 |
| (ảnh minh họa) |
Thêm một kỹ thuật sinh học phân tử mới giúp tăng tốc loại trừ sốt rét và nghiên cứu một số lĩnh vực y sinh khác
Kỹ thuật sinh học phân tử mới ddPCR (droplet digital polymerase chain reaction) được một số nhà khoa học nghiên cứu phát triển gần đây tỏ ra có độ nhạy, độ đặc hiệu và độ chính xác trong phát hiện và chẩn đoán nhiều bệnh nhiễm trùng, bao gồm cả bệnh sốt rét và một số bệnh ký sinh trùng khác. Kỹ thuật PCR định lượng mà không cần dùng đường cong chuẩn (standard curve), duplex ddPCR có thể phát hiện cả loài P. falciparum, P. knowlesi, P. malariae, P. ovale và P. vivax trong máu toàn phần và trong huyết thanh bệnh nhân (Suttipat Srisutham và cs., 2017;Konstantinos Mavridis và cs., 2021; Cristian Koepfli và cs., 2022) và gần đây các tác giả còn ứng dụng trong lĩnh vực phát hiện nhiễm ký sinh trùng giun lươn Strongyloides steroralishiệu quả (E.Pomari và cs., 2021). Trong lộ trình loại trừ sốt rét và một số bệnh ký sinh trùng, nhiều kỹ thuật chẩn đoán đã được giới thiệu để hỗ trợ cho các Chương trình phòng chống và loại trừ tại một số vùng có bệnh lưu hành cũng như phát hiện nhanh tại các vùng không có bệnh luwuu hành. Kỹ thuật ddPCR là một công cụ tiềm năng (powerful technology) với nhiều ứng dụng trong thời gian gần đây. Một tổng hợp chỉ ra trong số 86 nghiên cứu, có 17 nghiên cứu sử dụng ddPCR đối với bệnh do ký sinh trùng giun sán, đơn bào và động vật chân khớp đã mang lại nhiều lợi điểm trên lâm sàng. Kỹ thuật ddPCR khi triển khai đã phát hiệnPlasmodium spp., Schistosoma japonicum, Cryptosporidium spp. đều cho thấy có độ nhạy cao hơn và tính ổn định hơn cả kỹ thuật realtime PCR trên mẫu máu và mẫu phân. Một số yếu tố cần quan tâm khi thực hiện phương pháp là lượng DNA, tối ưu hóa phản ứng. 
Hình 1. Kỹ thuật ddPCR trong chẩn đoán xác định nhiễm giun lươn Strongyloides stercoralis
Công nghệ này không những ứng dụng trong chuyên ngành sốt rét mà còn áp dụng trên các lĩnh vực y sinh khác nhau như trong phát hiện giun lươn Strongyloides stercoralis ở người,ddPCR phát hiện ấu trùng S. stercoralistrong phân so với kỹ thuật real-time PCR và xét nghiệm phân (formalin ethyl-acetate concentration technique [FECT] và nuôi cấy trên thạch (agar plate culture [APC]). Kết quả cho thấy ddPCR có độ nhạy 98% và độ đặc hiệu 90% và real-time PCR có độ nhạy 82% và độ đặc hiệu 76,7% khi so sánh với phương pháp kính hiển vi. Ngoài ra, ddPCR có thể phát hiện mẫu ấu trùng S. stercoralistrong phân và có phản ứng chéo với các loại ký sinh trùng. Điều này cho thấy phương pháp ddPCR có độ nhạy và độ đặc hiệu cao trong phát hiện ấu trùng S. stercoralis trong phân. Kỹ thuật này có thể giúp cải thiện chẩn đoán, đặc biệt trên những ca nhiễm nhẹ. Kỹ thuật ddPCR có thể có ích để sàng lọc bệnh nhân trước khi bắt đầu dùng thuốc ức chế miễn dịch và theo dõisau khi điều trị bệnh giun lươn. ddPCR ứng dụng kỹ thuật vi giọt kỹ thuật số trong nghiên cứu dược động học của liệu pháp tế bào CAR-T (Liting Chen,Khoa Huyết học, Bệnh viện Tongji, Cao đẳng Y tế Tongji, Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong, Vũ Hán, Trung Quốc); Giám sát chất lượng tế bào CAR-T bằng ddPCR; Phát triển các xét nghiệm ddPCR đa kênh để phát hiện đột biến PIK3CA ở bệnh nhân ung thư vú di căn(Deborah Chen, Trung tâm Tessa Therapeutics, Singapore); Giám sát bệnh trên bệnh phẩm huyết tương sử dụng công cụ ddPCR (Alex Dobrovic, Phòng TN Genomics & Epigenomics ĐH Melbourne) và gần đây kỹ thuật này áp dụng trong chẩn đoán nhiễm trùng virus SARS-CoV-2 
Hình 2. Ứng dụng kỹ thuật ddPCR chẩn đoán SARS-CoV-2
Bệnh Toxoplasmosis là một bệnh lây tuyền từ động vật sang người do đơn bào Toxoplasma gondii, nhiễm trùng ở người thường có liên quan đến ăn phải thịt chưa được chế biến nấu chín. Nhóm tác giả Andrea Mancusi và cộng sự (2022) đã phát triển kỹ thuật ddPCR trong phát hiện Toxoplasma gondii trong các mẫu thịt. Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển công cụ ddPCR để phát hiện và định tính T. gondii trên các mẫu thịt. Để tối ưu hóa công cụ ddPCR, mẫu T. gondii reference DNA aliquots ở 5 nồng độ biết trước: 8000 cg/µl, 800 cg/µl, 80 cg/µl, 8 cg/µl. Ngoài ra, kết quả thu nhận thông qua ddPCR và PCR định tính qPCR được so sánh với 80 mẫu đã biết (40 mẫu dương và 40 mẫu âm) cũng như 171 mẫu mô cơ hoành chưa biết thu thập được từ các lò mổ. Kỹ thuật ddPCR cho thấy độ nhạy lên đến 97,5% và độ đặc hiệu 100%, với ngưỡng phát hiện 8 genomic copy/µl của T. gondii. Độ phù hợp gần như hoàn toàn (k = 0,85) được tìm thấy giữa các kết quả thu được từ xét nghiệm ddPCR và qPCR trên cả các mẫu dương và mẫu âm đã được phân tích. Về 171 mẫu mô cơ hoành thu thập từ các lò mổ, có 7,6% mẫu cho kết quả dương tính bằng xét nghiệm ddPCR và chỉ có 1,2% dương tính bằng qPCR (thấp hơn nhiều). Do vậy, phương pháp cải tiến này có thể rât có ích để phát hiệnT. gondii trên các mẫu thịt nhằm ngăn ngừa nhiễm mầm bệnh này ở người.Nhờ vào đặc tính định lượng và độ nhạy cao của ddPCR nên chúng hiện được xem là ứng viên tiềm năng để trở thành một phương pháp xét nghiệm mới trong số các kỹ thuật sinh học phân tử để phát hiện, chẩn đoán cũng như phân tích định lượng ký sinh trùng trong tương lai. 
Hình 3. một số phương pháp áp dụng trong chẩn đóan phát hiện T. gondii ở người
Nhìn chung, người ta có thêm một số ứng dụng khác cho việc phát hiện dựa trên công nghệ genomic DNA trong các bệnh lý nhiễm trùng phối hợp nhiều tác nhân, sự trình diện gen và phân tích đột biến. ddPCR nên được sử dụng trong sàng lọc sốt rét và chẩn đoán như một xét nghiệm thường quy kể cả trong Chương trình Loại trừ bệnh sán máng (Schistosomiasis Elimination Programmes). Các chiến lược chuẩn và các nghiên cứu thêm trong tương lai là cần thiết để tích hợp loại ddPCR vào trong La bô lâm sàng. Các kết quả của các công trình nghiên cứu khoa học này đã được trình bày tại diễn đàn Droplet Digital PCR World 2022.
Tài liệu tham khảo
1.Cristian Koepfli, Wang Nguitragool, Natalie E. Hofmann, Leanne J. Robinson, Maria Ome-Kaius, Jetsumon Sattabongkot, Ingrid Felger, Ivo Mueller (2016). Sensitive and accurate quantification of human malaria parasites using droplet digital PCR (ddPCR). Scientific Reports volume 6, Article No. 39183 (2016) 2.Andrea Mancusi, Angela Giordano, Antonio Bosco, Santa Girardi, Maria Paola Maurelli et al. (2022). Development of a droplet digital polymerase chain reaction tool for the detection of Toxoplasma gondii in meat samples. Parasitology Researchvolume 121:1467-73 3.Raphael Nyaruaba, Caroline Mwalikohttps://orcid.org/0000-0002-3452-6321, David Dobnik, Pavel Neužil, Patrick Amoth, Matilu Mwau, Junping Yu, Hang Yang (2022). Digital PCR applications in the SARS-CoV-2/COVID-19 Era: A roadmap for future outbreaks. https://orcid.org/0000-0001-8467-8959 4.Kantapong Iamrod, Apisit Chaidee, Rucksak Rucksaken, Kulthida Y. Kopolrat, Chanika Worasith, Phattharaphon Wongphutorn, Kitti Intuyod, Somchai Pinlaor, Jiraporn Sithithaworn, Paiboon Sithithaworn, and Nuttanan Hongsrichan (2019). Development and efficacy of droplet digital PCR for detection of Strongyloides stercoralis in Stool, https://doi.org/10.4269/ajtmh.21-0729, Volume 106: Issue 1, Page(s): 312-319 5.Konstantinos Mavridis, Kleita Michaelidou, John Vontas (2021). Highly sensitive droplet digital PCR-based diagnostics for the surveillance of malaria vector populations in low transmission and incipient resistance settings. Expert Review of Molecular Diagnostics, pp. 1105-1114. 6.E.PomariC., PiubelliF., PerandinZ., Bisoffi (2019). Digital PCR: A new technology for diagnosis of parasitic infections. Clinical Microbiology and Infection,Vol.25, Issue 12:1510-1516. 7.Gabriel Luíz Costa,Anna Caroline Campos Aguiar, Jaime Louzada, Dhélio Batista Pereira, Tatiana Flávia de Oliveira, Antônio Augusto Fonseca Júnior, Luzia Helena Carvalho, Cristiana Ferreira Alves de Brito, Taís Nóbrega de Sousa (2022). Improving the molecular diagnosis of malaria: Droplet digital PCR-based method using saliva as a DNA source. Front. Microbiol., 13 May 2022 https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.882530
|
TRANG CHỦ
