[Người Nuôi Tôm] – Thực tế cho thấy, việc sử dụng các sản phẩm kháng khuẩn tự nhiên giúp giảm đáng kể tỷ lệ mắc bệnh WSSV, cải thiện tỷ lệ sống và hỗ trợ kiểm soát hiệu quả EHP, TPD trong cả trại giống lẫn ao nuôi thương phẩm.

 

Nhiều nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng, hỗn hợp kháng khuẩn tự nhiên dựa trên axit hữu cơ và các hợp chất chiết xuất từ thực vật (như AuraAqua của Auranta, Ireland) có khả năng bảo vệ phổ rộng, mang lại giải pháp sinh học an toàn và bền vững, thay thế tiềm năng cho các biện pháp điều trị bằng kháng sinh hoặc hóa chất truyền thống.

Hỗn hợp kháng khuẩn tự nhiên dựa trên axit hữu cơ và các hợp chất chiết xuất từ thực vật có khảng năng thay thế cho kháng sinh (Ảnh: Q.M)

 

Virus gây hội chứng đốm trắng

Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy, hỗn hợp kháng khuẩn tự nhiên có khả năng ức chế mạnh sự nhân lên của virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV) ở nhiều giai đoạn nhiễm trùng. Trong mô hình tế bào ruột tôm, tải lượng virus giảm đáng kể khi các hợp chất được bổ sung trước, trong hoặc sau khi tiếp xúc với mầm bệnh. Hiệu quả này có liên quan mật thiết đến việc giảm stress oxy hóa, đặc biệt là mức tích tụ hydrogen peroxide (H₂O₂) thấp hơn.

Các phân tích ở mức độ phân tử cho thấy WSSV có thể kích hoạt enzyme NADPH oxidase của vật chủ, làm tăng sản sinh H₂O₂ và thúc đẩy tổn thương oxy hóa. Việc bổ sung hợp chất kháng khuẩn tự nhiên đã giúp hạn chế đáng kể quá trình này, đồng thời tăng cường hoạt tính của enzyme bảo vệ heme oxygenase-1 (HO-1). Các chất chuyển hóa từ HO-1 như bilirubin và carbon monoxide có vai trò ức chế sự nhân lên của virus và làm giảm phản ứng viêm trong mô.

Ngoài tác dụng chống oxy hóa, các hợp chất này còn điều hòa đáp ứng miễn dịch bẩm sinh của tôm. Kết quả cho thấy sự giảm biểu hiện của protein liên kết β-1,3-glucan (LGBP) và LvECSIT – hai yếu tố trong con đường tín hiệu Toll thường bị WSSV chiếm dụng để gây tổn thương mô. Ngược lại, các gen mucin liên quan đến việc củng cố màng quanh ruột (peritrophic membrane, PM) lại được tăng cường biểu hiện, giúp hình thành lớp hàng rào bảo vệ đầu tiên của ruột tôm.

Tầm quan trọng của hàng rào này thể hiện rõ trong các thử nghiệm: ở những cá thể tôm bị loại bỏ PM, tỷ lệ tử vong vẫn đạt 27,8% dù có xử lý; trong khi ở nhóm có PM nguyên vẹn, tỷ lệ này chỉ dao động từ 7 – 9%. Điều đó cho thấy PM đóng vai trò then chốt trong việc ngăn chặn sự xâm nhập và nhân lên của WSSV.

Đáng chú ý, tôm được xử lý cũng cho thấy sự tăng biểu hiện của enzyme carboxypeptidase B – một enzyme tiêu hóa quan trọng, phản ánh khả năng hấp thu và sử dụng dinh dưỡng tốt hơn ngay cả trong giai đoạn nhiễm bệnh. Sự kết hợp của các cơ chế này từ giảm stress oxy hóa, điều hòa miễn dịch, củng cố hàng rào ruột cho đến tối ưu hóa tiêu hóa đã mang lại hiệu quả sinh học rõ rệt: tỷ lệ tử vong trong thử nghiệm thử thách giảm từ gần 97% ở nhóm không xử lý xuống dưới 10% ở nhóm được xử lý (Hình 1).

Hình 1. Tỷ lệ sống của tôm có và không có chất kháng khuẩn tự nhiên (AuraAqua)

 

Tại các trang trại thương mại ở Thái Lan, việc sử dụng thường xuyên các loại kháng sinh tự nhiên này kể từ năm 2022 đã làm giảm tỷ lệ lưu hành WSSV từ trên 30% xuống còn 3 – 10%, mang lại năng suất thu hoạch đáng tin cậy hơn và tuân thủ các yêu cầu xuất khẩu không kháng sinh.

 

Vi bào tử trùng gan tụy (EHP)

Các nghiên cứu in vitro đã chỉ ra rằng hỗn hợp kháng sinh tự nhiên làm giảm hoạt động của bào tử ở nồng độ thấp tới 0,5% và các tế bào ruột tôm bị nhiễm bệnh tiếp xúc với thuốc điều trị sống sót tốt hơn đáng kể so với các tế bào không được điều trị. Đáng chú ý, tiền xử lý mang lại khả năng bảo vệ mạnh hơn so với đồng xử lý, cho thấy việc sử dụng thuốc dự phòng giúp tăng cường khả năng phòng vệ của biểu mô trước khi bào tử có thể xâm nhập (Hình 2).

Hình 2. Ức chế hoạt động của bào tử EHP và giảm số lượng bản sao EHP sau khi xử lý bằng AuraAqua (Aq) sau 24 giờ

 

Về mặt cơ chế, nhiễm trùng EHP kích hoạt con đường NF-kB, kích thích quá mức các peptide kháng khuẩn như crustin, penaeidin và lysozyme. Sự bùng phát miễn dịch không kiểm soát này gây ra tổn thương mô liên kết. Các chất kháng khuẩn tự nhiên ngăn chặn sự hoạt hóa quá mức này, khôi phục sự cân bằng và bảo vệ các mô của vật chủ. Đồng thời, việc xử lý làm giảm H₂O, giải phóng và tăng cường hoạt động của catalase (CAT) và superoxide dismutase (SOD) – các enzyme trung hòa các gốc tự do gây hại. Các thử nghiệm thử thách in vivo đã xác nhận hiệu quả: tôm được xử lý cho thấy tỷ lệ tử vong thấp hơn, giảm tổn thương oxy hóa ở mô ruột và bảo tồn cấu trúc biểu mô (Hình 3).

Hình 3. Tác động của 0,5% AuraAqua (Aq) đến khả năng chống oxy hóa của tôm thẻ chân trắng: (A) Tỷ lệ tử vong, (B) Hoạt động CAT và (C) Hoạt động SOD

 

Điều quan trọng là những lợi ích này không chỉ giới hạn trong điều kiện phòng thí nghiệm. Trong các thử nghiệm thực địa trên khắp châu Á, tôm tiếp xúc với EHP nhưng được hỗ trợ bằng hỗn hợp kháng sinh tự nhiên vẫn duy trì được quỹ đạo tăng trưởng tuyến tính, trái ngược hoàn toàn với tình trạng trì trệ thường thấy khi bị nhiễm trùng. Sự tăng trọng ổn định trong suốt chu kỳ sản xuất làm nổi bật khả năng của các hợp chất này trong việc duy trì hiệu suất dưới áp lực dịch bệnh, bảo vệ cả sức khỏe tôm và lợi nhuận của trang trại.

 

Bệnh mờ đục hậu ấu trùng (TPD)

TPD là một bệnh tương đối mới nhưng có tính hủy diệt cao, do các chủng Vibrio parahaemolyticus mang nhiều gen độc tố plasmid gây ra. Trong số đó, quan trọng nhất là VHVP-1 và VHVP-2, một hệ thống độc tố hai thành phần. VHVP-1 hỗ trợ bám dính vào tế bào biểu mô tôm, còn VHVP-2 gây độc bên trong tế bào tôm. Các chủng này cũng chứa độc tố pirA/pirB và phá vỡ các protein cytoskeleton như myosin, actin và tropomyosin, dẫn đến sự phân hủy mô cơ và ruột.

Các hỗn hợp kháng khuẩn tự nhiên đã cho thấy hoạt tính mạnh mẽ chống lại các tác nhân gây bệnh này. Ở nồng độ dưới mức ức chế (0,05 – 0,1%), chúng ức chế sự phát triển của vi khuẩn đồng thời làm bất hoạt các gen độc lực (vhvp-1/2/3, pirA, pirB), giữ nguyên các chức năng trao đổi chất (Hình 4).

Hình 4. Tác dụng của hỗn hợp kháng khuẩn AuraAqua (Aq) đối với việc giảm biểu hiện của các gen độc lực TPD vhvp-1, vhvp-2, vhvp-3, pirAVp, pirBVp và pirABVP

 

Trong tế bào ruột tôm và gan tụy, việc xử lý đã làm giảm sự bám dính của vi khuẩn và giảm khoảng 50% sự giải phóng H₂O₂ ngoại bào, làm giảm stress oxy hóa. Một tác dụng khác là sự gia tăng hoạt động của phosphatase kiềm (ALP) theo thời gian, một dấu hiệu của sự mất ổn định màng, cho thấy các hợp chất này làm suy yếu trực tiếp màng tế bào vi khuẩn.

Trong các thử nghiệm thử thách, tỷ lệ tử vong sau ấu trùng đạt 91% trong vòng 45 giờ ở các nhóm không được xử lý. Với tỷ lệ xử lý 0,1%, tỷ lệ tử vong giảm xuống còn ~12%, ở mức 0,2% đến ~6%, và với tỷ lệ sống sót sau xử lý 1% đạt ~98%. Điều quan trọng, khả năng bảo vệ mạnh mẽ trên một loạt các chủng mầm bệnh, khẳng định giá trị trong các điều kiện trại giống khác nhau (Hình 5).

Hình 5. Tỷ lệ sống sót của tôm thẻ chân trắng Penaeus vannamel khi được thử thách bằng VPTPD ở mức 101, 102, 103 và 10 CFU/mL khi được cho ăn AuraAqua (0,1% Aq)

 

Cơ chế chung của các tác nhân gây bệnh

Mặc dù có đặc điểm sinh học rất khác nhau, WSSV, EHP và TPD đều dễ bị tổn thương bởi các hỗn hợp kháng sinh tự nhiên vì các hợp chất này tác động lên tương tác giữa vật chủ và tác nhân gây bệnh thay vì nhắm vào một sinh vật đơn lẻ.

Các cơ chế bảo vệ phổ biến bao gồm:

– Ức chế trực tiếp sự nhân lên hoặc độc lực: ngăn chặn protein virus, làm im lặng các gen độc tố của vi khuẩn, ức chế hoạt động của bào tử.

– Giảm stress oxy hóa: giảm H₂O₂, tăng cường CAT và SOD.

– Tăng cường hàng rào ruột: điều hòa tăng mucin và tăng cường tính toàn vẹn của màng quanh ruột.

– Điều hòa miễn dịch: tăng oxy hóa HO-1, cân bằng hoạt hóa NF-κB, kiểm soát sự biểu hiện quá mức peptide kháng khuẩn.

Bằng cách tác động lên các cơ chế sinh học chung của nhiều tác nhân gây bệnh, các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên mang lại hiệu quả bảo vệ phổ rộng, điều mà các phương pháp truyền thống, vốn chỉ nhắm vào một mục tiêu cụ thể, thường không đạt được. Từ các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đến thử nghiệm thực địa, những kết quả khả quan hiện đã được ghi nhận ở quy mô trang trại. Việc ứng dụng thương mại tại châu Á cho thấy tỷ lệ mắc bệnh đốm trắng (WSSV) giảm rõ rệt, tỷ lệ sống của tôm được cải thiện đáng kể. Bằng chứng gần đây cũng khẳng định hiệu quả của các hợp chất này đối với EHP và TPD – hai mối đe dọa lớn tại các trại giống và trại ương, nơi áp lực dịch bệnh cao và việc sử dụng kháng sinh bị hạn chế.

Trong bối cảnh ngành tôm hướng đến mục tiêu bền vững, không kháng sinh, các giải pháp kháng khuẩn tự nhiên đang nổi lên như một hướng đi đầy triển vọng, vừa bảo vệ tôm trước nhiều mầm bệnh cùng lúc, vừa đáp ứng yêu cầu của thị trường về sản phẩm sạch và thân thiện môi trường.

Vương Đệ (Theo Aqua Asia Pacific)