Tiềm năng ứng dụng vắc xin gốc thực vật trong thủy sản

Vì sao nên phát triển vắc xin phòng bệnh trên cá? 

Nuôi cá với mật độ cao được sử dụng ngày càng phổ biến trên nhiều đối tượng cá nuôi, điều này dẫn đến hệ quả làm tăng nguy cơ bùng phát nhiều loại bệnh thủy sản. Thuốc chủng ngừa cho cá có hiệu quả cao và an toàn trong việc bảo vệ cá khỏi các dịch bệnh với tác động tối thiểu của yếu tố sinh thái, và có thể áp dụng cho tất cả các loài cá nuôi. Tiêm phòng vắc xin là công nghệ chính để phòng bệnh cho cá trên toàn thế giới, và là tiêu chuẩn sản xuất quy chuẩn cho nuôi trồng thủy sản hiện đại. 

Nguy cơ bùng phát dịch bệnh khiến công nghệ vắc xin cho thủy sản phát triển mạnh. Ảnh: TheInfoList.

Từ những năm 1980, việc phát triển vắc xin cho cá đã đạt được nhiều tiến bộ đáng kể. Số lượng vắc xin thương mại có sẵn để sử dụng cho cá đã tăng từ hai loại vào những năm 1980 lên khoảng 34 loại hiện nay. Theo thống kê chưa đầy đủ cho đến năm 2020, hơn 140 loại vắc xin cho cá đã được chấp thuận sử dụng trên toàn cầu.

Sự phát triển vắc xin trên cá

Vắc xin cá thường được phân thành ba loại dựa trên phương pháp bào chế đó là vắc xin nhược độc, vắc xin bất hoạt và vắc xin ứng dụng công nghệ sinh học. Các loại vắc xin cho cá được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay là vắc xin bất hoạt và vắc xin nhược độc. 

Vì động vật thủy sinh sống trong môi trường không thể tách rời nước và được nuôi trong các vùng nuôi quy mô lớn, nhiều người coi việc tiêm chủng bằng đường ăn (phối trộn với thức ăn) là phương pháp được xem là lý tưởng nhất cho cá và các động vật nuôi thủy sản khác vì có nhiều lợi ích hơn so với các phương pháp khác: Dễ áp dụng, sử dụng hàng loạt cho cá con, ít gây stress cá, ít tác dụng phụ và tránh hiện tượng nhiễm trùng do tiêm, người nông dân dễ dàng thực hiện. Tuy nhiên, các quy trình tiêm chủng bằng đường ăn rất khó được chuẩn hóa vì thế nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để đạt được sự cân bằng giữa đáp ứng miễn dịch và khả năng chịu đựng mầm bệnh của cá. 

Hiện nay, tiêm chủng bằng đường ăn là phương pháp được xem là lý tưởng nhất cho động vật nuôi thủy sản. Ảnh: Seraficus / IStock.com

Mỗi loại vắc xin đều có những ưu điểm và khuyết điểm riêng, việc lựa chọn vắc xin và phương pháp tiêm chủng phụ thuộc phần lớn vào đặc điểm của loài cá nuôi như: kích cỡ, thói quen cho ăn, yếu tố môi trường trong quá trình nuôi và giá trị kinh tế mà loài mang lại. Các mầm bệnh, biện pháp bảo vệ cần thiết và chi phí kinh tế cũng cần được xem xét. 

Phát triển và ứng dụng vắc xin gốc thực vật

Vắc xin gốc thực vật đây là nền tảng sản xuất vắc xin thân thiện với môi trường, sử dụng năng lượng mặt trời miễn phí và thu giữ CO₂, yêu cầu năng lượng thấp, không phát thải khí nhà kính và giảm giá thành vắc xin. Ngoài ra các hệ thống dựa trên thực vật có thể được sử dụng để sản xuất vắc xin cho đường ăn mà không cần đến các lò phản ứng sinh học phức tạp và quá trình xử lý phức tạp, do đó việc mở rộng quy mô sản xuất là an toàn, rẻ hơn, quy mô không bị hạn chế bởi kích thước và số lượng lò phản ứng sinh học hiện có. Các loại vắc xin có nguồn gốc từ thực vật là lý tưởng để sử dụng bằng đường cho ăn. Quá trình sản xuất đơn giản và không cần thêm thiết bị y tế nào để tiêm. 

Vắc xin từ thực vật thân thiện với môi trường và an toàn. Ảnh: chmidtandclark.com

Bên cạnh đó, Vắc xin sản xuất từ thực vật không mang lại những lo ngại về tính an toàn của vắc xin nhược độc. Bởi vì độ tinh khiết cao giúp cho việc tiêm chủng thuận tiện hơn và tạo ra các phản ứng miễn dịch mạnh hơn. Các kháng nguyên của vắc-xin ăn vào bằng đường ăn sẽ đi qua môi trường dạ dày và được hấp thu ở ruột, tạo ra các phản ứng miễn dịch. Nền tảng dựa trên thực vật vẫn có một số nhược điểm về hiệu quả, số lượng, chất lượng của các protein tái tổ hợp và liều lượng vắc xin trong mô vẫn chưa chắc chắn.

Tiềm năng của vắc xin gốc thực vật

Đối với vắc xin mới cho cá, chi phí kinh tế là một trong những yếu tố quan trọng nhất do tính chất nuôi trồng thủy sản với mật độ nuôi cao và quy mô lớn. Hệ thống sản xuất vắc xin dựa trên thực vật vẫn là một cách tiếp cận hiệu quả về chi phí và đầy hứa hẹn, cung cấp vắc xin hiệu quả và an toàn để bảo vệ sức khỏe cá và quản lý sự phát triển bền vững của ngành nuôi trồng thủy sản đang phát triển nhanh trên toàn cầu.

Hy vọng vắc xin có nguồn gốc thực vật sẽ cải thiện khả năng kiểm soát dịch bệnh trên cá nuôi. Ảnh: simfisch.de

Sự đa dạng của các loài cá, loại bệnh cá, đặc điểm của mục tiêu vắc xin, thời gian, tiềm năng nhân rộng, nguồn lợi, mối quan tâm về an toàn sinh học, viễn cảnh thương mại trong tương lai, thói quen cho cá ăn và khó khăn trong quản lý cũng cần được xem xét trước khi lựa chọn cây trồng hệ thống biểu hiện để sản xuất vắc xin cho cá. Số lượng các nghiên cứu sử dụng thực vật để sản xuất vắc xin ứng dụng công nghệ sinh học cho cá vẫn đang trên đà phát triển.

Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có vắc-xin cá sản xuất từ thực vật nào được thương mại hóa và cần phải nghiên cứu thêm. Hi vọng rằng, vắc xin ứng dụng công nghệ sinh học làm từ thực vật có triển vọng đối với các bệnh do vi rút trên cá và khả năng sử dụng chúng trong tương lai gần để góp phần cải thiện và đưa ngành thủy sản lên một tầm cao mới.