Chất kích thích miễn dịch trong nuôi tôm

Chất kích thích miễn dịch là gì?

Chất kích thích miễn dịch là những chất có trong tự nhiên giúp tăng cường hệ thống phòng thủ của các sinh vật chủ. Điều này thúc đẩy ngăn chặn mầm bệnh hoặc ký sinh trùng xâm nhập. Chúng có thể được sử dụng cho tôm bằng cả đường miệng và đường tiêm; tuy nhiên, việc cung cấp bằng đường miệng thông qua thức ăn thủy sản đang thu hút được sự quan tâm của các nhà sản xuất tôm. Năm 2013, các nhà nghiên cứu Barman và Nen đã phát hiện ra chất kích thích miễn dịch là cách sáng tạo nhất để chống lại các bệnh trên tôm. Quan điểm đó ngày càng trở nên đúng đắn khi nghề nuôi tôm được mở rộng.

Các chất kích thích miễn dịch khác nhau có thể bù đắp sự thiếu hụt trong vaccine và hóa chất điều trị. Đồng thời cung cấp khả năng kháng bệnh tốt hơn mà không dẫn đến nguy cơ kháng thuốc. Qua các thử nghiệm cho thấy, hợp chất này an toàn hơn thuốc trị liệu hóa học và có phạm vi hiệu quả rộng hơn vaccine, do đó các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm để chống lại bệnh đốm trắng.

Cách thức hoạt động

Khi một phân tử kích thích miễn dịch vượt qua vỏ ngoài của tôm, phân tử này sẽ đi vào khoang cơ thể chính. Ở đó, các tế bào máu của hệ thống miễn dịch bẩm sinh của tôm sẽ phát hiện ra phân tử như một vật chất lạ. Vì hệ thống miễn dịch bẩm sinh có thể phân biệt “tế bào tự thân” thuộc về tôm và tế bào hoặc vật liệu “không tự thân”, chất kích thích miễn dịch bắt đầu một chuỗi các phản ứng nhằm hình thành và củng cố hệ thống miễn dịch. Việc này tạo ra một môi trường thù địch cho các mầm bệnh tiềm ẩn.

Sau đó, nếu mầm bệnh được đưa vào khoang cơ thể chính của tôm tế bào máu của tôm sẽ tấn công phân tử này một cách mạnh mẽ thông qua quá trình thực bào, melanin hóa hoặc hình thành thể bao. Một khi mầm bệnh bị tiêu diệt, các mảnh vụn sẽ tập trung trong các mô mang và xoang trước khi được thải ra môi trường nước xung quanh.

Các nhà nghiên cứu khẳng định chất kích thích miễn dịch có hiệu quả vì chúng khởi động phản ứng miễn dịch của tôm khi ở giai đoạn ấu trùng – giống như khả năng phát triển miễn dịch bẩm sinh. Các chất kích thích miễn dịch vô cùng hữu ích vì chúng không giống như các kháng thể miễn dịch thích ứng hoặc miễn dịch do vaccine gây ra, các chất kích thích miễn dịch kích hoạt một loạt phản ứng chung hoặc tổng thể để phát hiện và loại bỏ nhiều tác nhân gây bệnh.

Sử dụng chất kích thích miễn dịch từ vi khuẩn giúp tôm hấp thụ thức ăn nhiều hơn, cải thiện tốc độ tăng trưởng và khả năng kháng bệnh tốt hơn. Ảnh: TFS

Phân loại

Chất kích thích miễn dịch có thể được chia thành nhiều nhóm tùy thuộc vào xuất xứ và nguồn gốc. Một đánh giá gần đây của Kumar, Verma, Singh và Awasthi đã chỉ ra 7 loại chất kích thích miễn dịch có thể được sử dụng để ngăn ngừa bệnh đốm trắng ở tôm nuôi.

Từ thực vật và tảo

Thực vật – cả trên cạn và dưới nước – có vô số đặc tính dược phẩm, kháng khuẩn và kích thích miễn dịch. Các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật thường không độc, có thể phân hủy sinh học và tương thích sinh học với tôm. Các loài tảo cũng cho thấy tiềm năng như chất kích thích miễn dịch vì chúng chứa nồng độ cao các hợp chất hoạt tính sinh học.

– Gần đây, polysaccharides từ ulvans, một loại rong biển xanh, đã thể hiện đặc tính kích thích miễn dịch khi cho tôm ăn.

– Fucodin – một hợp chất hoạt tính sinh học được tìm thấy trong tảo biển Sargassum spp và Cladosiphon okamuranus có thể kích thích phản ứng miễn dịch phòng vệ ở tôm và giúp chúng có khả năng chống lại bệnh đốm trắng.

– Genipin – một hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ quả của cây hoa nhài (Gardenia jasminiodes), làm chậm quá trình sao chép của virus gây bệnh đốm trắng trong môi trường nuôi cấy và giảm khả năng lây nhiễm của virus.

– Chiết xuất từ ​​cây đước (Cereops tagal) và bột cỏ biển (Sargassum hemiphyllum var. Chinensis) kích thích hoạt động miễn dịch ở TTCT và tôm sú, giúp chúng tăng cường khả năng phòng vệ chống lại bệnh đốm trắng.

Từ vi khuẩn

Các chất kích thích miễn dịch có nguồn gốc từ vi khuẩn có tác dụng tương tự như chế phẩm sinh học. Chúng thường thuộc họ Bacillus và mang lại nhiều lợi ích cho sản xuất – và cải thiện khả năng miễn dịch của tôm là một trong số đó. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy tác dụng kích thích miễn dịch chống lại hội chứng đốm trắng từ các vi khuẩn và thành phần vi khuẩn này:

– Bổ sung bào tử vi khuẩn baculovirus và bào tử Bacillus subtilis vào tôm qua đường miệng giúp tăng cường khả năng miễn dịch chống lại bệnh đốm trắng.

– Cho các loài tôm khác nhau ăn một chế độ ăn giàu peptidoglycan – thành phần quan trọng trong thành tế bào của một số vi khuẩn – giúp tăng cường các phản ứng miễn dịch như thực bào.

– Cho tôm nuôi ăn một chế độ ăn có chứa lipopolysaccharides – một thành phần thành tế bào của vi khuẩn gram âm – dẫn đến tỷ lệ sống cao hơn trong các thử nghiệm cảm nhiễm với dịch bệnh khi so sánh với nhóm đối chứng.

– Có nhiều bằng chứng cho thấy vi khuẩn probiotics sống có thể kích thích hệ thống miễn dịch của các loài tôm nuôi.

Từ nấm

Các loại nấm men khác nhau ở biển và trên cạn hoạt động như cả chất kích thích miễn dịch và probiotics. Những hợp chất này thường thuộc giống nấm Candida và Saccharomyces, chúng đã chứng minh một loạt các lợi ích về dinh dưỡng và sức khỏe đối với động vật giáp xác và các động vật khác.

– Candida aquaetextoris S527, một loại nấm men từ biển có thể có trong khẩu phần ăn của thủy sản, đã được đưa vào khẩu phần ăn của tôm sau khi tiếp xúc với WSSV. Kết quả từ thử nghiệm cho thấy nó hoạt động như một chất kích thích miễn dịch và cải thiện khả năng sống sót của tôm.

– Chất chiết xuất từ ​​nấm men, thường có nguồn gốc từ  Saccharomyces cerevisiae (men làm bánh), chứa nhiều hợp chất giúp cải thiện phản ứng miễn dịch ở tôm và các loại cá khác.

Tổng hợp

Các nhà nghiên cứu đang bắt đầu khám phá ứng dụng của công nghệ nano trong các hệ thống sinh học. Vì công nghệ nano có thể cung cấp thông tin chi tiết ở cấp độ nguyên tử về môi trường của chúng, nên về mặt lý thuyết, các hạt nano có thể được sử dụng để chống lại virus và theo dõi các hợp chất sinh học khác trong hệ thống miễn dịch. Các hạt nano bạc (AgNPs) hiện đang được các nhà nghiên cứu chú ý do đặc tính kháng virus và khả năng kích thích phản ứng miễn dịch của chúng.

Ngành công nghiệp NTTS đang bắt đầu áp dụng công nghệ nano bằng cách tạo ra các công thức dựa trên AgNP có thể được tiêm vào TTCT. Một nghiên cứu từ năm 2020 cho thấy một liều lượng nhỏ các hạt nano bạc có thể tăng khả năng sống sót của tôm chống lại một loạt các mầm bệnh (bao gồm cả WSSV) mà không gây ra bất kỳ tác động độc hại nào. Mặc dù phát hiện này đầy hứa hẹn nhưng việc tiêm các hạt nano vào từng con tôm là không khả thi. Các nhà nghiên cứu đang hy vọng phát triển một loại thức ăn có chứa AgNPs có thể cung cấp tác dụng kích thích miễn dịch tương tự.

Các yếu tố dinh dưỡng

Các yếu tố dinh dưỡng như vitamin, carotenoid và các nguyên tố vi lượng như đồng và kẽm có liên quan đến việc cải thiện chức năng miễn dịch, khả năng chống lại stress cao hơn và cải thiện phản ứng chống ôxy hóa ở tôm. Mặc dù các cải thiện miễn dịch với Vitamin A, C và E đã được quan sát thấy khi tôm được tiêm chất bổ sung nhưng việc áp dụng chúng ít khả thi hơn ở cấp trang trại, trong khi đó, bổ  sung kẽm bằng đường miệng có hiệu quả trong các thử nghiệm khác.

Các yếu tố dinh dưỡng như vitamin, carotenoid… giúp cải thiện chức năng miễn dịch. Ảnh: Quality Farms

Từ hormone

Hormone tăng trưởng, còn được gọi là somatotropin hoặc somatropin, đã chứng minh nhiều lợi ích sản xuất trong NTTS – bao gồm tăng tổng hợp protein và phản ứng miễn dịch. Một thử nghiệm sử dụng hormone tăng trưởng của bò trong ấu trùng tôm cho thấy hormone này tăng cường hệ thống miễn dịch bẩm sinh và cải thiện sự tăng trưởng. Một thử nghiệm khác trên tôm càng xanh cho thấy việc bổ sung chế độ ăn chứa lactoferrin (LF) từ sữa bò đã cải thiện các chỉ số miễn dịch và tăng cường sức đề kháng đối với một số bệnh do vi khuẩn.

Từ động vật

Các nhà nghiên cứu đã có thể chiết xuất các hợp chất kháng virus từ các loài động vật khác nhau – từ bò sát đến côn trùng – để chống lại bệnh đốm trắng ở tôm. Các hợp chất kích thích miễn dịch đầy tiềm năng từ động vật bao gồm:

– Cathelicidin 5, một peptit thu được từ cá sấu Trung Quốc (Alligator sinensis), đã chứng minh các đặc tính kháng khuẩn hiệu quả và cung cấp một số khả năng bảo vệ chống lại WSSV ở tôm.

– Chitosans – có nguồn gốc từ polysaccharide chitin – là thành phần quan trọng trong thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của côn trùng và giáp xác. Cả chitin và chitosan đều có thể bảo vệ tôm và cá khỏi bị nhiễm vi khuẩn khi được sử dụng như một chất bổ sung  trong chế độ ăn.

An toàn sinh học

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng chỉ sử dụng chất kích thích miễn dịch thì chưa đủ để thành công. Mặc dù dữ liệu thử nghiệm cho thấy chúng giúp tôm tăng khả năng chống lại WSSV, nhưng việc sử dụng chất kích thích miễn dịch sẽ không bù đắp được những rủi ro trong quá trình nuôi. Do đó, các nhà sản xuất tôm cần duy trì các quy trình an toàn sinh học song song với việc sử dụng các chất kích thích miễn dịch để có kết quả tốt nhất.

Hiểu Lam

Theo TFS