Tiềm năng của probiotics nội sinh trên cá

Bệnh do Flavobacterium columnare trên cá

Flavobacterium columnare Nguồn: Aquatic Animal Disease

Vi khuẩn Flavobacterium columnare được mô tả là một trong những bệnh vi khuẩn quan trọng nhất của các loài cá nước ngọt (Arias và cộng sự, 2004), nó ảnh hưởng đến cả cá hoang dã và cá nuôi. Một chủng Flavobacterium columnare có độc lực cao có thể gây tử vong trong vòng 24 giờ ở cá hồi coho, Oncorhynchus kisutch (Walbaum) (Rucker và cộng sự, 1953). Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng F. columnare tồn tại trong thời gian dài trong nước và tìm cơ hội để xâm nhập vào cơ thể vật chủ (Kunttu và cộng sự, 2009, 2012). Trong điều kiện phòng thí nghiệm, F. columnare có thể duy trì khả năng truyền nhiễm trong hơn 5 tháng (Kunttu và cộng sự., 2012). Welker và cộng sự (2005) xác nhận rằng bệnh columnaris có thể được truyền theo chiều ngang và gián tiếp thông qua môi trường nước mà không liên quan đến việc tiếp xúc giữa cá với cá. 

Một con cá bị bệnh Columnaris. Jamie Germano/@jgermano1/staff photographer

Khi sống bên ngoài vật chủ, F. columnare sẽ ức chế biểu hiện gen gây độc lực để tiết kiệm năng lượng trước khi xâm nhập vào bộ  máy vật chủ (Kunttu và cộng sự, 2009). Sự xuất hiện của bệnh cơ hội này liên quan trực tiếp đến stress, nhiệt độ cao, mật độ nuôi, v.v... (Suomalainen và cộng sự, 2005). Các triệu chứng của bệnh về columnaris xảy ra trong nội quan hoặc bên ngoài (các tổn thương ở da hoặc mang), và xuất hiện các tổn thương màu xám, vàng hoặc lở loét (Hartman, 2009). Khi hoạt động nuôi trồng thủy sản phát triển, tình trạng nuôi với mật độ cao, chất lượng nước thấp làm gia tăng yếu tố căng thẳng về sinh lý và tổn thương thể chất, từ đó tạo điều kiện cho các mầm bệnh cơ hội phát triển (Derome và cộng sự, 2016). Trong điều kiện như vậy, cá trở nên rất dễ bị bệnh columnaris, gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho người nuôi.

Probiotics nội sinh trên cá

Trong những thập kỷ gần đây, công tác phòng chống và kiểm soát dịch bệnh trên động vật nuôi tập trung vào nghiên cứu về thuốc kháng sinh và hóa chất điều trị. Cho đến nay, có nhiều bằng chứng cho thấy việc sử dụng kháng sinh thường xuyên không chỉ dẫn đến sự xuất hiện của các mầm bệnh kháng thuốc mà còn tạo các vi sinh vật gây bệnh mới đồng thời gây ra nguy cơ đáng kể đối với sức khỏe cộng đồng ( Miranda và Zemelman, 2001; Radu và cộng sự, 2003). Do đó, có nhu cầu cấp thiết để phát triển các phương pháp hiệu quả và bền vững để kiểm soát và ngăn ngừa các bệnh cơ hội như F.columnaris, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nuôi trồng thủy sản thân thiện với môi trường. Trong đó có việc sử dụng probiotics nội sinh, probiotics nội sinh là những vi khuẩn có lợi được hình thành từ những vi khuẩn bản địa có bên trong cơ thể động vật. 

Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển một chiến lược probiotic tự nhiên đối với bệnh Columnaris ở cá Walleye. Để làm như vậy, 37 ứng cử viên vi khuẩn đã được phân lập từ da cá walleye khỏe mạnh và hệ vi sinh đường ruột để sàng lọc trong môi trường thí nghiệm với các đặc tính đối kháng của chúng đối với F. columnare. Hai vi khuẩn tiềm năng đã chứng minh hiệu quả cao nhất chống lại F. columnare được thí nghiệm thêm để đánh giá cả sự vô hại và khả năng giảm tỷ lệ chết ở walleye khi gây bệnh thực nghiệm. 

 Pseudomonas fluorescens. Ảnh: OrganicSoilTechnology

Hai chủng vi khuẩn tiềm năng chính là Pseudomonas fluorescens, thuộc lớp Gammaproteobacteria. Các đặc tính đối kháng chống lại vi khuẩn gây bệnh và nấm thường của Pseudomonas đã được ghi nhận ở các loài thủy sinh khác (Gram và cộng sự, 2001; Nayak, 2010). Hơn nữa, một số tác giả kết luận rằng sự hiện diện thường xuyên của chủng này trên da cá thể hiện tiềm năng probiotic đầy hứa hẹn cho cá (Bly và cộng sự, 1997; Gram và cộng sự, 1999). Ví dụ, Pseudomonas aeruginosa và P. aeruginosa YC58 cải thiện sự sống còn của hai loại sò (Pinctada mazatlanica và Crassostrea corteziensis; Aguilar-Macías và cộng sự, 2010; Campa- Cordova và cộng sự, 2011). Các chủng Pseudomonas khác đã được thử nghiệm thành công chống lại các sinh vật gây bệnh khác nhau trong ống nghiệm như Aeromonas hydrophila (Eissa và El-Ghiet, 2011; Samal và cộng sự, 2014) và Vibrio midae (Silva-Aciares et al., 2010). 

 Cá walleye được cải thiện đáng kể tỷ lệ sống  sau 2 tháng sử dụng probiotic cho thấy chiến lược probiotic nội sinh là một con đường đầy triển vọng trong ngành nuôi trồng thủy sản. Các nhóm cá điều trị bằng probiotic từ P. fluorescens cho thấy cải thiện tỷ lệ sống trung bình là cao hơn 53,74% so với cá đối chứng.

Các kết quả trên của các nhà khoa học khẳng định thêm rằng probiotic nội sinh có hiệu quả có thể được phát triển trong tương lai để giảm tỷ lệ chết của cá trong bối cảnh các điều kiện căng thẳng của ngành thủy sản ngày càng gia tăng. Nhìn chung, việc sử dụng các chế phẩm sinh học nội sinh trong nuôi trồng thủy sản cung cấp một công cụ đơn giản để tăng tỷ lệ tồn tại hiệu quả và bền vững trong nuôi trồng thủy sản. Điều này cần được ứng dụng rộng rãi trong tương lai Việt Nam và thế giới.