Nghiên cứu do Đại học Bristol dẫn đầu đã xác định được một phân tử tự nhiên trong ruột có thể tăng cường phản ứng miễn dịch của gà chống lại nhiều loại nhiễm trùng do vi khuẩn. Phát hiện đột phá này, được công bố trên Tạp chí Miễn dịch học vào ngày 12 tháng 8, khám phá một phương pháp tiềm năng hướng tới nông nghiệp bền vững và cuộc chiến toàn cầu chống lại tình trạng kháng kháng sinh.
Từ lâu, việc bảo vệ vật nuôi khỏi các mầm bệnh phổ biến như Salmonella và E. coli gây bệnh ở gia cầm (APEC) mà không cần phụ thuộc quá nhiều vào kháng sinh đã là một thách thức trong nông nghiệp. Việc lạm dụng các loại thuốc này trong chăn nuôi góp phần trực tiếp vào cuộc khủng hoảng kháng kháng sinh (AMR) toàn cầu, đe dọa cả y học thú y và y học con người.
NATRI BUTYRAT VÀ HỆ MIỄN DỊCH
CỦA GÀ Sử dụng các tế bào miễn dịch nguyên phát và các dòng tế bào của gà, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu cách natri butyrat, một axit béo chuỗi ngắn được sản sinh tự nhiên bởi vi khuẩn đường ruột, hoạt động như một chất lập trình hệ thống miễn dịch. Theo Đại học Bristol, bằng cách cho các tế bào miễn dịch đang phát triển, được gọi là đại thực bào, tiếp xúc với hợp chất này, các nhà nghiên cứu đã huấn luyện thành công hệ thống miễn dịch tự nhiên của gà để chống lại các bệnh nhiễm trùng trong tương lai.
Không giống như các chất huấn luyện miễn dịch truyền thống gây ra tình trạng viêm nhiễm làm tổn thương mô nghiêm trọng, natri butyrat hoạt động theo một con đường thay thế, sạch hơn. Theo nghiên cứu, nó khuyến khích các tế bào sử dụng một cuộc tấn công nội bộ chính xác theo hai hướng: tăng cường sản xuất các phân tử oxy gây hại (các loại oxy phản ứng) và đẩy nhanh quá trình "tự thực bào", một quá trình tự làm sạch tế bào giúp bẫy và tiêu hóa các vi trùng xâm nhập.
PHẢN ỨNG MIỄN DỊCH CHỐNG LẠI CÁC TÁC NHÂN GÂY BỆNH VI KHUẨN
Nghiên cứu cho thấy các tế bào miễn dịch được lập trình lại ở gà đã thể hiện sự gia tăng đáng kể khả năng tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn nguy hiểm, bao gồm nhiều chủng E. coli , Salmonella , Pseudomonas aeruginosa và Staphylococcus aureus .
“Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy khả năng miễn dịch được huấn luyện tồn tại trên một phạm vi kiểu hình rộng hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây,” Giáo sư Shahriar Behboudi , Giáo sư Miễn dịch học tại Trường Thú y Bristol và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. “Bằng cách chứng minh rằng một chất chuyển hóa tự nhiên trong ruột có thể lập trình các tế bào miễn dịch thông qua một trục thay thế, không gây viêm, chúng tôi mở ra những khả năng mới đầy hứa hẹn để tăng cường sức khỏe động vật một cách tự nhiên, mà không gây ra tác hại phụ của tình trạng viêm quá mức.”
“Sự lây lan ngày càng tăng của các bệnh ở gà là một mối lo ngại lớn. Các bệnh do vi khuẩn gây ra những vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe và phúc lợi động vật trong chăn nuôi gia cầm, dẫn đến thiệt hại kinh tế nặng nề và tiềm ẩn nguy cơ gián đoạn chuỗi cung ứng thực phẩm của chúng ta”, Tiến sĩ James Adams, Nghiên cứu viên tại Trường Thú y thuộc Đại học Surrey và là tác giả chính của bài báo, cho biết thêm. “Kháng thuốc kháng sinh đang làm phức tạp việc quản lý bệnh ở gia cầm. Do đó, điều quan trọng là chúng ta phải phát triển các phương pháp mới để kiểm soát nhiễm trùng do vi khuẩn ở gia cầm.”
THỜI ĐIỂM TÁI LẬP TRÌNH HỆ THỐNG MIỄN DỊCH
Nghiên cứu cũng tìm ra khung thời gian mà trong đó quá trình tái lập trình hệ thống miễn dịch diễn ra. Việc nâng cấp hệ thống miễn dịch chỉ xảy ra nếu phân tử được đưa vào trong giai đoạn đầu, giai đoạn dễ uốn nắn của quá trình phát triển tế bào miễn dịch. Khi áp dụng cho các tế bào đã trưởng thành hoàn toàn, phương pháp điều trị này không cải thiện được khả năng chống bệnh của chúng, cung cấp thông tin về cách thức cần phải xác định thời điểm áp dụng phương pháp này trong thực tiễn chăn nuôi.
Ý NGHĨA TIỀM NĂNG ĐỐI VỚI SẢN XUẤT GIA CẦM
Đại học Bristol cho biết, những phát hiện của nghiên cứu này cung cấp một khuôn khổ quan trọng giúp ngành công nghiệp gia cầm và các nhà hoạch định chính sách thiết kế các hệ thống chăn nuôi thân thiện với môi trường. Vì gia cầm là nguồn thực phẩm chính trên toàn cầu, việc bảo vệ đàn gia cầm khỏi dịch bệnh bằng cách sử dụng các hợp chất chuyển hóa tự nhiên là điều cần thiết cho cả an ninh lương thực và phát triển bền vững.
Nhóm nghiên cứu hy vọng những phát hiện này sẽ mở đường cho các chiến lược mới về sức khỏe đường ruột trong nông nghiệp hàng ngày, cải thiện phúc lợi động vật và giảm sự phụ thuộc của thế giới vào thuốc kháng sinh.
Nghiên cứu hợp tác này, do Đại học Bristol, Đại học Surrey và Viện Pirbright dẫn đầu, được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Sinh học và Công nghệ Sinh học (BBSRC) và Quỹ Nghiên cứu và Giáo dục của Ban Tiếp thị Trứng Anh.