Nano bạc được ứng dụng trong vacxine virus cho thú y (IBR/IPB, RVFV, H5N1, H5N2, Virus gây bệnh Newcastle (NDV), IBDV, FPV)

Vắc-xin virus thú y truyền thống, chẳng hạn như vắc-xin bất hoạt và vắc-xin sống giảm độc lực, đã đạt được thành công to lớn trong việc kiểm soát nhiều bệnh do vi-rút ở gia súc và gà trên toàn thế giới. Tuy nhiên, nhiều đợt bùng phát virus gần đây do các loại virus mới xuất hiện và tái xuất hiện khác nhau tiếp tục được báo cáo hàng năm trên toàn thế giới. Vì vậy cần thiết phải xây dựng các phác đồ kiểm soát mới. Nghiên cứu hạt nano đã nhận được sự quan tâm đáng kể trong hai thập kỷ qua như một nền tảng đầy hứa hẹn với những thành công đáng kể trong thú y, thay thế vắc-xin vectơ virus truyền thống. Tuy nhiên, lĩnh vực ứng dụng hạt nano vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Ở đây, chúng tôi thảo luận về các phương pháp chuẩn bị khác nhau, đặc điểm, tính chất vật lý, tác dụng kháng vi-rút và dược động học của các hạt nano được phát triển tốt cũng như tiềm năng của hạt nano hoặc vắc-xin nano bạc như một nền tảng chống vi-rút đầy hứa hẹn cho thuốc thú y.

(NANOCMM TECHNOLOGY)

Giới thiệu

Công nghệ nano là một lĩnh vực phát triển nhanh chóng kể từ năm 1974 và đã dẫn đến sự phát triển của nhiều hạt nano mới với đường kính trung bình từ 1 đến 100 nanomet (nm) [ 77 , 79 ]. Tiền tố nano có nguồn gốc từ tiếng Latin “nanus” có nghĩa là “rất nhỏ”, vì 1 nm tương ứng với 10 ^-9 mét (m) [ 77 ].

Hiện nay, công nghệ nano đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm nông nghiệp, kiểm soát nhiễm trùng [ 80 ] và y sinh [ 10 , 69 ]. Các hạt nano có một số đặc tính vật lý và sinh học, chẳng hạn như diện tích bề mặt lớn, đặc tính phản ứng được cải thiện, tỷ lệ kích thước trên thể tích khổng lồ, độ bền, hoạt tính sinh học, khả dụng sinh học, chiều dài hạt được điều chỉnh, giải phóng dược phẩm được quản lý, nhắm mục tiêu theo địa điểm cụ thể và phân phối theo quy định thuốc [ 49 ]. Hơn nữa, các hạt nano có thể xâm nhập vào tế bào, mô và cơ quan, khiến chúng trở thành công cụ phân phối thuốc hiệu quả [ 18 ]. Các sản phẩm thuốc khác nhau cũng có thể được gắn vào bề mặt của hạt nano [ 57 , 69 ]. Để khắc phục những vấn đề khó khăn, các phương pháp điều trị truyền thống có thể không đủ và cần phải xem xét các phương pháp tiếp cận mới, điều này có thể cung cấp những phát hiện và tiêu chí trong tương lai cho các vấn đề hiện tại [ 88 ].

Nền kinh tế của nhiều quốc gia dựa vào các ngành công nghiệp dựa trên động vật, và với sự xuất hiện của nhiều bệnh do virus, các phác đồ phòng ngừa và kiểm soát dịch bệnh mới là rất cần thiết [ 67 ). Công nghệ nano đã cho thấy tiềm năng đáng kinh ngạc trong việc tăng cường cung cấp thuốc và vắc xin trong lĩnh vực thú y [ 10 ]. Sự phát triển ngày càng tăng của lĩnh vực hạt nano sẽ dẫn đến sự phát triển các phương pháp trị liệu mới để chữa các bệnh nhiễm trùng do virus hoặc vi khuẩn, cũng như tăng cường khả năng chữa lành vết thương sâu.

Ngoài ra, các hạt nano mới được phát triển này có thể chuyển thuốc thành công đến các tế bào khác nhau để điều trị bệnh [ 15 , 50 ]. Một sự phát triển đáng kinh ngạc khác trong công nghệ nano là trị liệu nano, một kỹ thuật y tế tích hợp thuốc và chẩn đoán nhằm mục đích nâng cao hiệu quả của các loại thuốc hiện đang được sử dụng. Hơn nữa, sự tích hợp này mang lại cơ hội tuyệt vời để cải thiện và thiết kế các tác nhân này, cho phép thực hiện điều trị cũng như phương pháp phát hiện trước và trong quá trình điều trị [ 47 , 66 ]. Một trong những lĩnh vực tích cực và đáng khích lệ nhất của công nghệ nano là các sản phẩm dược phẩm nano, có nhiều ưu điểm trong thú y [ 59 , 100 ].

Ngoài ra, vật liệu nano đã được sử dụng làm tác nhân chống vi-rút trong nhiều nghiên cứu, với khoảng 27% tổng số ấn phẩm liên quan đến ứng dụng hạt nano trong khoa học y tế và sức khỏe, theo cơ sở dữ liệu kích thước http://www.dimensions.ai/ . Do tầm quan trọng của hạt nano, tổng quan này nhằm mục đích đề cập đến chủ đề hạt nano chống vi rút như là phương pháp điều trị mới và đầy hứa hẹn trong thú y.

Đặc tính của hạt nano

Đặc tính của hạt nano phụ thuộc vào các thông số đo như hình thái, kích thước hạt, tính kỵ nước bề mặt và điện tích bề mặt. Các kỹ thuật tiên tiến, chẳng hạn như kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) và kính hiển vi điện tử quét (SEM), Tán xạ ánh sáng động (DLS) có thể được sử dụng để đo kích thước hạt, hình thái học và sự phân bố kích thước hạt tương ứng. Các phương pháp mô tả đặc tính hạt nano phổ biến được tóm tắt và liệt kê trong Bảng 2. Điện tích bề mặt của hạt nano có tác động đáng kể đến tính ổn định vật lý và hiệu quả của polyme. Do đó, kỹ thuật thế zeta được sử dụng rộng rãi như một công cụ để đo gián tiếp điện tích bề mặt của hạt nano. Nó cũng có thể được sử dụng để đánh giá tính kỵ nước bề mặt và bản chất của vật liệu được bao bọc bên trong các viên nang nano hoặc được phủ lên bề mặt của chúng [ 74 ]. Mặt khác, một số kỹ thuật đã được sử dụng trong thập kỷ qua để đo tính kỵ nước bề mặt của các hạt nano, bao gồm cả sắc ký tương tác kỵ nước. Các kỹ thuật hiện đại như quang phổ tương quan photon tia X cho phép xác định các nhóm hóa học cụ thể trên bề mặt hạt nano, cũng như xác định tính kỵ nước của hạt nano [ 101 ].

Ngoài ra, một số kỹ thuật đã được sử dụng để xác định lượng thuốc và giải phóng thuốc, chẳng hạn như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) hoặc quang phổ tia cực tím (UV). Phương pháp HPLC được sử dụng để đo khả năng tải của thuốc liên hợp hạt nano, có thể được biểu thị bằng số mol thuốc trên mỗi mg polyme, mg thuốc trên mỗi mg polyme hoặc theo tỷ lệ phần trăm so với polyme [ 25 , 48 , 77 ].

Chuẩn bị hạt nano

Việc chế tạo các hạt nano thường dựa trên các đặc tính hóa học và vật lý của thuốc và polyme. Các hạt nano có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm polyme tổng hợp, polysacarit và protein. Tuy nhiên, một số yếu tố cần được xem xét trong quá trình lựa chọn polyme để sử dụng để phân phối thuốc, chẳng hạn như độc tính, kích thước hạt nano, tính kháng nguyên của sản phẩm cuối cùng, điện tích bề mặt, tính kỵ nước, khả năng tương thích sinh học và khả năng phân hủy sinh học [ 5 , 83 ]. Như được thảo luận dưới đây, các hạt nano thường được điều chế bằng phương pháp nhũ tương, tạo gel ion và trùng hợp.

Phương pháp nhũ tương

Sự phân tán của polyme tổng hợp với thuốc đang được nghiên cứu là cơ sở của quá trình này [ 17 ]. Kích thước của các hạt nano bị ảnh hưởng bởi nồng độ polymer, loại và nồng độ chất ổn định cũng như tốc độ khuấy trong quá trình chuẩn bị [ 93 ]. Phương pháp này có thể được sử dụng để điều chế thuốc ưa mỡ với tính linh hoạt có thể kết hợp với các phương pháp biến đổi khác nhau để điều chế chúng. Phương pháp này có thể được sửa đổi để thay đổi tính chất của hạt nano hoặc tạo điều kiện thích hợp cho thuốc ưa nước [ 4 ]. Những phương pháp biến đổi khác nhau này có thể bao gồm quá trình nhũ hóa tự phát để tạo thành nhũ tương dầu trong nước trong dầu [ 35 ] hoặc nhũ tương kép kết hợp với phương pháp bay hơi [ 58 ]. Một phương pháp khác, được gọi là muối hóa, bao gồm việc hòa tan thuốc và polyme trong dung môi có thể trộn được trong nước. Quy trình này có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng và đặc biệt hữu ích cho việc chuẩn bị các vật liệu nhạy cảm với nhiệt.

Phương pháp tạo gel hoặc đông tụ ion

Phương pháp này dựa trên việc chế tạo các hạt nano bằng cách trộn các hạt tích điện trái dấu [ 99 ]. Nó cũng thích hợp để điều chế hạt nano dựa trên polymer ưa nước. Hơn nữa, tương tác tĩnh điện mạnh giữa hai pha nước góp phần tạo ra chất kết tủa bằng phương pháp này [ 72 ].

Phương pháp trùng hợp

Trong phương pháp này, các phân tử hạt nano được tạo ra về mặt hóa học khi có mặt môi trường nước. Sau đó, thuốc ứng cử viên được thêm vào môi trường trùng hợp hoặc được hấp phụ lên các hạt nano sau khi hoàn thành quá trình trùng hợp. Quá trình trùng hợp sử dụng nhiều chất ổn định và chất hoạt động bề mặt khác nhau, thường được loại bỏ trong bước siêu ly tâm, sau đó là tái huyền phù các hạt trong môi trường không có chất hoạt động bề mặt. Kích thước viên nang nano mong muốn có thể đạt được bằng cách tối ưu hóa nồng độ chất hoạt động bề mặt và chất ổn định [ 33 , 96 ].

Vacxin nano và hạt nano kháng virus trong thú y

Hiệu quả của hạt nano chống lại virus vật nuôi

Virus lở mồm long móng (FMDV) là một bệnh truyền nhiễm cấp tính do virus lở mồm long móng (FMDV) gây ra, một loại virus RNA thuộc họ Picornaviridae . FMDV gây bệnh ở bò, cừu, dê, lợn, hươu và các động vật khác có móng guốc chia đôi [ 11 , 24 , 43 , 68 , 70 ]. Vắc-xin FMDV bất hoạt đã được chứng minh là một phần trong các biện pháp thực hành tốt nhất để phòng ngừa và kiểm soát kể từ những năm 1990. Tuy nhiên, khả năng virus thoát ra khỏi các cơ sở sản xuất có thể gây ra sự lây lan không lường trước được của bệnh [ 86 ].

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hạt nano vàng có thể là một chất bổ trợ tuyệt vời khi kết hợp với các vắc xin FMDV hiện tại vì chúng có thể kích thích cả con đường truyền tín hiệu yếu tố hạt nhân kappa-ánh sáng-chuỗi của các tế bào B hoạt hóa (NF-κB) và sản xuất các cytokine và tế bào T gây độc tế bào cụ thể [ 98 ]. Theo một nghiên cứu gần đây, sự kết hợp giữa các hạt nano sao vàng tổng hợp (AuSN) với các hạt giống FMDV (VLP) đã dẫn đến sự hình thành phức hợp VLP-AuSN không độc hại trong các dòng tế bào khác nhau được thử nghiệm. Hơn nữa, một phân tích cơ học chi tiết cho thấy rằng AuSN có thể thúc đẩy một cách hiệu quả sự xâm nhập của VLP FMDV vào tế bào và cải thiện hoạt hóa đại thực bào khi so sánh với chỉ riêng FMD VLP [ 98 ]. Hơn nữa, tỷ lệ bảo vệ ở nhóm được bổ trợ AuSN được nhận thấy là cao hơn đáng kể sau thử thách vi-rút so với nhóm được bổ trợ bằng dầu khoáng truyền thống (ISA206). Điều này rất hứa hẹn vì trong tương lai chúng ta có thể sử dụng vắc-xin nano liều thấp hơn để chống lại bệnh FMD, do đó giảm chi phí sản xuất và tạo điều kiện phân phối nhanh chóng và rộng rãi đến các quốc gia khác nhau.

Một nhóm khác báo cáo rằng việc tiêm các hạt nano vàng kết hợp với một peptide tổng hợp VP1 tương ứng với protein Capsid của FMDV với chất bổ trợ Freund hoàn chỉnh đã dẫn đến việc sản xuất kháng thể tối đa ở chuột lang, tăng sản xuất gamma interferon (IFN-γ) và tăng cường hoạt động của đại thực bào phúc mạc. Điều thú vị là, trong cùng một nghiên cứu, việc sử dụng các hạt nano vàng làm chất mang hapten đã làm tăng phản ứng miễn dịch ngay cả khi không sử dụng đầy đủ chất bổ trợ Freund [ 26 ].

Virus sốt Thung lũng Rift (RVFV) là một loại vi-rút lây truyền qua muỗi, gây bệnh tàn khốc ở động vật nhai lại và có thể truyền sang người. Ở người, RVFV gây ra bệnh giống cúm, nhưng nó cũng có thể dẫn đến một tình huống phức tạp hơn với tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao [ 44 ]. Hiện tại, không có loại vắc xin RVFV nào được cấp phép sử dụng cho người. Vì vậy, việc điều trị hiệu quả là rất cần thiết. Các hạt nano bạc từ lâu đã được báo cáo là có hoạt tính kháng vi-rút mạnh chống lại nhiều loại vi-rút thuộc các họ khác nhau [ 82 ].

Một báo cáo gần đây cho thấy ứng dụng tiềm năng của hạt nano bạc để kiểm soát RVFV trong đó hạt nano bạc được bào chế dưới dạng Argovit™ [ 13 ]. Hoạt tính chống vi-rút của Argovit được đánh giá theo hai cách: in vitro trên tế bào Vero và in vivo ở chuột thiếu thụ thể loại I-interferon. Đầu tiên, nồng độ Argovit khác nhau được thêm vào các tế bào đã bị nhiễm RVFV trước đó hoặc được tiêm cho động vật bị nhiễm RVFV với liều gây chết người. Thứ hai, RVFV được ủ trước với các nồng độ Argovit khác nhau trước khi cấy vào chuột và/hoặc tế bào Vero. Khả năng Argovit kiểm soát sự lây nhiễm RVFV còn hạn chế. Tuy nhiên, việc ủ vi-rút bằng Argovit trước khi lây nhiễm dẫn đến giảm đáng kể khả năng lây nhiễm RVFV trong cả thí nghiệm in vivo và in vitro [ 13 ].

Virus herpes bò gây Viêm mũi khí quản truyền nhiễm ở bò/viêm bao quy đầu mụn mủ truyền nhiễm (IBR/IPB) là một bệnh do virus rất dễ lây lan do bovine herpesvirus type 1 (BoHV-1), một loại virus DNA sợi kép thuộc họ Herpesviridae gây ra . Loại virus này lây nhiễm sang trâu bò trên toàn thế giới, dẫn đến thiệt hại kinh tế đáng kể [ 56 ]. Một nghiên cứu gần đây cho thấy các hạt nano bạc (Ag-NP) ở liều 24 μg/mL ở mức độ trung bình có thể ức chế sự lây nhiễm virus trong các tế bào MDBK [ 28 ].

Virus gây bệnh động vật nhai lại Peste des petits (PPRV) là một bệnh do virus xuyên biên giới rất dễ lây lan, chủ yếu ảnh hưởng đến cừu và dê. PPR là bệnh lưu hành ở Ai Cập, gây thiệt hại lớn về kinh tế cũng như tỷ lệ mắc bệnh và tử vong cao (lên tới 100%) ở đàn bị ảnh hưởng [ 30 ]. Căn bệnh này do PPRV gây ra, một loại virus RNA chuỗi đơn có ý nghĩa tiêu cực thuộc chi Morbillivirus , phân họ Orthoparamyxovirinae , họ Paramyxoviridae [ 85 ]. Vắc xin PPRV hiện nay trên thị trường là vắc xin nuôi cấy tế bào sống giảm độc lực nhưng không cho thấy thành công trong việc kiểm soát dịch bệnh trên toàn thế giới do không đủ độ bao phủ, vắc xin không ổn định (đặc biệt là ở các nước cận nhiệt đới), khả năng bảo vệ thấp trong dịch bệnh và chéo kém. bảo vệ giữa các chủng PPRV lưu hành trên đồng ruộng và các chủng vắc xin [ 64 ]. Một nghiên cứu đã báo cáo hoạt động in vitro của hạt nano bạc (SNP) đối với nhiễm PPRV trong tế bào Vero, trong đó nano bạc ức chế đáng kể sự xâm nhập của virus ở nồng độ ức chế tối thiểu là 11,11 µg/ml bằng cách tương tác với bề mặt và lõi virion, nhưng chúng không có tác dụng tác dụng diệt virus trực tiếp lên các virion không có tế bào. Nano bạc cho thấy độ ổn định cao hơn sau khi bảo quản ở 37°C trong bảy ngày [ 61 ].

Hiệu quả của hạt nano chống lại virus gia cầm

Virus cúm gia cầm (AIV) là một loại virus rất dễ lây lan, gây ra tỷ lệ mắc bệnh và tử vong đáng kể ở quần thể gia cầm và một số chủng có thể gây ra mối đe dọa đại dịch cho con người [ 34 , 94 ]. Mặc dù đã sử dụng rộng rãi một số loại vắc xin AIV bất hoạt nhưng chúng đã được chứng minh là không hiệu quả, đòi hỏi phải phát triển công nghệ mới để cải thiện khả năng miễn dịch và nâng cao hiệu quả của chúng. Một nghiên cứu gần đây cho thấy kháng nguyên vắc xin khảm H5 (H5M) kết hợp với các hạt nano polyanhydride (PAN) giúp giải phóng liên tục các kháng nguyên được bao bọc [ 62 ]. Hơn nữa, ứng viên vắc xin này có khả năng sinh miễn dịch khi được bao bọc trong PAN và/hoặc được phân phối bằng cách sử dụng vectơ vaccinia Ankara (MVA) biến đổi. Điều thú vị là cả hai nền tảng (vectơ MVA và đóng gói PAN) đều tạo ra khả năng miễn dịch dịch thể và tế bào ở gà con không có mầm bệnh cụ thể (SPF) và gà con thương mại. Ngoài ra, mức độ bảo vệ của kháng thể đã được tạo ra để chống lại bệnh cúm gia cầm có độc lực cao (HPAI) do các chủng H5N1 tương đồng và H5N2 dị hợp gây ra. Tuy nhiên, người ta biết rất ít về đặc tính độc tính của hạt nano bạc in vivo ở các loài gia cầm và/hoặc vật nuôi. Tác dụng sinh học có thể khác nhau tùy thuộc vào loài động vật được nghiên cứu, độ tuổi, giới tính và các yếu tố khác, bao gồm các đặc tính vật lý của hạt nano bạc được sử dụng cũng như liều lượng, đường dùng và thời gian phân phối [ 7 , 103 ].

Virus gây bệnh Newcastle (NDV) là một trong những bệnh do virus quan trọng nhất ở gia cầm xét về mức độ phân bố toàn cầu và gây thiệt hại nặng nề về kinh tế. ND do NDV gây ra, thuộc chi Orthoavulavirus , phân họ Avulavirinae và họ Paramyxoviridae [ 85 ]. Một chương trình tiêm chủng NDV chuyên sâu ở Ai Cập sử dụng vắc xin NDV sống giảm độc lực và bất hoạt truyền thống đã không thành công và các đợt bùng phát tiếp tục được báo cáo do các chủng vi rút có độc lực mạnh và mới nổi gây ra [ 45 ].

Một báo cáo trước đó cho thấy các hạt nano polyrhodanine có hoạt tính kháng NDV mạnh trong trứng , cho thấy vật liệu không độc hại này có thể được sử dụng để kiểm soát NDV ở gà, vì nó làm giảm liều lây nhiễm trứng 50 (EID 50 ) của các chủng NDV. bị cô lập khỏi đợt bùng phát ở Tehran, Iran, năm 2009 [ 75 ]. Điều thú vị là, phôi trứng được tiêm 0,1, 1, 10 và 100 phần triệu (ppm) polyrhodanine không có tổn thương mô bệnh lý, bất thường hoặc biến dạng và cũng không có thay đổi về các thông số sinh hóa huyết thanh máu [ 75 ].

Một nghiên cứu thú vị khác cho thấy các hạt nano bạc qua trung gian vi tảo (AgNP) có hoạt tính chống vi rút in vitro đáng kể chống lại nhiễm trùng NDV trong tế bào Huh7 [ 60 ]. Hơn nữa, chiết xuất vi tảo có hoạt tính đáng kể chống lại NDV với cơ chế hoạt động không rõ ràng, nhưng dường như nó thông qua sự ức chế sự xâm nhập của virus vào các tế bào bị nhiễm bệnh, vì Nano bạc tương tác trực tiếp với glycoprotein vỏ NDV. Trong một nghiên cứu khác, các hạt nano và vắc xin bất hoạt niêm mạc có bổ trợ polymer đã được phát triển để phòng bệnh ND và cúm gia cầm (H9N2), được tiêm cho gà SPF bằng cách phun hoặc qua đường mũi. Những loại vắc-xin này làm tăng đáng kể chỉ số thực bào, nồng độ interleukin-6 (IL-6) và phản ứng IFN-γ, đồng thời chúng bảo vệ gà chống lại thách thức của cả hai loại vi-rút. Các tác giả đã khuyến nghị áp dụng rộng rãi các loại vắc xin này trong chiến lược tiêm chủng chống lại phân nhóm cúm gia cầm H9N2 và NDV [ 29 ].

Vì miễn dịch niêm mạc đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ chống lại NDV [ 105 , 106 ], nên một loại vắc-xin DNA có chứa gen NDV fusion (F) được bọc trong các hạt nano rỗng Ag@SiO2 (pFDNA-Ag@SiO2-NP) hoặc được phủ chitosan Các hạt nano polyme (PLGA) cho thấy độc tính thấp, độ ổn định cao và không phá hủy hoạt tính sinh học của DNA plasmid trong ống nghiệm . Hơn nữa, việc tiêm vắc-xin qua đường mũi cho gà bằng pFDNA-Ag@SiO2-NP đã tạo ra nồng độ kháng thể IgG kháng NDV và IgA huyết thanh cao hơn, tăng cường tăng sinh tế bào lympho và thúc đẩy biểu hiện IL-2, IL-4 và IFN-γ [ 108 ]. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để phát triển vắc xin niêm mạc NDV được tích hợp trong các hạt nano, vì chúng được coi là chất mang an toàn và hiệu quả cho vắc xin NDV-DNA.

Trong các nghiên cứu khác, hiệu quả, tính ổn định và độ an toàn của vắc xin NDV sống (chủng LaSota) được bọc trong hạt nano chitosan đã được đánh giá [ 19 , 104 ]. Vắc-xin đóng gói được cho là an toàn và có độ ổn định cao, và sau khi thử thách vi-rút, những gà được tiêm vắc-xin được tiêm vắc-xin qua đường miệng và/hoặc qua đường mũi bằng vắc-xin hạt nano đã được bảo vệ hoàn toàn, trong khi chỉ quan sát thấy sự bảo vệ một phần ở gà được tiêm vắc-xin LaSota sống hoặc NDV bất hoạt. riêng vắc xin [ 19 , 104 ]. Hơn nữa, việc so sánh giữa vắc xin sống giảm độc lực NDV và IBV kết hợp trên thị trường với vắc xin sống giảm độc lực NDV-IBV được bọc trong hai loại hạt nano chitosan cho thấy vắc xin bổ trợ chitosan có độ an toàn, ổn định và hiệu quả cao hơn đồng thời tạo ra tế bào và niêm mạc mạnh mẽ hơn. phản ứng miễn dịch bảo vệ gà chống lại thách thức với NDV và IBV độc hại [ 107 ]. Điều này rất hứa hẹn vì phần lớn các loại vắc xin NDV và IBV hiện được phê duyệt đều có tác dụng bảo vệ một phần do phản ứng miễn dịch tế bào không đầy đủ. Việc bảo vệ không đầy đủ có thể tạo điều kiện cho sự xuất hiện của các biến thể virus mới gây ra nhiều đợt bùng phát, sau đó dẫn đến sự thiếu hụt nguồn cung cấp protein động vật. Việc sử dụng các loại vắc-xin nano mới được phát triển này có thể giúp giảm thiểu sự xuất hiện của các biến thể vi-rút mới và giảm chi phí sản xuất protein động vật.

Virus bệnh bao hoạt dịch truyền nhiễm (IBDV) là một bệnh do virus ức chế miễn dịch rất dễ lây lan, ảnh hưởng đến gà con từ 3 đến 6 tuần tuổi với tác động kinh tế đáng kể trên toàn thế giới [ 89 ]. Căn bệnh này do IBDV gây ra, một loại virus RNA sợi đôi, không có vỏ bọc, thuộc chi Avibirnavirus thuộc họ Birnaviridae [ 84 ]. Các loại vắc xin IBDV thương mại hiện nay đều ở dạng bất hoạt hoặc giảm độc lực và gây ra một số tác dụng phụ. Mặt khác, vắc xin IBDV peptide và tiểu đơn vị cực kỳ an toàn nhưng khả năng miễn dịch kém [ 92 ]. Do đó, nhu cầu cấp thiết là phải phát triển các loại vắc xin mới, mạnh hơn để kiểm soát tình trạng nhiễm IBDV. Điều thú vị là, một nhóm nghiên cứu đã ghi nhận sự gia tăng đáng kể về cả phản ứng miễn dịch thể dịch và tế bào ở gà thịt được tiêm vắc xin hạt nano PLGA khi so sánh với gà được tiêm vắc xin IBDV truyền thống [ 3 ]. Một nghiên cứu khác cho thấy các tấm graphene oxit (GO) và các tấm graphene oxit neo hạt nano bạc (GO-Ag) có tác dụng kháng vi-rút chống lại IBDV không có vỏ bọc và coronavirus ở mèo bao bọc (FCoV) [ 16 ]. Điều thú vị là, họ phát hiện ra rằng mặc dù GO không có hoạt tính kháng vi-rút chống lại IBDV, nhưng nó đã làm giảm 16% tỷ lệ nhiễm FCoV, trong khi GO-Ag ức chế tỷ lệ nhiễm IBDV và FCoV lần lượt là 23% và 25% [ 16 ].

Một nghiên cứu khác cũng cho thấy nano bạc có tác dụng phòng ngừa và điều trị IBDV in vivo bằng cách sử dụng xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết enzyme (ELISA) [ 78 ]. Nghiên cứu đã thử nghiệm tác dụng phòng ngừa của AgNP đối với IBDV bằng cách trộn IBDV với nano bạc hai giờ trước khi cấy hỗn hợp này vào trứng có phôi, trong khi để thử nghiệm hiệu quả điều trị, AgNP được tiêm 48 giờ sau khi cấy virus vào trứng có phôi. Điều thú vị là nano bạc, đặc biệt là ở nồng độ 20 ppm, có hiệu quả chống lại IBDV khi sử dụng cả hai phương pháp mà không có sự khác biệt đáng kể [ 78 ].

Các loại virus thú y khác

Vi rút Corona ở mèo (FCoV) là tác nhân gây bệnh viêm phúc mạc truyền nhiễm ở mèo (FIP) và hiện tại không có vắc xin hiệu quả. Diphyllin (một chất ức chế ATPase không bào dạng hạt nano) trước đây đã được thử nghiệm như một chất chống vi-rút chống lại FCoV loại II. Điều thú vị là diphyllin đã can thiệp vào quá trình sao chép FCoV trong tế bào fcwf-4 bằng cách ức chế quá trình axit hóa nội sinh. Diphyllin cũng cho thấy hiệu quả in vivo chống lại FCoV khi tiêm tĩnh mạch (I/V) cho chuột và chứng minh tính an toàn cao [ 53 ]. Một nghiên cứu thú vị khác cho thấy tác dụng chống vi rút của cả CulNP và Nano bạc đối với calicivirus ở mèo (FCV), một chất thay thế cho norovirus ở người [ 12 , 95 ]. Ngoài ra, các hạt nano polyme như PLGA đã kích thích sự tiết IgA đáng kể ở bê lấy sữa khi so sánh với vắc-xin vi-rút parainfluenza 3 vi-rút bò sống (BPI3V) được biến đổi trên thị trường [ 14 , 71 ].

Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hạt nano nhôm-magiê silicat (AMS) có hoạt tính kháng virus in vitro cao chống lại PPRV [ 36 ], parvovirus ở chó [ 41 ], AIV [ 39 ], NDV [ 40 ], virus hội chứng rụng trứng 76 [ 38 ], IBDV [ 37 ] và virus đậu gà (FPV). Trong trường hợp cuối cùng, không quan sát thấy hoạt động ngưng kết hồng cầu sau khi điều trị vi rút bằng NP AMS [ 42 ]. Một số loại vắc-xin nano khác đã được phát triển thành công để chống lại các loại vi-rút thú y khác nhau, bao gồm vắc-xin niêm mạc có vỏ bọc polyanhydride-NP chống lại vi-rút hợp bào hô hấp ở bò (BRSV) [ 73 ] và vắc-xin vi-rút cúm lợn được bọc trong NP polyanhydrit để tiêm vắc-xin qua đường mũi cho lợn [ 21 ], NP PLGA [ 22 ] hoặc NP dựa trên CS-polymer [ 23 ] giúp tăng cường cả phản ứng miễn dịch thể dịch và tế bào, đồng thời bảo vệ lợn được tiêm phòng khỏi thách thức vi-rút cúm lợn. Hơn nữa, virus pseudorabies (một loại virus herpes ở lợn) cũng đã được chứng minh là bị ức chế bởi một số hạt nano [ 8 , 46 , 102 ]. Cần có những nghiên cứu sâu hơn để đánh giá hiệu quả của các hạt nano chống vi rút được mô tả trước đây chống lại hội chứng hô hấp cấp tính nặng do vi rút Corona 2 (SARS-CoV-2), lần đầu tiên được mô tả vào tháng 12 năm 2019 tại thành phố Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc. Tính đến ngày 16 tháng 5 năm 2021, hơn 136 triệu ca nhiễm và 3,38 triệu ca tử vong đã được báo cáo tại hơn 220 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới [ 31 , 32 , 51 , 97 ].

Phần kết luận

Các nghiên cứu trước đây về phát triển và sử dụng hạt nano và vắc xin nano bạc trong thú y đã cho thấy thành công đáng kể trong thập kỷ qua khi so sánh với vắc xin truyền thống. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu thực địa sâu hơn để nghiên cứu tác dụng của vắc-xin nano bạc đối với động vật bị ức chế miễn dịch và xác định ứng dụng tối ưu cho các loài động vật khác nhau.

Nguồn: Nanoparticles as a novel and promising antiviral platform in veterinary medicine
Mohamed Fawzy, Gasser M. Khairy, Ahmed Hesham, Ali A. Rabaan, Ahmed G. El-Shamy, and Abdou Nagy