“Một vi khuẩn probiotic có thể cứu rạn san hô Florida đang chết”

Kể từ năm 2014, một căn bệnh lây truyền qua đường nước có tên là bệnh mất mô san hô dạng đá (SCTLD) đã giết chết diện rộng các rạn san hô của Florida, là rạn san hô sống duy nhất ở Bắc Mỹ. Cho đến nay SCTLD đã lây nhiễm các quần thể san hô bao gồm hai chục loài san hô được tìm thấy trên khắp các bờ biển của 22 quốc gia ở Caribe. Điều đáng ngạc nhiên hơn nữa là không ai biết về nguồn gốc thực sự của sự lây nhiễm san hô bí ẩn này.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia Smithsonian gần đây đã công bố một nghiên cứu trong đó họ tạo ra một loại vi khuẩn có lợi có thể điều trị nhiễm trùng SCTLD và ngăn chúng lây lan thêm.

Hệ sinh thái rạn san hô là điểm nóng về đa dạng sinh học, có giá trị sinh thái rất cao. Chúng là nơi sinh sống của một số lượng lớn cá và các loài sinh vật biển khác. Hơn nữa, đồng thời, nó còn bảo vệ bờ biển khỏi xói lở, sóng và bão gây hại. Nhiều doanh nghiệp và cộng đồng phụ thuộc vào đánh cá, giải trí và du lịch hàng hải không thể phát triển nếu không có các rạn san hô.

Trong vòng 50 đến 70 năm qua, hành tinh của chúng ta đã mất hơn 50% hệ sinh thái san hô do ô nhiễm nước, tẩy trắng san hô và axit hóa đại dương. Thật không may, một nửa số rạn san hô còn lại cũng đang phải vật lộn để tồn tại do biến đổi khí hậu, và giờ đây có một mối đe dọa mới dưới dạng SCTLD sẽ quét sạch các rạn san hô hàng trăm năm tuổi trong một tháng. Theo các nhà nghiên cứu Smithsonian, SCTLD có thể là đợt bùng phát san hô tàn phá nhất từng được ghi nhận trong lịch sử loài người.

Valerie J. Paul, một trong những tác giả của nghiên cứu và Giám đốc Trạm Hàng hải Smithsonian ở Fort Pierce, Florida, cho biết “Điều đó thực sự khủng khiếp, nó chỉ ăn mô san hô. Các mô sống chùng xuống và tất cả những gì còn lại là một bộ xương canxi cacbonat màu trắng.” Ông nói thêm: “Nó có thể giết chết san hô hàng trăm năm tuổi trong một tháng. Chúng tôi phải làm mọi thứ có thể để giúp họ để họ không biến mất.”

Làm thế nào chế phẩm sinh học vi khuẩn có thể cứu san hô

Một số nghiên cứu trước đây đã tiết lộ rằng việc điều trị bằng thuốc kháng sinh như amoxicillin cũng có thể mang lại kết quả khả quan đối với nhiễm trùng SCTLD. Hiện tại, những loại kháng sinh này là lựa chọn điều trị duy nhất cho SCTLD. Theo các tác giả của nghiên cứu, hiệu quả của thuốc kháng sinh chống lại căn bệnh này ngụ ý rằng vi khuẩn gây bệnh cũng đóng một vai trò trong sự lây lan của nó. Họ cũng chỉ ra rằng ngoài việc hỗ trợ động vật biển, các rạn san hô còn chứa nhiều vi sinh vật và có thể một số vi khuẩn vật chủ có tác dụng bảo vệ chống lại mầm bệnh.

Để kiểm tra giả thuyết này, trước tiên các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm trong hồ cá, trong đó họ đặt nhiều loài san hô khỏe mạnh gần hoặc tiếp xúc với san hô bị nhiễm SCTLD. Họ ngạc nhiên khi thấy một số sỏi thận không bị nhiễm trùng. Valerie và nhóm của cô sau đó đã xác định được ba chủng vi khuẩn gây ra SCTLD và khoảng 222 chủng có thể cho thấy một số khả năng chống lại các mầm bệnh khác nhau.

Sau đó, 83 trong số 222 chủng được phát hiện là thực sự có hiệu quả chống lại các vi khuẩn có hại và trong số này cũng vậy, chỉ có một chủng vi khuẩn đặc biệt là McH1-7 cho thấy khả năng kiểm soát SCTLD. Các tác giả nghiên cứu đã tạo ra một loại hỗn hợp men vi sinh có chứa các chủng McH1-7 và thử nghiệm nó trên các loài san hô khác nhau. Chủng này có thể làm giảm hơn 60% sự phát triển của SCTLD trong 22 mảnh san hô sống và ngăn chặn thành công sự lây nhiễm lây lan, trong tất cả các thí nghiệm lan truyền.

“McH1-7 có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng đối với các chủng vi khuẩn liên quan đến SCTLD. McH1-7 đã bắt giữ hoặc làm chậm tiến triển của bệnh ở 68,2% số người mắc bệnh Montastraea cavernosa các mảnh vụn được xử lý và nó ngăn ngừa 100% sự lây truyền bệnh tật. Các nhà nghiên cứu cho biết McH1-7 là loại vi khuẩn có đặc điểm hóa học nhất cho san hô, là phương pháp dự phòng hiệu quả và điều trị trực tiếp đối với SCTLD phá hoại cũng như là một giải pháp thay thế tiềm năng cho việc sử dụng kháng sinh.

Đây chỉ là một lợi khuẩn, chúng ta cần nhiều hơn nữa

Probiotic được chuẩn bị bằng McH1-7 đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc ngăn ngừa nhiễm trùng SCTLD ở san hô sao lớn (Montastraea cavernosa) và một số loài san hô cứng khác. Các tác giả nghiên cứu không chắc liệu phương pháp điều trị tương tự có mang lại lợi ích cho tất cả các loài bị ảnh hưởng bởi SCTLD hay không. Họ gợi ý rằng họ có thể cần phát triển các chế phẩm sinh học mới để điều trị các loài khác nhau. Tuy nhiên, cách tiếp cận này vẫn tốt hơn so với điều trị bằng kháng sinh vì nó cũng có thể dẫn đến sự gia tăng mầm bệnh kháng kháng sinh ở san hô.

Các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng họ cũng cần cải thiện phương pháp xử lý bằng men vi sinh MCH 1-7 hiện tại vì nó rất tốn công và phức tạp. Họ được yêu cầu bao phủ san hô trong túi và tấm nhựa, sau đó phải tiêm một lượng men vi sinh vào từng san hô. Sự phá hoại của SCTLD đã lan rộng khắp 360 dặm lãnh thổ rạn san hô của Florida, và do đó cần có một phương pháp xử lý nhanh chóng và có thể mở rộng để giải quyết vấn đề. Hy vọng rằng các nhà khoa học có thể vượt qua tất cả những thách thức này bằng các nghiên cứu sâu hơn và các phương pháp điều trị bằng men vi sinh mới.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Sinh học truyền thông.