Có Thể Kiểm Soát Bệnh Sốt Rét Bằng “thuốc Trừ Sâu Sinh Học” Từ Nấm?

Nghiên cứu gần đây đã đưa đến triển vọng của việc sử dụng nấm gây bệnh cho côn trùng để kiểm soát bệnh lây truyền như sốt rét. Trong quá khứ, việc kiểm soát côn trùng gây hại trong cả hai lĩnh vực y tế và nông nghiệp nói chung đã có sự thành công nhất định. Câu hỏi đặt ra là bây giờ nó có thể tạo ra một công cụ an toàn, thân thiện với môi trường và giá rẻ cho việc kiểm soát bệnh sốt rét?

Một thành phần quan trọng của chiến lược phòng chống bệnh lây truyền như sốt rét và sốt xuất huyết là việc sử dụng hóa chất tiêu diệt các côn trùng. Tuy nhiên, các tiện ích của hóa chất bị hủy hoại bởi các vấn đề kháng hóa chất, ô nhiễm môi trường và nguy cơ đối với sức khỏe con người. Do đó, cách tiếp cận khác là phương pháp kiểm soát vector sốt rét, sốt xuất huyết bằng cách sử dụng “thuốc trừ sâu sinh học” dựa trên khả năng gây bệnh của nấm nội ký sinh.

Muỗi có thể bị nhiễm vi khuẩn, virus, sinh vật đơn bào và nấm nội ký sinh. Và trong trường hợp này, nấm có lẽ là phù hợp nhất, đóng vai trò như một thuốc trừ sâu sinh học vì nó không yêu cầu muỗi ăn nó. Thay vào đó, các loại nấm lây nhiễm do tiếp xúc bên ngoài với các chủ thể.

Nghiên cứu cho thấy, thời gian để tiêu diệt côn trùng sau khi bị nhiễm nấm từ 2 đến 5 ngày hoặc vài tuần, tùy thuộc vào sự lây nhiễm của côn trùng với tác nhân gây bệnh cũng như điều kiện môi trường. Nấm ký sinh côn trùng đa phần lây nhiễm trực tiếp khi côn trùng sử dụng thực vật bị nhiễm nấm làm thức ăn. Hay nói cách khác, nấm xâm nhiễm trực tiếp vào cơ thể côn trùng qua con đường tiêu hóa. Ngoài ra, qua quá trình tiếp xúc với thực vật bị nhiễm nấm, côn trùng cũng có thể bị lây nhiễm nấm qua đường hô hấp hoặc qua cơ quan sinh dục, nhưng phần lớn là qua lớp biểu bì của chúng. Tức là phải có sự tiếp xúc của bào tử nấm và bề mặt cơ thể côn trùng. Bào tử nấm bám vào bề mặt cơ thể vật chủ, khi đủ điều kiện độ ẩm, bào tử mọc mầm và xâm nhiễm vào bên trong cơ thể côn trùng qua lớp kitin.

Chu kỳ phát triển của nấm ký sinh côn trùng, như nấm Beauveria bassiana và Metarhizium anisopliae gồm các giai đoạn: Bào tử đính tiếp xúc với tầng cuticun của lớp vỏ vật chủ (Bằng chứng dễ nhận thấy nhất là khi thí nghiệm phòng trừ bao giờ phần mặt bụng của côn trùng, nơi có tầng cuticun mỏng hơn cũng là nơi nấm xâm nhiễm với số lượng lớn và phát triển mạnh hơn rất nhiều). Bào tử nảy mầm và sinh sản hình thành vòi và giác bám (cấu trúc cơ quan xâm nhập).

Sơ đồ cơ chế xâm nhiễm của nấm ký sinh côn trùng

Sự xâm nhập của bào tử đính là tổ hợp của sức ép cơ học và sự tác động của enzym phân giải tầng cuticun. Quá trình sinh trưởng bên trong xoang máu cơ thể vật chủ và sự sinh sản của bào tử đính làm vật chủ bị chết. Tầng cuticun của vỏ cơ thể vật chủ là tầng chống chịu đầu tiên trong việc bảo vệ chống lại sự xâm nhiễm của nấm và nó có vai trò quyết định tính chuyên hóa đặc hiệu của nấm. Nếu nấm phá vỡ được tầng cuticun thì sự xâm nhiễm thành công, sau đó phụ thuộc vào khả năng chiến thắng được phản ứng miễn dịch bẩm sinh ở vật chủ của nấm. Các loài muỗi có thể phản ứng lại sự xâm nhiễm này của nấm bằng cả hai phương thức là tế bào và thể dịch. Sự hình thành hoạt động miễn dịch càng sớm ở điểm phân giải bào tử đính trong suốt quá trình xâm nhập. Các loài nấm nói chung đều có hai phương thức để chiến thắng các phản ứng tự vệ của vật chủ: Sự phát triển của các dạng sinh trưởng giai đoạn tiềm ẩn là sự ngụy trang hữu hiệu từ các phản ứng tự vệ của côn trùng và sự sản xuất ra các chất miễn dịch phân hóa thuận nghịch của bộ phận ức chế hệ thống bảo vệ.

Vấn đề dùng nấm để tiêu diệt muỗi sốt rét trong thời gian gần đây đang được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm. Đây là một trong những khả năng có thể ứng dụng trong công cuộc loại trừ sốt rét và bảo vệ môi trường xanh.

ThS. Hoàng Thị Mai Anh(Lược dịch Can fungal biopesticides control malaria, https://www.era.lib.ed.ac.uk/handle/1842/2089)