Bước tiến mới trong chẩn đoán Di truyền – Phân tử: Karyomapping

1.Chẩn đoán di truyền

Chẩn đoán di truyền là xét nghiệm những thay đổi trên gen, nhiễm sắc thể hoặc protein trên từng cá thể. Kết quả xét nghiệm này hỗ trợ lâm sàng đưa ra chẩn đoán xác định chính xác hoặc tiên đoán khả năng mắc bệnh dựa trên các thông tin có được từ cây phả hệ gia đình.
Hiện nay đã có nhiều bệnh di truyền, rối loạn chuyển hóa và ung thư đã và đang được chẩn đoán dựa vào các kỹ thuật sinh học phân tử như trong bệnh ung thư vú (BRCA1, BRCA2, HER-2), ung thư mũi họng (H19), bệnh bạch cầu (TPMP) và nhiều loại bệnh khác. Các kỹ thuật này không chỉ được dùng để chẩn đoán mà còn có thể tiện lượng cũng như đánh giá hiệu quả điều trị. Từ những xét nghiệm di truyền đang được sử dụng rộng rãi hiện nay, các xét nghiệm này được chia thành các nhóm:

– Xét nghiệm phân tử: phát hiện các biến thể, các đột biến liên quan đến các rối loạn di truyền dựa vào một hay nhiều đoạn gen tương ứng.

– Xét nghiệm nhiễm sắc thể: kiểm tra toàn bộ nhiễm sắc thể để tìm các thay đổi trên các nhiễm sắc thể như các đột biến lặp, mất đoạn lớn.

– Xét nghiệm hóa sinh di truyền: tìm hiểu số lượng và mức độ biểu hiện của các protein, từ đó xác định nguồn gốc đoạn DNA bị lỗi.
Các ứng dụng của xét nghiệm di truyền hiện nay:

2.Giới thiệu về Karyomapping:

Hình 1: Tỉ lệ phần trăm các bệnh thường gặp được chẩn đoán bằng phương pháp PGD được thống kê tại thành phố Detroit bang Mechigan của Mỹ
Hình 1: Tỉ lệ phần trăm các bệnh thường gặp được chẩn đoán bằng phương pháp PGD được thống kê tại thành phố Detroit bang Mechigan của Mỹ

Tại các nước phát triển, các nhà khoa học đã sử dụng được DNA ly trích từ phôi thai. Các mẫu DNA nãy sẽ được dùng để chẩn đoán trước sinh một số bệnh di truyền như Down, Turner, Edward, β-Thalassemia, … Việc chẩn đoán sớm cho trẻ sơ sinh cũng đã đạt nhiều kết quả khả quan dựa vào các kỹ thuật sinh học phân tử mới.

Các xét nghiệm di truyền nhìn chung mang tính cá thể cao nhưng vẫn chưa được tiến hành nhiều tại Việt Nam do chi phí khá cao, cũng như thiếu sót những thiết bị hiện đại cần thiết. Tại Bệnh viện Nhi đồng Thành phố, chúng tôi được trang bị tân tiến phục vụ cho các xét nghiệm chẩn đoán cũng như hỗ trợ các nghiên cứu liên quan đến di truyền phân tử. Trong bài viết này, chúng tôi xin được đề cập đến hệ thống máy KARYOMAPPING INFINIUM và một số ứng dụng trong chẩn đoán tiền sản.

Ngày nay, có nhất 50% trong số phụ nữ ngoài 40 mang thai có phôi bất thường. Những bất thường đó xảy ra dẫn đến tỷ lệ cấy thấp trong phôi được chuyển giao trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm, từ 30% ở phụ nữ < 35 tuổi đến 6% ở phụ nữ từ 40 tuổi trở lên. Cho nên sự chọn lọc những phôi thai bình thường để cải thiện kết quả mang thai là việc rất cần thiết. Việc phân tích gene của phôi thai được gọi là Chẩn đoán di truyền tiền cấy phôi (Preimplantation genetic diagnosis (PGD)).

Trong đó, phương pháp FISH (Flourescence in Situ Hybridization) – một phương pháp truyền thống sử dụng khoảng 12 đầu dò (Probes) được phân tích trên tế bào đơn cũng được dùng cho PGD. Tuy nhiên, việc sử dụng kỹ thuật và sự phức tạp của việc cố định các tế bào đơn tạo ra các kết quả trái ngược nhau. Ngày nay, để phát triển về phương pháp trên nhằm khắc phục những giới hạn từ FISH, việc kiểm tra bằng Karyomapping có thể cho phép phân tích lên đến 24 loại nhiễm sắc thể (NST) của người chỉ bằng một xét nghiệm, mà không cần cố định tế bào (cell fixation), làm cho kết quả trở nên nhạy và đáng tin cậy hơn. Một số số liệu đã được công bố và trình bày tại những hội nghị khoa học đã nêu lên rằng, phương pháp trên nhằm gia tăng khả năng thụ tinh ống nghiệm cũng như thụ thai tự nhiên, giảm tỉ lệ bất thường trên bào thai.

Karyomapping cung cấp một xét nghiệm toàn diện cho chẩn đoán di truyền tiền cấy phôi (PGD) của các bất thường đơn gene (Singe-gene disorders) phát hiện ở mức tế bào đơn (Single cell), đa tế bào hoặc mức độ phôi thai (embryo). Phương pháp này có thể được sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán một số bệnh di truyền từ cha mẹ khi một cặp cha mẹ đã có tiền sử gia đình bị bệnh hoặc có con mang bệnh liên quan đến các đột biến gene.
Karyomapping còn đặc biệt giúp hỗ trợ chẩn đoán các phôi thai bị thừa hoặc thiếu các nhiễm sắc thể có liên quan đến các dị tật bẩm sinh, các đột biến về số lượng nhiễm sắc thể được sinh ra có thế mắc hội chứng Down, Edwards, Patau, Turner, Klinefelter… Tiến bộ hơn nữa là chẩn đoán các bất thường về gen từ cha mẹ nếu có mang gen bệnh từ đó dự đoán khả năng di truyền gen từ cha mẹ sang con. Do đó PGD thường được chỉ định cho các cặp vợ chồng mắc bệnh di truyền trong gia đình.

Hình 2: Kỹ thuật sàng lọc tiền phôi thai được thực hiện bằng cách lấy 1 tế bào phôi thai và khảo sát các bất thường bằng việc so sánh với cha mẹ sẽ góp phần gia tăng cơ hội sàng lọc tiền phôi thai tốt hơn để đứa trẻ sinh ra được khỏe mạnh. (Sưu tầm)
Hình 2: Kỹ thuật sàng lọc tiền phôi thai được thực hiện bằng cách lấy 1 tế bào phôi thai và khảo sát các bất thường bằng việc so sánh với cha mẹ sẽ góp phần gia tăng cơ hội sàng lọc tiền phôi thai tốt hơn để đứa trẻ sinh ra được khỏe mạnh. (Sưu tầm)
Hình 3: Cơ chế di truyền đột biến từ cha mẹ sang con và khả năng phôi thai mang (Nguồn: Illumina)
Hình 3: Cơ chế di truyền đột biến từ cha mẹ sang con và khả năng phôi thai mang (Nguồn: Illumina)

Hiện nay, tại bệnh viện Nhi đồng Thành phố đang tiến hành xây dựng thực hiện các xét nghiệm sàng lọc hỗ trợ cho chẩn đoán di truyền tiền cấy phôi bằng hệ thống KARYOMAPPING INFINIUM bao gồm các trang thiết bị hiện đại sử dụng hệ thống đọc tín hiệu huỳnh quang iScan từ hãng Illumina.

Hệ thống iScan lai sẽ giúp đóng góp cho nền y học những cải tiến mới trong việc hỗ trợ chẩn đoán và các nghiên cứu ứng dụng từ sinh học phân tử hiện đại.
Nguồn: “Preimplantation Genetic Diagnosis for Aneuploidy and Translocations Using Array Comparative Genomic Hybridization” Santiago Munné, Current Genomics, 2012, 13, 463-470
Karyomapping Products A rapid PGD solution for identifying single-gene disorders. Illumina, 2015

TÁC GIẢ: CN. PHƯƠNG UYÊN – CN. THẢO UYÊN
BIÊN TẬP: BS LÊ HỒNG PHÚC
ĐƠN VỊ SINH HỌC PHÂN TỬ – BỆNH VIỆN NHI ĐỒNG THÀNH  PHỐ