Phòng bệnh cho gia cầm bằng phương pháp dược sinh học

Tác động

Dược sinh học là những protein, acid nucleic (DNA, RNA, oligonucleotid) dùng để điều trị hoặc chẩn đoán và được sản xuất bằng công nghệ sinh học. Một trong các dược sinh học đang được sử dụng rộng rãi là interferon với doanh thu hàng năm khoảng 2,5 tỷ USD. Interferon được xem là cứu cánh cho các bệnh nan y do virus gây ra, thậm chí còn được xem là chất có thể ngăn ngừa một số bệnh ung thư.

Interferon có tác dụng chống virus bên trong tế bào, không có tác dụng chống virus bên ngoài tế bào; interferon không trực tiếp mà gián tiếp tác động lên virus. Khi tế bào bị virus tấn công thì tế bào đó tiết ra interferon “báo động”. Những tế bào lân cận khi nhận được tín hiệu interferon sẽ lập tức tiết ra một số lượng lớn enzyme PKR (Protein Kinase R) để “ra lệnh” giảm tổng hợp protein, phá hủy ARN của cả virus và của chính tế bào. Đồng thời, interferon sẽ khởi động quá trình sản sinh hàng trăm protein được gọi là các gen kích hoạt sản sinh interferon có khả năng kháng virus. Ngoài ra, inteferon còn giảm thiểu sự lây nhiễm của virus bằng cách tăng hoạt tính của protein p53 dẫn đến cơ chế tự chết của những tế bào bị nhiễm virus. Chức năng khác của interferons là tăng sự hiện diện của protein virus lên tế bào bạch cầu, giúp tăng khả năng miễn dịch toàn cơ thể; interferons gamma trực tiếp hoạt hóa những tế bào miễn dịch như đại thực bào, tế bào bạch huyết. Đối với nhiều virus, hiệu lực chính của interferon là ức chế sự tổng hợp protein virus.

Kết hợp vaccine và interferon có thể giúp giảm thiểu sự bùng phát các đại dịch cúm gia cầm Ảnh: USDA

Inteferon đóng vai trò là hàng rào bảo vệ đầu tiên của cơ thể chống lại virus và sự phát triển bất thường của tế bào. Nhìn chung, Inteferon có 7 hoạt tính sau: kháng virus, điều hòa miễn dịch, chống tăng sinh khối, kích thích sự biệt hóa tế bào, điều hòa sinh trưởng tế bào, giải độc, kháng đột biến. Từ 7 hoạt tính này, con người đã vận dụng vào việc bào chế các loại thuốc chữa bệnh an toàn và hiệu quả.

Trong chăn nuôi, tác dụng ngừa và chữa bệnh do virus gây ra của interferon đã được áp dụng rộng rãi và một trong những loại được nghiên cứu, sản xuất nhiều nhất là interferon gà. Ứng dụng nổi bật của interferon gà trong chăn nuôi là dùng để kháng bệnh tổng quát cho gà và sử dụng inteferon gamma để giúp tăng trọng.

Hiện, nhiều nước trên thế giới đang chú trọng đến hướng ứng dụng này nhằm giảm thiểu việc sử dụng kháng sinh và thuốc tăng trọng trong chăn nuôi vốn gây ra nhiều hiệu ứng không mong muốn. Kết hợp vaccine và interferon có thể giúp giảm thiểu sự bùng phát các đại dịch cúm gia cầm.

Lịch sử hình thành

Ứng dụng dược sinh học trong phòng, trị bệnh trên gia cầm bắt đầu được sáng chế vào đầu thập niên 1990. Tính đến 2013 thì có gần 240 sáng chế được đăng ký về lĩnh vực này, đặc biệt là các ứng dụng dược sinh học trong phòng trị bệnh trên gà. Các sáng chế trong lĩnh vực này được đăng ký bảo hộ ở Trung Quốc, Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Canada; thể hiện hai xu hướng chính là nghiên cứu và ứng dụng interferon và nghiên cứu và ứng dụng các protein tổng hợp khác như cytokine, interleukine, lymphokine, chemokine với tỷ lệ tương ứng là 66% và 34%.

 Trong 5 năm gần đây, các SC về sản xuất interferon trong phòng và chữa bệnh cho gia cầm hướng đến công nghệ vi sinh tái tổ hợp, phương pháp nhân giống, tạo đột biến, kỹ thuật di truyền… đăng ký đa số ở các quốc gia: Mỹ, Nga, Canada, Trung Quốc, Nhật, Hàn Quốc; phương pháp lên men, môi trường lên men để thu sinh khối, tách chiết interferon được đăng ký bảo hộ nhiều ở Trung Quốc và Mỹ.

Ứng dụng tại Việt Nam

Trong những năm qua, nhiều đơn vị của Việt Nam cũng đã ứng dụng sản xuất interferon. Điển hình là Trung tâm Công nghệ Sinh học TP. HCM đã triển khai nghiên cứu và đạt được những kết quả về interferon, đồng thời đưa ra hướng ứng dụng của dược sinh học này để phát triển ngành chăn nuôi của nước ta. Có thể kể đến các kết quả nghiên cứu đã đạt được như sau:

- Tạo inteferon alpha và gamma gà tái tổ hợp trên hệ thống Pichia pastoris: hai loại interferon gà được nhân dòng, chuyển nạp vào nấm men Pichia pastoris. Các dòng vi khuẩn chuyển gen tạo ra đã có thể sản xuất một lượng interferon ngoại bào ở mức cao, khoảng 1 g inteferon/l môi trường. Interferon chỉ cần qua sơ chế là có thể sử dụng an toàn, giá thành sản xuất thấp.

- Interferon gà tăng tính kháng virus Gumboro và Newcastle của trên gà: thử nghiệm hoạt tính kháng virus Gumboro và Newcastle trên tế bào in vitro và trên gà con cho thấy kết quả rất tốt. Khi kết hợp 2 loại interferon rồi nhỏ mũi cho gà con trước hay sau khi nhiễm virus đều cho kết quả tốt. Hệ số sống sót tương đối (RPS: Relative Percent Survival) của gà bị bệnh lên tới 80%. Điều đặc biệt là ngừa bệnh hay chữa trị cho gà đều có kết quả tốt.

- Interferon gà làm tăng khả năng đề kháng của vịt đối với virus viêm gan vịt: đối với interferon, đặc hiệu loài thường gây cản trở trên hiệu quả kháng virus khi sử dụng interferon của loài này cho loài khác. Tuy nhiên, do sự tương đồng cấu trúc của cùng một loại interferon trên các loài gia cầm khác nhau rất cao nên việc sử dụng interferon của loài này trên loài khác được cho là có hiệu quả. Ở nước ta, vịt là loại được nuôi nhiều thứ hai sau gà và những thử nghiệm sơ bộ sử dụng interferon gà kháng virus viêm gan cho vịt con ở Đồng bằng sông Cửu Long cho kết quả rất khả quan. Ngoài ra, kết quả về tăng trọng vịt sau 7 ngày thử nghiệm thể hiện rõ nét (38%) ở vịt cho uống interferon so với đối chứng. Kết quả này trùng với một số kết quả mà thế giới đã công bố.