Mầm bệnh virus đốm trắng xâm nhập vào tôm qua cơ quan bài tiết nephrocomplex

Virus gây bệnh đốm trắng và các mầm bệnh khác từ vi khuẩn là nguyên nhân chính gây thiệt hại cho ngày nuôi tôm, tác động từ bệnh đốm trắng ước tính là 10% hàng năm và khoảng 20% do các bệnh vi khuẩn khác. Virus và vi khuẩn vì thế là yếu tố cản trở nguồn cung lương thực toàn cầu, vì thế nó luôn nhận được sự quan tâm từ các nhà khoa học.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét các con đường xâm nhập của virus đốm trắng vào tôm nhưng vẫn còn nhiều tranh luận về việc “cánh cổng” nào là nơi chính xác nhất để virus đốm trắng “bước vào”.

Râu tôm đã được báo cáo là một trong những cơ quan đầu tiên bị nhiễm bệnh đốm trắng, và nghiên cứu trước đây đã chỉ ra một số mầm bệnh hiện diện tại râu của động vật giáp xác. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có bằng chứng nào cho thấy râu tôm có thể là một cổng xâm nhập của các mầm bệnh và là nơi nhân bản chính của virus.

Bài viết này - được điều chỉnh và tóm tắt từ ấn phẩm gốc (De Gryse, GMA et al. 2020. Nephrocomplex ở tôm đóng vai trò như một cổng chính để mầm bệnh xâm nhập và tham gia vào quá trình lột xác) - báo cáo về vai trò của râu như một con đường xâm nhập mầm bệnh và có thể đó là nơi nhân bản chính của virus đốm trắng lẫn vibrio.

Kết quả và thảo luận

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khám phá đầy đủ về giải phẫu của tuyến râu tôm. Kết quả của chúng tôi cho thấy cơ quan này có sự phân bố rộng hơn đáng kể trên khắp phần đầu ngực của tôm và nó là một cấu trúc phức tạp hơn nhiều so với những gì chúng ta từng biết. Nghiên cứu cho thấy rằng “tuyến ăng-ten” (tuyến râu) là một “cánh cổng hoàn hảo” cho sự xâm nhập của mầm bệnh và sự phân bố rộng rãi của nó ở phần đầu ngựa dẫn đến sự tiếp xúc chặt chẽ với tất cả các cơ quan nhạy cảm với virus đốm trắng như: hệ thần kinh, đường tiêu hóa, cơ quan bạch huyết, mang, gan tụy. Chỉ có trái tim là không tiếp xúc chặt chẽ với tuyến ăng-ten.

Cấu trúc của tuyến ăng-ten không có lớp lót biểu bì vì vậy nó “cho phép” mầm bệnh xâm nhập nhanh vào hệ thống bạch huyết của tôm. Do sự phân bố rộng lớn của tuyến râu trong “bộ phận đầu não” và vì chúng có chức năng như một cơ quan bài tiết, chúng tôi đề xuất một tên mới cho cơ quan này là: nephrocomplex. Tiền tố “nephron” là từ tiếng Hy Lạp gốc “nephros,” nó có nghĩa là thận, và hậu tố “complex” là do số lượng lớn và đa dạng của các cơ quan nhỏ trong cơ quan bài tiết này. Hơn nữa, có vẻ như việc lấp đầy các bộ phận nhất định của nephrocomplex có liên quan đến quá trình lột xác và có khả năng đóng những vai trò cơ học quan trọng trong quá trình này.

Các thí nghiệm chi tiết bằng cách gây bệnh trên tôm qua con đường tiêm chứng minh rằng sự lây nhiễm mầm bệnh trong các túi (bladder) chứa nước của tôm (trong hệ thống nephrocomplex) hiệu quả như việc tiêm mầm bệnh vào cơ, vượt qua tất cả các hàng rào bảo vệ tự nhiên. Trong thí nghiệm về cơ chế sinh bệnh của chúng tôi, chúng tôi đã chứng minh rõ ràng rằng, khi bị lây nhiễm qua nephropore, WSSV đầu tiên nhân lên trong các túi và sau đó lan ra khắp cơ thể. Điều này chứng minh khả năng và hiệu quả lây lan của virus từ các mô của nephrocomplex vào “hemocoel” (đó là các khoang hoặc một loạt các khoảng không giữa các cơ quan của hầu hết các loài động vật chân đốt và động vật thân mềm mà máu hoặc bạch huyết lưu thông), và từ đó virus có thể lây nhiễm sang tất cả các cơ quan nhạy cảm khác.

Việc giảm độ mặn đã được chứng minh là có thể tạo điều kiện cho sự lây nhiễm WSSV. Chúng tôi nhận thấy rằng, trong những điều kiện như vậy, phần nước thoát ra từ tôm có kết quả xét nghiệm dương tính với WSSV. Tuy nhiên, để cung cấp bằng chứng chắc chắn rằng nephrocomplex hoạt động như một cổng vào tự nhiên, cần phải có bằng chứng về sự xâm nhập của mầm bệnh.

Tình trạng giảm độ mặn đột ngột, dẫn đến sự thoát nước thường xuyên qua van của hệ thống nephrocomplex (và do đó thường xuyên mở ống thận), là một tình trạng như vậy. Do vai trò của nephrocomplex trong việc điều chỉnh lượng hemocoel, độ mặn giảm đột ngột sẽ thúc đẩy tôm sản xuất và thải nước ra ngoài với số lượng nhiều hơn và tần suất cao hơn. Điều này và các phát hiện khác từ nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho việc nephrocomplex là một cổng chính xâm nhập mầm bệnh.

Quan điểm

Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy nephrocomplex, trước đây được gọi là tuyến ăng-ten, phức tạp hơn nhiều so với giả định trước đây. Giải phẫu, hình thái và cấu trúc tế bào của nó là tối ưu để cơ quan bài tiết này trở thành cổng xâm nhập chính của mầm bệnh. Ngoài ra, các mối liên hệ với quá trình lột xác đã được tìm thấy bằng cách sử dụng kính hiển vi cộng hưởng từ (μMRI), một công nghệ hình ảnh hiển vi ở quy mô micromet.

Ngoài ra, chức năng niêm phong của các van thận đã được kiểm tra và phát hiện ra là một rào cản mầm bệnh hiệu quả. Tuy nhiên, người ta đã chứng minh rằng, khi kết thúc quá trình, chức năng bài tiết nước này sẽ bị tổn hại trong một thời gian ngắn. Do đó, trong điều kiện bài tiết thường xuyên (độ mặn giảm đột ngột trong khi mưa gió mùa lớn, lột xác) kết hợp với lượng virus cao trong môi trường, nephrocomplex phải được coi là một cổng chính của mầm bệnh xâm nhập.

Những phát hiện trong nghiên cứu của chúng tôi sẽ tạo ra một sự thay đổi lớn trong nghiên cứu mầm bệnh trên tôm, đặc biệt là trong lĩnh vực WSSV, nơi mà tất cả các phát hiện hiện tại, cho đến nay, chỉ dựa trên việc tiêm cơ. Các nghiên cứu về sinh bệnh học và miễn dịch của WSSV phải được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp cấy vào các túi nước hoặc thông qua ngâm khi giảm độ mặn. Ngoài ra, việc xác định nephrocomplex như một cổng xâm nhập mầm bệnh sẽ tập trung vào việc tìm kiếm các biện pháp kiểm soát đối với cơ quan này. Nó cũng sẽ cho phép một chương trình nhân giống trực tiếp để kháng mầm bệnh.

Cuối cùng, nó xác nhận quan sát thực nghiệm của những người nuôi tôm rằng thời kỳ mưa lớn có liên quan đến sự bùng phát lớn của bệnh nhiễm trùng trong các ao nuôi ngoài trời.

Theo https://www.globalseafood.org