Tuyến Anten - Cơ quan đích lây nhiễm virus đốm trắng

Dịch bệnh luôn là một yếu tố hạn chế đối với sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm. Đặc biệt, bệnh đốm trắng đã gây thiệt hại lớn, trở thành một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với ngành nuôi tôm toàn cầu. Hiểu được các con đường lây nhiễm và cơ chế gây bệnh của bệnh đốm trắng là cơ sở cho việc phòng ngừa và kiểm soát bệnh đốm trắng ở tôm. Sự xâm nhập của virus vào vật chủ là bước đầu tiên để lây nhiễm thành công. Đường tiêu hóa và mang được coi là cơ quan đích cho sự xâm nhập của bệnh đốm trắng ở tôm thẻ chân trắng. Tuy nhiên, có rất ít báo cáo về vai trò của tuyến anten trong quá trình lây nhiễm bệnh đốm trắng.

Tuyến anten là cơ quan bài tiết quan trọng ở tôm, có chức năng rất giống với thận ở động vật có xương sống. Tuyến anten đóng một vai trò quan trọng đối với sự điều hòa áp suất thẩm thấu và ion ở tôm. Cấu trúc và chức năng của tuyến anten sẽ bị ảnh hưởng bởi độ mặn hoặc stress từ các hợp chất nitơ. Lượng mưa lớn thường làm cho độ mặn trong ao nuôi tôm giảm đáng kể, dễ dẫn đến bùng phát bệnh đốm trắng. Tôm trở nên nhạy cảm hơn với mầm bệnh, làm tăng khả năng từ nhiễm trùng tiềm ẩn bệnh đốm trắng sang nhiễm trùng cấp tính và đẩy nhanh tốc độ sinh sôi của bệnh đốm trắng ở tôm trong điều kiện căng thẳng ở độ mặn thấp. 

Ai cũng biết rằng một số lượng lớn mầm bệnh tồn tại trong môi trường nuôi trồng thủy sản. Để xác định cơ quan nào tiếp xúc với môi trường nước, người ta thực hiện thí nghiệm nhúng phenol đỏ. Hai giờ sau khi ngâm phenol đỏ, đường tiêu hóa (dạ dày và ruột) và tuyến anten của cặp râu thứ hai của tôm bị nhuộm màu đỏ. Điều đó có nghĩa là dạ dày, ruột và tuyến anten có thể tiếp xúc trực tiếp với môi trường nước. Do đó, có thể đoán rằng tuyến anten có thể là một vị trí quan trọng cho sự xâm nhập của mầm bệnh vào cơ thể tôm.

Tôm sau khi thử nghiệm ngâm phenol đỏ. (A) Dạ dày nhuộm đỏ phenol; (B) Tuyến anten nhuộm đỏ phenol; (C) Ống tiêu hóa nhuộm đỏ phenol.

Để biết chính xác liệu bệnh đốm trắng có thể lây nhiễm cho tôm qua tuyến anten hay không, người ta đã tiến hành thử nghiệm truyền ngược virus bệnh đốm trắng vào tuyến anten và cơ của tôm. Tôm thẻ khỏe mạnh được chia ngẫu nhiên thành bốn nhóm: 

• Ant-WSSV: truyền ngược dòng huyền phù bệnh đốm trắng vào lỗ mở tuyến anten.
• Ant-control: truyền ngược dung dịch đệm PBS vào lỗ mở tuyến anten.
• Mus-WSSV: tôm được tiêm huyền phù virus bệnh đốm trắng vào cơ.
• Mus-control: tôm được tiêm PBS vào cơ. 

Kết quả thử nghiệm cho thấy, tôm chết xuất hiện vào ngày thứ ba sau thử thách truyền huyền phù virus vào tuyến anten. Tỷ lệ tử vong tích lũy tăng từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 7, đạt 76% trong 7 ngày. Tôm chết xuất hiện vào ngày thứ hai ở thử thách tiêm virus bệnh đốm trắng vào cơ, và tỷ lệ chết tích lũy tiếp tục tăng từ ngày thứ 2 đến ngày thứ 7, và đạt 100% trong 7 ngày. Trong khi đó, không có tỷ lệ tử vong đáng kể xảy ra ở hai nhóm đối chứng (Ant-control và Mus-control). Những dữ liệu này chỉ ra rằng, bệnh đốm trắng có thể lây nhiễm và gây chết tôm bằng cách truyền ngược huyền phù virus vào tuyến anten.

Để khám phá ảnh hưởng của stress mặn đối với tôm bị nhiễm bệnh đốm trắng , một thí nghiệm được tiến hành với 4 nghiệm thức:

• Ant-WSSV-LS: tôm được truyền ngược virus bệnh đốm trắng vào tuyến anten sau đó chuyển từ nước biển có độ mặn 30 sang độ mặn 20 trong 24 giờ.
• Ant-control-LS: nhóm đối chứng tôm được truyền PBS và sau đó chuyển từ độ mặn 30 đến 20 trong 24 giờ.
• Ant-WSSV: tôm được tiêm virus bệnh đốm trắng vào cơ và không bị stress mặn.
• Ant-control: tôm được tiêm PBS và không bị stress mặn.

Không có tỷ lệ tử vong đáng kể nào xảy ra ở nhóm đối chứng Ant-control-LS và Ant-control. Điều đó có nghĩa là tuyến anten được truyền dung dịch đệm PBS và bị stress mặn không gây chết tôm. Ở nhóm Ant-WSSV-LS, tôm chết xuất hiện ở 36h với tỷ lệ chết khoảng 46%, sau đó tỷ lệ chết tích lũy tiếp tục tăng và đạt 100% ở 108h. Ở nhóm Ant-WSSV, tôm chết cũng xuất hiện ở 36h với tỷ lệ chết khoảng 13%, sau đó tỷ lệ chết tích lũy tiếp tục tăng lên và đạt 100% ở 144h. Những dữ liệu này chỉ ra rằng, căng thẳng về độ mặn dường như đã đẩy nhanh sự tiến triển của bệnh bệnh đốm trắng .

Để hiểu thêm ảnh hưởng của độ mặn đối với sự nhân lên của virus đốm trắng trong tuyến anten của tôm, người ta phát hiện số lượng virus bệnh đốm trắng& trong tuyến anten tại các thời điểm khác nhau sau khi nhiễm bệnh đốm trắng . Kết quả cho thấy rằng, số lượng virus trong tuyến anten của tôm ở nhóm Ant-WSSV-LS cao hơn đáng kể so với tôm sau khi nhiễm bệnh đốm trắng không có căng thẳng độ mặn (Ant-WSSV) ở 24h. Nó cho thấy rằng, căng thẳng về độ mặn rõ ràng có thể đẩy nhanh quá trình sao chép virus bệnh đốm trắng trong tuyến anten.

Nghiên cứu hiện tại cho thấy, tuyến anten của tôm là nơi quan trọng để virus bệnh đốm trắng xâm nhập trong quá trình nuôi tôm. Nghiên cứu này đã làm rõ một cơ quan đích mới của bệnh đốm trắng. Mục tiêu chính của nhiễm bệnh đốm trắng là các mô có nguồn gốc phôi ngoại bì và trung bì. Tuyến anten là cơ quan có nguồn gốc phôi trung bì. Do đó, chúng ta có thể suy đoán rằng có các protein hoặc thụ thể liên quan đến nhiễm bệnh đốm trắng trong tuyến anten. Tuyến anten là cơ quan tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài. Khi mầm bệnh đốm trắng có trong nước, các tuyến anten tạo cơ hội tốt để chúng xâm nhập vào cơ thể tôm. 

Tóm lại, tuyến anten là một cơ quan đích mới lây nhiễm bệnh đốm trắng, các phần tử virus trong môi trường nước có thể xâm nhập vào tôm thông qua tuyến anten, bên cạnh đó, căng thẳng độ mặn có thể đẩy nhanh sự nhân lên của virus và tỷ lệ chết của tôm do nhiễm bệnh đốm trắng.

Antennal gland of shrimp as an entry for WSSV infection by Fei Liu, Shihao Li, Yang Yu, Chengsong Zhang, Fuhua Li