(Aquaculture.vn) – Đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh tác dụng kích thích miễn dịch của Novacq™ khi bổ sung vào thức ăn mang lại sức khỏe và khả năng miễn dịch mạnh mẽ đối với các tế bào máu của tôm sú.
Là động vật không xương sống, tôm dựa vào hệ thống miễn dịch bẩm sinh để phản ứng với các mầm bệnh, tế bào máu là thành phần chính tham gia vào phản ứng miễn dịch tế bào, trong khi các phân tử được tìm thấy trong bạch huyết tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng miễn dịch dịch thể. Vai trò quan trọng của tế bào máu trong chức năng miễn dịch là nhận biết mầm bệnh xảy ra bởi các thụ thể nhận dạng mẫu (PRR) tham gia vào các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh (PAMP).
Sau khi phát hiện PAMP, một loạt phản ứng miễn dịch tế bào và dịch thể diễn ra bao gồm kích hoạt con đường prophenoloxidase (proPO), hệ thống đông máu và tạo ra peptide kháng khuẩn (AMP). Là tế bào chính liên quan đến chức năng miễn dịch ở tôm, tế bào máu đã được sử dụng trong nghiên cứu in vitro, để hiểu rõ hơn về cơ chế cũng như đề xuất như một công cụ sàng lọc nhanh giúp đánh giá các chất kích thích miễn dịch bổ sung vào thức ăn.
Ưu điểm của việc sử dụng nuôi cấy tế bào sơ cấp là đánh giá các đặc tính của các chất kích thích miễn dịch ứng với khả năng sàng lọc nhanh, điều kiện được đối chứng, yêu cầu thấp hơn và hiệu quả sàng lọc nhiều mẫu hơn so với nghiên cứu trên tôm in vivo. Kích thích miễn dịch là một chiến lược có thể thúc đẩy khả năng kháng bệnh ở tôm thông qua việc chuẩn bị hệ thống miễn dịch để phản ứng hiệu quả hơn với các mầm bệnh. Nghiên cứu T.H. Noble & cs. (2023) đã thực hiện đánh giá tác dụng kích thích miễn dịch in vitro của các phân tử lipopolysaccharide (LPS) được phân lập từ phụ gia Novacq™ (N-LPS).
Kích thích miễn dịch của tế bào máu tôm sú
Kích thích miễn dịch được kích hoạt bởi N-LPS được đánh giá bằng cách sử dụng xét nghiệm dựa trên tế bào máu nguyên phát (Hình 1). Thử nghiệm tìm phạm vi cho thấy hoạt tính PO khác biệt đáng kể khi phản ứng với N-LPS được pha loãng theo thứ tự sau 60 phút tiếp xúc (p<0,001).
Hình 1. Tế bào máu nguyên phát của tôm sú được sử dụng để đánh giá tác dụng kích thích miễn dịch của N-LPS
Hoạt động PO cao nhất ở độ pha loãng 1:100 và sau đó giảm dần khi tăng độ pha loãng cho đến 1:1.000 và 1:2.000, điều này không dẫn đến bất kỳ hoạt động PO đáng kể nào (Hình 2a). Khả năng tồn tại của tế bào máu cũng khác nhau giữa các độ pha loãng (p<0,001), điều này là do độ pha loãng 1:100 dẫn đến khả năng tồn tại thấp hơn (92%) so với tất cả các độ pha loãng khác và đối chứng SSS (100%) (Hình 2b). Không có sự suy giảm đáng kể về khả năng tồn tại giữa các nghiệm thức B-CON ở độ pha loãng từ 1:125–1:500 (Hình 2b), trong khi đó lại thấy có sự gia tăng nhẹ ở các nghiệm thức pha loãng 1:1.000 và 1:2.000. Liều được chọn cho thử nghiệm theo thời gian là độ pha loãng 1:125 và 1:250 dựa trên phản ứng PO đáng kể trong điều trị N-LPS mà không có tác động đáng kể đến khả năng tồn tại của tế bào máu>< 0,001), điều này là do độ pha loãng 1:100 dẫn đến khả năng tồn tại thấp hơn (92%) so với tất cả các độ pha loãng khác và đối chứng SSS (100%) (Hình 2b). Không có sự suy giảm đáng kể về khả năng tồn tại giữa các nghiệm thức B-CON ở độ pha loãng từ 1:125–1:500 (Hình 2b), trong khi đó lại thấy có sự gia tăng nhẹ ở các nghiệm thức pha loãng 1:1.000 và 1:2.000. Liều được chọn cho thử nghiệm theo thời gian là độ pha loãng 1:125 và 1:250 dựa trên phản ứng PO đáng kể trong điều trị N-LPS mà không có tác động đáng kể đến khả năng tồn tại của tế bào máu.
Hình 2. Phản ứng của tế bào máu tôm sú tiếp xúc với các chất kích thích miễn dịch
Phản ứng liều của tế bào máu với N-LPS được đo bằng (A) hoạt động PO và (B) khả năng tồn tại của tế bào so với đối chứng SSS. Phản ứng của các tế bào máu tiếp xúc với E-LPS, N-LPS, B-CON và SSS trong quá trình thí nghiệm theo thời gian được đo thông qua hoạt động (C) PO và (D) khả năng sống của tế bào sau 15, 30 và 60 phút.
Trong thử nghiệm, đã có tác động đáng kể của nghiệm thức kích thích, thời gian tiếp xúc và sự tương tác của chúng (Hình 2c). Cả hai liều N-LPS đều mang lại hoạt động PO cao hơn 3,5 lần so với nghiệm thức E-LPS ở cả ba thời điểm. Mặc dù phản hồi PO từ E-LPS không cao hơn đáng kể so với đối chứng SSS tại bất kỳ thời điểm nào khi dữ liệu được phân tích cùng nhau, so sánh theo cặp với đối chứng SSS cho thấy phản hồi có ý nghĩa đặc biệt ở thời điểm phơi sáng 60 phút. Khả năng sống sót của tế bào máu bị ảnh hưởng theo thời gian với điều trị kích thích, thời gian tiếp xúc và tương tác đều có tác động đáng kể (Hình 2d). Sau 60 phút phơi nhiễm, khả năng sống sót của nghiệm thức N-LPS 1:125 đã giảm so với đối chứng SSS, trong khi khả năng sống sót của nghiệm thức B-CON 1:125 thấp hơn tất cả các nghiệm thức khác ngoại trừ N-LPS 1:125.
Kết quả về giải trình tự RNA
Trình tự RNA được thực hiện trên các mẫu được thu thập từ các nghiệm thức N-LPS 1:125 và B-CON 1:125 từ mọi thời điểm (15, 30 và 60 phút). Tỷ lệ ánh xạ tới bản phiên mã tôm sú là 91,75% và sau khi lọc các bản phiên mã có độ phong phú thấp, tổng số bản phiên mã được sử dụng để phân tích là 44.317. Sử dụng mức độ phong phú của bản phiên mã được chuẩn hóa của từng mẫu, khoảng cách mẫu phân cụm theo cấp bậc và PCA cho thấy phản ứng phiên mã tế bào máu được điều khiển chủ yếu bởi nghiệm thức kích thích (phương sai PC1: 49%) mà còn bởi thời gian tiếp xúc (phương sai PC2: 23%).
So sánh theo cặp về biểu hiện khác biệt của bảng điểm được thực hiện giữa các nghiệm thức N-LPS và B-CON tại mỗi thời điểm. Hầu hết các bản sao DE trên tất cả các thời điểm đều được điều chỉnh tăng (172 so với 22 được điều chỉnh giảm) và số lượng bản sao DE tăng lên theo thời gian tiếp xúc. Có 47, 104 và 149 bản phiên mã được điều chỉnh tăng trong xử lý N-LPS so với đối chứng ở mức 15, 30 và 60 phút tương ứng. Nhiều bản ghi được điều chỉnh tăng ở mức 15 và 30 phút, cũng được điều chỉnh tăng ở mức 60 phút. Có 9, 5 và 8 bản sao DE được điều chỉnh giảm trong xử lý N-LPS ở các điểm thời gian 15, 30 và 60 phút tương ứng và tất cả đều là duy nhất cho từng điểm thời gian.
Bản đồ nhiệt của 72 bản phiên mã có chú thích SwissProt được điều chỉnh tăng đáng kể, trên cả ba thời điểm, trong các tế bào máu được kích thích bằng N-LPS so với đối chứng. Nhiều bản phiên mã trong số này có các chú thích trùng nhau hoặc giống nhau, như SERPINS, hormone tăng đường huyết của loài giáp xác, quy định NOTCH và chất điều hòa oxy hóa khử. Nhìn chung, phản hồi biểu thức thay đổi lần tăng lên khi thời gian tiếp xúc với N-LPS lâu hơn.
Tóm lại, nghiên cứu này chứng minh rằng thành phần lipopolysaccharide của Novacq™ có khả năng tạo ra tác dụng kích thích miễn dịch mạnh mẽ đối với các tế bào máu của tôm. Tương tự như các loại lipopolysaccharide khác, chiết xuất phụ gia Novacq™ đã kích hoạt hệ thống PO một cách nhanh chóng và có cường độ cao hơn so với E-LPS được sử dụng hoặc B-CON. RNAseq cho thấy sự điều chỉnh tăng cường của các gen liên quan đến việc điều chế và kiểm soát hệ thống miễn dịch. Đây là nghiên cứu đầu tiên chứng minh tác dụng kích thích miễn dịch của Novacq™ và cung cấp thêm bằng chứng hỗ trợ rằng việc bổ sung Novacq™ vào chế độ ăn uống có thể mang lại lợi ích sức khỏe tích cực cho tôm.
Th.S Chinh Lê (Lược dịch)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
