Thực khuẩn thể kiểm soát lây nhiễm Aeromonas Hydrophila trên cá

Aeromonas spp. là những vi khuẩn phổ biến nhất trong môi trường nước ngọt và thường liên quan đến nhiễm trùng nặng ở các loài cá nuôi. Aeromonas hydrophila, một loại vi khuẩn hình que Gram âm, là nguyên nhân chính gây bệnh nhiễm trùng huyết hay còn gọi là bệnh thối đuôi và vây. Vi khuẩn này gây nhiễm trùng nghiêm trọng ở nhiều loài cá nước ngọt khác nhau, bao gồm cá chạch bùn (Misgurnus anguillicaudatus), cá da trơn (Ictalurus punctatus) và cá chép (Cyprinus carpio),… và lây nhiễm ở một số loài cá biển ở mức độ thấp hơn. Dấu hiệu lâm sàng của những bệnh nhiễm trùng này bao gồm loét, chướng bụng, tích tụ chất lỏng, thiếu máu và xuất huyết, dẫn đến cá chết hàng loạt. 

Cá chạch bùn (M. anguillicaudatus) được nuôi rộng rãi ở Hàn Quốc do nhu cầu cao làm cá thực phẩm và được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền và các nghi lễ Phật giáo. A. hydrophila là một trong những nguyên nhân chính gây ra tỷ lệ chết hàng loạt ở cá chạch, và sự hiện diện của vi khuẩn Aeromonas đa kháng thuốc càng làm phức tạp thêm hoạt động nuôi trồng thủy sản của loài này. Một số nghiên cứu đã báo cáo về biện pháp kiểm soát sinh học dựa trên thể thực khuẩn đối với nhiễm trùng Aeromonas. 

Akh-2 là chủng thực khuẩn thể thuộc họ Siphoviridae, có kích thước đầu và đuôi lần lượt là 50 ± 5 và 170 ± 5 nm. Phân tích đường cong tăng trưởng một bước cho thấy thể thực khuẩn có thời gian tiềm ẩn là 50 ± 5 phút và kích thước bùng nổ là 139 ± 5 đơn vị hình thành mảng bám trên mỗi tế bào bị nhiễm bệnh. Phage tỏ ra ổn định trong khoảng pH từ 6–8 và khoảng nhiệt độ từ −80 đến 46 °C. Dựa trên phân tích trình tự thế hệ tiếp theo, bộ gen của nó có kích thước 114.901 bp, với hàm lượng 44,22% G + C và 254 khung đọc mở. Akh-2 ly giải 4 trong số 7 chủng Aeromonas hydrophila gây bệnh trên cá chạch bùn. Ngoài ra, trong quá trình gây bệnh nhân tạo, cá chạch bùn được điều trị bằng Akh-2 cho thấy tỷ lệ sống sót và thời gian sống tăng lên so với đối chứng không được điều trị. Kết quả cho thấy Akh-2 là một tác nhân sinh học tiềm năng để điều trị nhiễm trùng Aeromonas ở cá. 

Chủng phage Akh-2 có tỷ lệ sống 100% trong khoảng nhiệt độ từ –80°C đến 37°C

Các thể thực khuẩn khác nhau lây nhiễm vi khuẩn gây bệnh cho cá đã được phân lập từ nước biển, nước sông và nước ao. Mặc dù A. hydrophila là mầm bệnh chính của cá nước ngọt, nhưng đã có báo cáo cho thấy lượng vi khuẩn này rất phong phú trong nước biển; do đó, nghiên cứu này đã cố gắng phân lập các phage lây nhiễm A. hydrophila từ các mẫu nước biển. Chủng Akh-2 được phân lập từ đảo Geoje, Hàn Quốc, thuộc họ Siphoviridae. Thành viên Siphoviridae nhiễm A. hydrophila từ nước biển cũng đã được báo cáo trước đây xác định có hiệu quả trong việc lây nhiễm các loài Aeromonas, bao gồm 3 thể thực khuẩn mới được báo cáo gần đây là AhSzq-1, AhSzw-1 và 4L372X. 

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình lây nhiễm thể thực khuẩn như sự gắn kết, xâm nhập và nhân lên, trong đó nhiệt độ và độ pH đóng vai trò quan trọng trong sự lây nhiễm này. Trong quá trình nuôi các loài cá nước ấm, nhiệt độ tối ưu là 25 – 37°C. Chủng phage Akh-2 có tỷ lệ sống 100% trong khoảng nhiệt độ từ –80°C đến 37°C, khiến nó phù hợp hơn cho việc bảo quản lâu dài và sử dụng ở trang trại. Đồng thời tỷ lệ sống cao nhất được quan sát thấy ở độ pH 7, Akh-2 cho thấy sự ổn định hợp lý xung quanh độ pH trung tính, đây là phạm vi tối ưu cho nuôi cá nước ấm, cũng như sử dụng rộng rãi chủng thực khuẩn thể này. Trong bộ gen của AKh-2, không tìm thấy ORF mã hóa protein liên quan đến việc tích hợp bộ gen của virus, điều này thuận lợi cho việc ứng dụng chủng này trong phòng bệnh do A. hydrophila trên cá.  

Các thể thực khuẩn khác nhau lây nhiễm vi khuẩn gây bệnh cho cá đã được phân lập từ nước biển, nước sông và nước ao

Các phage tiềm tan có thể tạo ra khả năng miễn dịch chống lại các phage tương tự hoặc có liên quan với vật chủ. Ngoài ra, vi khuẩn chủ có thể thu được các đặc điểm di truyền mới như độc tố được mã hóa bởi phage và khả năng kháng các yếu tố quyết định kháng kháng sinh bằng cách chuyển đổi phage. Đây là sự hạn chế của việc ứng dụng thực khuẩn thể trong phòng bệnh. Tuy nhiên để khắc phục điều này có thể sử dụng hỗn hợp thể thực khuẩn thay vì một thể thực khuẩn đơn lẻ.