Để giải quyết các vấn đề do kháng kháng sinh gây ra, nhiều quốc gia trên thế giới cấm sử dụng kháng sinh làm chất điều trị bệnh hoặc chất kích thích tăng trưởng cho vật nuôi. Do đó, cần có các giải pháp thay thế để giải quyết vấn đề này. Xạ khuẩn có thể là câu trả lời vì nó đã cho thấy những kết quả đáng khích lệ trong việc khắc phục trở ngại này trong chăn nuôi.
Thuốc kháng sinh được sử dụng lần đầu tiên vào những năm 1940 và được coi là phát minh tốt nhất của thế kỷ 20. Tuy nhiên, chỉ vài năm sau, vi khuẩn kháng thuốc xuất hiện nhanh chóng. Hiện nay, vào năm 2020, một loại vi khuẩn đa kháng thuốc có tên là" Superbug" đang đe dọa thế giới.
Năm 2014, Tổ chức Y tế Thế giới đã cảnh báo về sự nguy hiểm của việc sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi, lưu ý:" Nếu kháng sinh được thêm vào thức ăn chăn nuôi, nó sẽ tích tụ trong vật nuôi và cuối cùng ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch của con người thông qua chuỗi thức ăn."
Bacteriophage là một loại virus nhắm vào vi khuẩn và có thể là một phương pháp thay thế sử dụng AGP. Ảnh: Shutterstock
Cấm sử dụng kháng sinh
Để giảm việc sử dụng thuốc kháng sinh, EU đã cấm sử dụng AGP lần đầu tiên vào năm 2006. Tại Hàn Quốc, tất cả các chất kích thích tăng trưởng đã bị cấm từ nửa cuối năm 2011. Năm 2017, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ ( FDA) đã đề xuất một hướng dẫn mới cấm sử dụng AGP, và chỉ xem xét các đơn thuốc thú y, có tính đến phúc lợi và sức khỏe của động vật, nên sử dụng kháng sinh để điều trị bệnh.
Tuy nhiên, việc cấm sử dụng AGP trong chăn nuôi có thể gây ra các vấn đề như giảm hiệu quả sử dụng thức ăn, giảm tốc độ tăng trưởng và tỷ lệ tử vong cao hơn. Cả vi khuẩn phát triển và kiểm soát vật nuôi một cách hiệu quả đều cần đến các giải pháp thay thế AGP.
Vì vậy, có những lựa chọn nào khác để ngăn ngừa hiệu quả các vấn đề do kháng kháng sinh và các bệnh gia súc?
Phage: một&tự nhiên; phage"
Xạ khuẩn là một thực thể kháng khuẩn tự nhiên đã được sử dụng ngay cả trước khi thuốc kháng sinh được phát hiện. Với sự xuất hiện của vi khuẩn kháng thuốc, hiệu quả của thuốc kháng sinh bị giảm, và các vấn đề sức khỏe khác cũng đe dọa con người và động vật. Kể từ đó, vi khuẩn đã nhận được sự quan tâm rộng rãi như một giải pháp thay thế tiềm năng. Vậy đặc điểm và tác dụng của lợi khuẩn là gì?
Phage là loại virus nhắm vào vi khuẩn. Không giống như các vi rút có hại khác, vi khuẩn chỉ có thể nhận biết và tấn công vi khuẩn, và sẽ không ảnh hưởng hoặc gây hại cho con người hoặc các sinh vật khác. Nó là hạt riêng lẻ nhất (1031 hạt) trên Trái đất, và có thể tồn tại trong nhiều môi trường khác nhau, chẳng hạn như nước biển, nước ngọt, đất và thực phẩm.
Phage lây nhiễm vi khuẩn bằng cách gắn chúng vào màng tế bào vi khuẩn và tiêm thông tin di truyền của chúng vào vật chủ vi khuẩn. Sau đó, vi khuẩn sinh sôi bằng cách sử dụng máy móc ký chủ của vi khuẩn, khiến vi khuẩn bị ly giải thông qua các chu trình phân bào hoặc phân giải vi khuẩn. Dưới tác dụng này, vi khuẩn bị xạ khuẩn tiêu diệt (Hình 1). Ngược lại với thuốc kháng sinh, có thể không chọn lọc, vi khuẩn có tính đặc hiệu cao đối với vật chủ đích. Vì vi khuẩn có nhiều trong tự nhiên nên chúng có thể được phát triển trong một khoảng thời gian tương đối ngắn và với chi phí tương đối thấp so với phát triển kháng sinh thông thường.
Hình 1-Vòng đời của phage ly giải. Lợi khuẩn có thể tiêu diệt vi khuẩn mục tiêu một cách hiệu quả, và toàn bộ quá trình chỉ mất khoảng 20 phút.
Sự an toàn của việc sử dụng vi khuẩn đã được FDA Hoa Kỳ kiểm chứng, và được phê duyệt vào năm 2006 và được công nhận là GRAS (Generally Recognized Safety).
Từ những lợi thế đó, tiềm năng ứng dụng xạ khuẩn vào chăn nuôi ngày càng được quan tâm. Optipharm Inc. đang nỗ lực hết sức để phát triển và thương mại hóa một sản phẩm phage mới có tên là ProBe-Bac.
Giải pháp phage Optipharm' s
Sản phẩm được liên doanh giữa Optipharm Inc. và Pathway Intermediates nhằm cung cấp các giải pháp khác ngoài việc kiểm soát mầm bệnh. Phage định cư trong ruột của động vật bằng cách giảm số lượng vi sinh vật gây bệnh cụ thể, thúc đẩy sự tăng trưởng của động vật và cải thiện hiệu quả sử dụng thức ăn, và kiểm soát sự cân bằng quần thể của hệ thực vật đường ruột. Khi gia súc bị áp lực, hệ vi khuẩn đường ruột của hệ tiêu hóa sẽ bị phân hủy, điều này có lợi cho sự lây lan nhanh chóng của vi khuẩn gây bệnh, dẫn đến tiêu chảy và giảm hiệu quả sử dụng thức ăn. ProBe-Bac đã được phát triển để kiểm soát các vấn đề như vậy (Hình 2).
Có hai phiên bản của sản phẩm này: ProBe-Bac PE cho gia cầm và ProBe-Bac SE cho heo. Mỗi phiên bản chứa nhiều phage khác nhau.
1. ProBe-Bac PE có thể điều trị bệnh thương hàn, nhiễm khuẩn salmonella và tiêu chảy ở gia cầm.
2. ProBe-Bac SE nhắm vào các bệnh gây phù toàn thân, bệnh do colibacillosis, bệnh nhiễm khuẩn salmonella và bệnh tiêu chảy ở lợn.
Các phage ProBe-Bac sẽ lắng đọng trong ruột của động vật khi ăn vào, do đó cải thiện môi trường ruột, ức chế sự phát triển của vi sinh vật có hại và nâng cao hiệu quả sử dụng thức ăn.
Hình 2-Chế độ hoạt động ProBe-Bac. Bổ sung phage vào thức ăn và đưa vào động vật. Họ có thể kiểm soát bệnh tật bằng cách tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh.
Sản phẩm phage và kế hoạch tương lai
Optipharm là công ty chuyên thúc đẩy các giải pháp y sinh và sứ mệnh của nó là nâng cao chất lượng cuộc sống. Nó thực hiện các nghiên cứu khác nhau với các mục đích cụ thể khác nhau, chẳng hạn như phát triển và sản xuất các sản phẩm xạ khuẩn, chẩn đoán bệnh động vật, phát triển động vật biến đổi gen thông qua thao tác di truyền và phát triển vắc-xin sử dụng các hạt giống virus (VLP). Liên quan đến các sản phẩm phage, nhiều sản phẩm khác nhau đã được phát triển dưới nhiều hình thức khác nhau và mang lại kết quả đầy hứa hẹn cho động vật. So với các sản phẩm phage hiện có, ProBe-Bac mới được phát triển cải thiện tính ổn định bằng cách bổ sung các nguồn mới (kiểm soát tối đa hiệu quả của vi khuẩn gây bệnh).
Các nhà nghiên cứu đã phân lập lợi khuẩn Optipharm' để đảm bảo tính ưu việt về hiệu quả của nó. Các phage được sử dụng đã được phân lập từ các môi trường khác nhau, được làm sạch và phân tích để xác định đặc điểm của mỗi phage. Chúng được lựa chọn cẩn thận thông qua phân tích hình thái và di truyền. Các nghiên cứu về độ ổn định đã được tiến hành trong các phạm vi pH và nhiệt độ khác nhau, và khả năng tiêu diệt vi khuẩn của nó cũng đã được xác nhận. Ngoài ra, các thực khuẩn thể hiện hiệu quả tuyệt vời đã được thử nghiệm bằng cách ứng dụng trực tiếp lên động vật để đánh giá hiệu quả của chúng trong việc cải thiện môi trường đường ruột và các thông số tổng thể như tỷ lệ chết, tăng trọng và năng suất vật nuôi.
Hình 3-Optipharm có nhiều loại vi khuẩn khác nhau cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cao. Optipharm cũng đang tập trung vào endolysin được sản xuất bởi vi khuẩn.