CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT IgY TIỀM NĂNG VÀ ỨNG DỤNG TRONG THÚ Y VÀ THỦY SẢN

1. KHÁNG THỂ IGY LÀ GÌ?
IgY (immunoglobulin of the yolk) là các globulin miễn dịch mà gà mái sản xuất để bảo vệ gà con trong những tuần đầu tiên của cuộc đời chống lại các mầm bệnh đang xuất hiện. Chúng tương đương với immunoglobulin G trong sữa non của động vật có vú. IgY là một sản phẩm hoàn toàn tự nhiên.
Sơ lược về lịch sử ra đời vào năm 1893, Klemperer lần đầu tiên mô tả một thí nghiệm trong đó ông chứng minh rằng việc tiêm chủng của gà mái dẫn đến việc chuyển các kháng thể đặc hiệu vào lòng đỏ trứng. Thời điểm đó không có ứng dụng khoa học nào cho về lĩnh vực này, nhưng khi “phúc lợi động vật” trở thành một vấn đề nghiêm trọng quan tâm về mặt đạo đức đối với cộng đồng khoa học, kết quả của Klemperer đã thu hút được sự quan tâm. 
Trong 20 năm tiếp theo, ngày càng có nhiều các nhà nghiên cứu đã nhận ra tầm quan trọng của kết quả của Klemperer. Từ những năm 1980, kháng thể lòng đỏ trứng đã tìm thấy nhiều ứng dụng rộng rãi hơn. Từ năm 1996, công nghệ IgY do Tiến sĩ Claus Staak đã trở thành thuật ngữ được quốc tế chấp nhận để mô tả việc sản xuất và sử dụng IgY. Năm 1996 (Schade và cộng sự), một Trung tâm Châu Âu về Hội thảo xác nhận các phương pháp thay thế (ECVAM) khuyến nghị sử dụng IgY thay vì IgG của động vật có vú, để giảm thiểu sự đau đớn do việc lấy mẫu thu nhận kháng thể bằng cách xâm lấn. Năm 1999 công nghệ IgY đã được Cơ quan Thú y phê duyệt là phương pháp thay thế để “hỗ trợ phúc lợi động vật” ở  Thụy Sĩ.
Từ năm 2010 đến năm 2019, có 370 bằng sáng chế về IGY đã được cấp được nộp bởi các trung tâm nghiên cứu, trường đại học hoặc các công ty tư nhân; 56% trong số đó liên quan đến công dụng chữa bệnh, 33% liên quan đến chẩn đoán mục đích và 11% cho các phương pháp tinh sạch. Các ứng dụng bằng sáng chế điều trị bao gồm việc sử dụng trong y học cho người (63%) và thú y (37%). Trung Quốc và Hoa Kỳ Các quốc gia là quốc gia có số lượng đơn xin cấp bằng sáng chế lớn nhất.

2. LỢI ÍCH CỦA CÔNG NGHỆ IgY
Mục đích quan trọng nhất của “phúc lợi động vật” là giảm bớt các hành vi gây đau đớn cho động vật công nghệ IgY đáp ứng yêu cầu này, kháng thể thu nhận dễ dàng bằng phương pháp không xâm lấn dựa trên hành động đơn giản là thu thập trứng, thay vì phải lấy máu gây căng thẳng ở động vật để lấy huyết thanh. Công nghệ IgY còn mang lại lợi ích kinh tế vượt trội vì chi phí nuôi gà mái thấp hơn hơn cho thỏ cừu hoặc ngựa. 
Ngoài ra khả năng tạo ra kháng thể của một con gà mái gần tương ứng với khả năng tạo ra kháng của một loài động vật có vú lớn, chẳng hạn như cừu hoặc dê. Một con gà mái có thể được coi là một “nhà máy” nhỏ để sản xuất kháng thể, vì một con gà mái có thể sản xuất hơn 22,5g tổng IgY mỗi năm.
Số lượng lớn kháng thể có sẵn này mở ra cơ hội cho các lĩnh vực IgY mới các ứng dụng, chẳng hạn như liệu pháp miễn dịch và điều trị dự phòng miễn dịch áp dụng cho một số bệnh nhiễm trùng virus và vi khuẩn ứng dụng trong thú y, thủy sản và con người.
3. TẠI SAO IgY LẠI ỨC CHẾ ĐƯỢC MẦM BỆNH?
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng có thể tạo ra các IgY nhắm mục tiêu trực tiếp vào mầm bệnh. Các IgY này hoạt động bằng cách ngăn chặn các phân tử bám dính/độc lực của vi khuẩn hoặc bằng cách phủ lên toàn bộ thành tế bào vi khuẩn, ngăn chặn các chức năng sinh học của chính mầm bệnh. Một số cơ chế kháng lại mầm bệnh của IgY:
(1) Ức chế sự bám dính của vi sinh vật trên bề mặt tế bào.
(2) Ức chế sự xâm nhập của virus bằng cách ngăn chặn sự lây lan từ tế bào này sang tế bào khác. 
(3) Ngưng kết vi khuẩn dẫn đến vi khuẩn bất động và chết hoặc dễ dàng được thải xuống ruột. 
(4) Ức chế hoạt động của một số enzyme.
(5) Trung hòa hoạt động của độc tố.

4. ƯU ĐIỂM CỦA KHÁNG THỂ IgY

5. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA IgY 
Kháng thể IgY là nhân tố tiềm năng khắc phục tình trạng kháng kháng sinh
Nhiễm khuẩn là vấn đề đáng lo ngại về mặt kinh tế ở tất cả các giai đoạn chăn nuôi ở thú y và thủy sản và cũng là nguồn lây truyền các bệnh do thực phẩm gây ra cho con người.
Toàn bộ trứng hoặc lòng đỏ dạng bột đã được sử dụng trong thú y như một loại IgY rẻ tiền. nguồn để điều trị các bệnh đường ruột. Ví dụ nổi tiếng nhất về sự thành công. Việc sử dụng IgY để điều trị/ phòng ngừa là điều trị cho bê và heo con bằng các kháng thể đặc hiệu chống lại Escherichia coli (K88, K99), rotavirus và coronavirus. Những nghiên cứu này khẳng định rằng điều trị tiêu chảy ở bê và heo con bằng kháng thể lòng đỏ trứng đã đạt được kết quả đáng kể lợi ích phòng bệnh và chữa bệnh.
Sunwoo và cộng sự. (2002) đã chứng minh in vitro tác dụng ức chế tăng trưởng rõ rệt của IgY cụ thể trên E. coli O157:H7, cho thấy sự ức chế tăng trưởng thực sự là do sự gắn kết của IgY đặc hiệu với kháng nguyên bề mặt vi khuẩn, gây ra những thay đổi đáng kể trên bề mặt vi khuẩn. Một số nghiên cứu đã cho thấy IgY có hiệu quả trong việc kiểm soát nhiễm trùng E. coli. IgY đã được chứng minh là có tác dụng tăng cường sức khỏe đường ruột và hiệu suất tăng trưởng của gà thịt. Ngoài ra, điều trị nhiễm khuẩn Salmonella bằng IgY đặc hiệu được chứng minh là có hiệu quả.
Virus gây bệnh Gumboro (IBDV) là một loại virus ức chế miễn dịch rất dễ lây lan bệnh ở gà con, lây nhiễm vào túi Fabricius. Tác dụng của IgY đặc hiệu cho thấy khả năng chống lại IBDV cả trong phòng ngừa và điều trị bệnh. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để phát triển các chế phẩm IgY chống lại bệnh virus viêm gan vịt. Một loại thuốc thú y kháng thể lòng đỏ đã được cấp phép ở Trung Quốc để bảo vệ vịt con phòng bệnh viêm gan vịt bằng cách tiêm dưới da hoặc tiêm bắp tiêm (Gui-rong và Yun-ying 2011).
Một lĩnh vực ứng dụng nữa là dinh dưỡng động vật. Những động vật non, chẳng hạn như bê hoặc heo con, cũng như chó hoặc mèo non, được sinh ra với hệ thống miễn dịch chưa trưởng thành. Ngoài ra, nếu chúng bị thiếu sữa non của mẹ với số lượng và/hoặc chất lượng phù hợp, chúng sẽ bị thiếu hụt khả năng miễn dịch trong những tuần đầu đời và dễ bị nhiễm mầm bệnh trong môi trường. Thuốc kháng sinh đã được sử dụng dự phòng trong một thời gian dài để bảo vệ thú non trong giai đoạn quan trọng này. Với tình trạng kháng kháng sinh ngày càng tăng, phương pháp này hiện nay đang rất hạn chế được sử dụng. 
 

Công nghệ sản xuất kháng thể IgY ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản
Kháng thể IgY đã được phát triển thành công cho mục đích điều trị và phòng ngừa một số bệnh truyền nhiễm bệnh của động vật thủy sản. Việc lạm dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản đã gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng và sức đề kháng của mầm bệnh vi khuẩn, do đó đã gây ra các rào cản quốc tế đối với cá và kinh doanh nuôi trồng thuỷ sản. Kháng thể IgY là sự thay thế tiềm năng cho kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản.
Trong khi cá có hệ thống miễn dịch bẩm sinh và hệ thống miễn dịch thích ứng, loài giáp xác phụ thuộc hoàn toàn vào thống miễn dịch bẩm sinh để phòng vệ và do đó tiêm chủng không có hiệu quả Việc sử dụng miễn dịch thụ động trong nuôi trồng thủy sản cụ thể công nghệ IGY đang được quan tâm khá nhiều và có một số nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn.
Bệnh do virus đốm trắng (WSSV) gây ra, đây là một loại virus dsDNA phụ thuộc vào stress có khả năng gây tử vong cao và có khả năng gây chết cao. WSSV có bốn protein chính VP28, VP26, VP24 và VP19; VP19 và VP28 là các protein vỏ và VP28 đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn lây nhiễm ban đầu. Virus đốm trắng gây bệnh này có thể bị vô hiệu hóa bằng kháng thể IgY có nguồn gốc từ gà, được tạo ra để chống lại protein của VP28 và VP19 và do đó, IgY có thể được sử dụng cho các ứng dụng trị để ngăn ngừa nhiễm WSSV ở tôm.
Vibrio parahaemolyticus là tác nhân gây bệnh hoạt tử gan tụy cấp (AHPND) và có thể gây tử vong lên tới 100% ở giai đoạn post-larvae. Nghiên cứu của Gao 2016 cho thấy IgY đã được chứng minh là có tác dụng bảo vệ tôm khỏi bệnh do Vibrio parahaemolyticus
Edwardsiellosis là một bệnh ở cá gây ra bởi một loại mầm bệnh nghiêm trọng có tên là Edwardsiella tarda, lây nhiễm cả cá nuôi và cá tự nhiên. Các loài cá hoang dã và mầm bệnh này là mối đe dọa nghiêm trọng gây ra những hậu quả to lớn thiệt hại kinh tế cho ngành nuôi trồng thủy sản vì nó chủ yếu lây nhiễm các loài cá có giá trị kinh tế quan trọng. Ngoài ra cho đến hiện tại không có loại vắc xin thương mại nào chống lại E. tarda, do đó khiến việc kiểm soát bệnh trở nên khó khăn hơn (Javier 2012). Điều kiện môi trường mất cân bằng như nghèo chất lượng nước và stress, nhiệt độ nước cao và hàm lượng hữu cơ có lợi cho E. tarda. Kháng sinh đã được sử dụng để điều trị, phòng ngừa hoặc làm giảm bệnh Edwardsiellosis, tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi các loại kháng sinh như vậy trong các trang trại nuôi cá thương mại đã phát triển tính kháng vi khuẩn. Những vi khuẩn kháng thuốc này không chỉ nhân lên dưới điều kiện điều trị bằng kháng sinh mà còn chuyển gen kháng thuốc với những vi khuẩn chưa bao giờ tiếp xúc với kháng sinh. Nghiên cứu cho thấy kháng thể IgY có thể bảo vệ thụ động chống lại nhiễm trùng E. tarda.
Hiện tại một số sản phẩm có chứa kháng thể IgY đã được nghiên cứu và đã được thương mại hóa mang lại tính hiệu tích cực. Đây có thể là một giải pháp và các tiếp cận mới trong việc phòng ngừa và điều trị.