Nanovaccine RNA mới bảo vệ tôm trước dịch bệnh đốm trắng

Thử nghiệm

Virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV) là nguồn bệnh chủ yếu ở tôm, hiện diện ở hầu hết các vùng nuôi trên toàn cầu và gây thiệt hại nặng nề về kinh tế. Tìm ra phương pháp an toàn và hiệu quả để ứng phó dịch bệnh này trở thành nhiệm vụ quan trọng. Một số chiến lược vaccine phòng chống WSSV như virus bất hoạt, kháng nguyên tiểu đơn vị và vaccine DNA mang lại kết quả tích cực ở quy mô phòng thí nghiệm nhưng nhược điểm là hiệu quả không ổn định, chi phí sản xuất cao và khả năng ứng dụng trong thực tế còn nhiều hạn chế. 

RNA can thiệp (RNAi) ở động vật không xương sống là một hệ thống bên trong tế bào sống, giúp kiểm soát được các gen đang hoạt động. RNAi là một cơ chế để bất hoạt gen gây nên bởi các RNA mạch đôi (dsRNA) hoặc RNA can thiệp kích thước nhỏ (siRNA) nhằm ức chế sự biểu hiện gen của virus. Các dsRNA đã được thử nghiệm trong nhiều lĩnh vực, gồm cả sản xuất vaccine. Trong các hệ thống nuôi thủy sản, các loại vaccine RNAi được đón nhận vì có thể hoạt động như một đáp ứng miễn dịch trong cơ thể tôm; là mầm bệnh cụ thể, và tạo ra đáp ứng miễn dịch có tác dụng bảo vệ lâu dài. 

Nghiên cứu của Đại học Iowa khẳng định hiệu lực bảo vệ của nanovaccine RNA mới trước WSSV nhưng sử dụng đại trà vaccine này vẫn còn gặp trở ngại về chi phí và môi trường. Ảnh. Neovia

Theo nhiều nghiên cứu trước đây, vaccine dsRNA không độc hại, và cung cấp khả năng bảo vệ tôm chống lại WSSV. Tuy nhiên, trong các ứng dụng được đề cập ở trên, rào cản lớn nhất đối với sự phát triển vaccine dsRNA là tính ổn định môi trường và chi phí sản xuất. Theo các chuyên gia tại Khoa động vật học, Đại học Iowa (Mỹ), những thách thức ứng dụng vaccine dsRNA trong thực tế có thể khắc phục bằng công nghệ nano. Các hạt nano polyanhydride phân hủy sinh học được chứng minh là hệ thống vận chuyển vaccine và thuốc kháng nguyên hiệu quả. 

Trong một nghiên cứu mới đây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng tôm thẻ chân trắng sạch bệnh (SPF) của SIS Mỹ, và thuần hóa trong vòng 2 tuần cho quen môi trường nuôi theo hệ thống RAS chứa nước mặn nhân tạo 28 – 30 ppt, duy trì nhiệt độ nước 25 – 27^oC; cho ăn 2 cữ/ngày. Sau đó, nhóm chuyên gia đánh giá in vivo hiệu lực của hạt nano về mức độ an toàn và tính ổn định đối với tôm. Nanovaccine được tiêm vào cơ thể tôm gây nhiễm WSSV và nhắm đến khu vực biểu mô đường tiêu hóa. 

Kết quả

Các loại thuốc sản xuất bằng công nghệ nano đã tạo ra một cuộc cách mạng y học và góp phần đáng kể nâng cao sức khỏe cho con người, nhưng trong lĩnh vực chăn nuôi, công nghệ nano vẫn còn non trẻ. Nhiều nghiên cứu cho thấy các hạt nano polyanhydride là phương tiện tuyệt vời để phân phối kháng nguyên với tốc độ truyền ổn định, có kiểm soát. Đây là nghiên cứu đầu tiên về sử dụng nano để sản xuất vaccine dsRNA ở động vật không xương sống. Các hạt nano polyanhydride đã được chứng minh là phù hợp để đóng gói và giải phóng dsRNA. 

Một trong những mối lo ngại lớn nhất về vaccine đó là phản ứng tiêu cực đến năng suất cuối cùng. Dữ liệu của nhóm chuyên gia tại Đại học Iowa chứng minh rằng hai công thức nano được thử nghiệm đều không gây ra bất kỳ tác động tiêu cực nào đến tôm ngay cả khi liều lượng hạt nano cao hơn gấp 5 lần so với liều lượng vaccine yêu cầu. Các phân tích mô học cho thấy tôm không có bất thường về mô hoặc mang tôm do hạt nano. Tình trạng viêm ở nhóm tôm này cũng không khác nhóm đối chứng. Cuối cùng, tăng trọng của tôm không bị ảnh hưởng chứng tỏ tôm vẫn phát triển bình thường. Các kết quả này một lần nữa khẳng định hạt nano polyanhydride an toàn. 

Theo quan sát của nhóm nghiên cứu, các hạt nano xuất hiện trong ruột tôm, và sau 2 giờ, chúng cũng được tìm thấy trong dạ dày, gan tụy và phần đầu ngực của tôm. Theo TS. Lyric C Bartholomay, cơ chế mà các hạt nano vận chuyển đến mang vẫn cần phải xác minh thêm. Tuy nhiên, mang là một trong những mục tiêu tấn công của virus gây bệnh như hội chứng Taura, đầu vàng và WSSV. Do đó, sự xuất hiện của hạt nano trong mang góp phần tạo ra tác động bảo vệ tôm chống lại virus. 

Vaccine dsRNA có khả năng chống lại một số loại virus trên tôm; tuy nhiên việc đưa vaccine này vào sử dụng đại trà đến nay vẫn là thách thức lớn. Đưa vaccine vào cơ thể tôm qua đường thức ăn hiện đang là phương pháp khả thi nhất. Theo nghiên cứu ở trên, nanovaccine được đưa trực tiếp vào ruột đã cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ trước dịch bệnh WSSV. Phát hiện này mang ý nghĩa quan trọng, vì dịch đốm trắng lây nhiễm theo chiều ngang qua môi trường nước và vật nhiễm bệnh tại ao. Do đó, dù lây lan bằng con đường nào, thì khi tải lượng virus giảm đều góp phần làm giảm sự lây lan của WSSV. 

Dũng Nguyên

Theo GAA