưởng đến việc sản xuất các loại ROS, NO - là những phân tử có thể gây tổn hại cho tế bào vi khuẩn và là một phần của phản ứng miễn dịch của vật chủ. 

Như vậy, sự điều hòa môi trường về độc lực ở A. hydrophila nổi lên như một sự tương tác phức tạp giữa vi khuẩn và môi trường của nó. Nhiệt độ, oxy hòa tan, pH, amoniac và lượng chất dinh dưỡng sẵn có đóng vai trò điều biến, điều phối sự biểu hiện của các gen độc lực và sản sinh độc tố.

Khả năng thích ứng vượt trội này cho phép A. hydrophila phát triển mạnh trong các môi trường thủy sinh đa dạng và lây nhiễm trên nhiều vật chủ, đặt ra thách thức đáng kể cho ngành nuôi trồng thủy sản. Việc làm sáng tỏ các cơ chế điều chỉnh độc lực môi trường là mục tiêu hấp dẫn cho nghiên cứu trong tương lai. Bằng cách làm sáng tỏ những con đường này, chúng ta có thể mở đường cho việc phát triển các biện pháp can thiệp có mục tiêu nhằm giảm thiểu nhiễm trùng A. hydrophila, cuối cùng là thúc đẩy ngành nuôi trồng thủy sản lành mạnh và bền vững hơn.