|
Nghiên cứu liên quan khía cạnh di truyền trên đối tượng là con người
Sự đa dạng về thông tin di truyền trong giọt máu đó cho chúng ta một trong các cơ hội tuyệt vời nhất trong lịch sử y sinh, nó cũng tạo nên một số thách thức lớn nhất trong lịch sử nghiên cứu trên đối tượng con người, môn học này nhằm giúp cho các nhà nghiên cứu và IRB suy nghĩ kỹ về một vài điều có thể xảy ra do kỹ thuật mới này. 30 năm về trước, một giọt máu người chỉ cung cấp thông tin sinh hóa máu và được phân loại vào một trong bốn nhóm máu. Ngày nay, trong lĩnh vực bộ gen dược học, một giọt máu như thế được phân loại vào rất nhiều nhóm phụ căn cứ vào gen; đồng thời có thể, ít nhất là về mặt lý thuyết, giúp tiên đoán được sự đáp ứng đối với các liệu pháp điều trị cụ thể; cung cấp thông tin quý báu về khả năng dễ bị mắc bệnh gì; giúp cho các nhà nghiên cứu tìm hiểu vai trò của gen trong việc nghiên cứu về nguyên nhân và cơ chế gây bệnh; và, khi được lưu giữ trong ngân hàng mẫu sinh học, thì sẽ là một nguồn thông tin quý báu đối với những người thực hiện các cuộc nghiên cứu để tìm hiểu sâu rộng hơn về các tương quan giữa kiểu gen và kiểu hình. Khi kết thúc modul này, bạn sẽ có thể: (i) Bàn về sự khác biệt giữa bộ gen dược học và dược di truyền học; (ii) Mô tả sự khác biệt giữa sự riêng tư và tính bảo mật; (iii) Liệt kê thông tin nên được thông báo cho các đối tượng trong thời gian thực hiện tiến trình chấp thuận; (iv) Xác định các loại nghiên cứu có thể được thực hiện trên mẫu vật được lưu giữ. Các loại nghiên cứu về di truyềnNghiên cứu xác định kiểu gen và nghiên cứu tương quan toàn bộ bộ genBộ gen của con người gồm khoảng 3 tỷ nucleotide và con người đã đạt được mục tiêu xác định chuỗi gen với việc hoàn tất Dự án Bản đồ gen người năm vào năm 2003. Việc xác định chuỗi gen (một phần bộ gen) của một cá nhân được gọi là "định kiểu gen." Việc phân tích các chuỗi DNA và sự khác biệt giữa các nucleotide của các cá nhân (chính là điểm đa hình đơn nucleotide hay SNP) đã tạo điều kiện phát triển ngành y học cá thể hóa. Các điểm SNP ảnh hưởng đến sự phát triển bệnh tật và khả năng đáp ứng với thuốc, và sự phân tích SNP là nền tảng cho dược di truyền học. Nghiên cứu di truyền ngày càng trở thành một thành phần trong các cuộc thử nghiệm trên đối tượng con người. Ngoài việc mở ra hướng phát triển các thế hệ thuốc và phương pháp điều trị mới, việc phân tích SNP có thể được dùng để đánh giá về rủi ro bệnh tật, xác định quan hệ cha con và tiên đoán khả năng dễ bị tổn thương của cá nhân đối với một số môi trường và chất liệu. Các cuộc nghiên cứu tương quan toàn bộ bộ gen (Genome-Wide Association Studies, hay GWAS) có thể xác định các SNP trên toàn bộ bộ gen và định ra mối tương quan giữa chúng với các căn bệnh khác nhau và khả năng phát triển của chúng trong các nhóm phụ. Là một công cụ quan trọng trong dịch tễ học di truyền và phân tử, GWAS và việc định kiểu gen đã đưa ra những vấn đề đáng quan tâm có liên quan tới việc quản lý thông tin và những phát hiện trong phòng thí nghiệm. Các cuộc nghiên cứu định kiểu gen đã từ lâu đặt ra những thách thức đáng quan tâm và khó giải quyết đối với việc bảo vệ sự riêng tư và tính bảo mật - bao gồm "quyền riêng tư" của các nhóm nghiên cứu phụ - và quá trình lấy sự chấp thuận. Các thách thức này đặc biệt quan trọng và cần IRB giải quyết. Những nghiên cứu GWAS nhận được sự hỗ trợ của liên bang bây giờ phải xóa bỏ các thông tin nhận dạng và tải lên cơ sở dữ liệu trung tâm mọi dữ liệu; các cuộc nghiên cứu này cực kỳ tốn kém và việc chia sẻ dữ liệu giúp cho các nhà nghiên cứu tận dụng thông tin đến mức tối đa. Bộ gen dược học và dược di truyền họcDược di truyền học là ngành nghiên cứu về việc cấu tạo gen của một cá nhân có thể ảnh hưởng như thế nào đến khả năng của họ để đáp ứng với một loại thuốc cụ thể. Bộ gen dược học là ngành khoa học chuyên nghiên cứu những biến đổi gen di truyền chi phối khả năng đáp ứng thuốc và thăm dò những phương cách để có thể sử dụng những biến đối này trong việc tiên đoán khả năng đáp ứng thuốc của một bệnh nhân. Nói chung, dược di truyền học là ngành nghiên cứu về các đáp ứng khác nhau đối với thuốc, còn bộ gen dược học là ngành nghiên cứu về sự đáp ứng đối với thuốc trong bối cảnh của toàn bộ bộ gen. Bộ gen dược học là chìa khoá dẫn đến y khoa cá thể hóa; hiểu biết về cấu tạo gen di truyền của một bệnh nhân có thể ảnh hưởng đến các phương pháp điều trị, thuốc, và liều lượng mà bác sĩ chọn cho bệnh nhân đó. Việc phát triển thêm các phương thuốc hữu hiệu hơn chính là một ích lợi được trông chờ từ ngành bộ gen dược học. Đây là nền tảng của y khoa cá thể hóa. Như đã nêu trên, loại nghiên cứu này đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến quyền riêng tư và sự bảo mật, vai trò và phạm vi của quy trình chấp thuận hợp lệ, phương hướng và quy trình thích hợp đối với việc sử dụng lại các dữ liệu và mẫu vật sinh học đã được lưu giữ. Ngân hàng sinh họcNgân hàng sinh học đã dần đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong nghiên cứu về gen di truyền. Gần như tất cả các viện nghiên cứu đều lưu giữ các bộ sưu tập về mẫu vật sinh học. Sự phát triển của ngành dược di truyền học và các mục tiêu của y khoa cá thể hóa làm gia tăng việc sử dụng các bộ sưu tập này. Việc phân tích mẫu vật, thường là các mẫu máu hoặc mẫu sinh thiết, đặt ra những thách thức quan trọng đối với các học viện, nghiên cứu viên và IRB: - Văn bản chấp thuận phải giải thích cụ thể tới mức nào thì mới cho phép nghiên cứu các mẫu được lưu giữ?
- Các nghiên cứu viên có phải báo cho những người cho mẫu vật về những rủi ro sức khoẻ hay không?
- Ai sở hữu và nên kiểm soát những mẫu vật sinh học được lưu giữ?
Mặc dù ngày càng có nhiều vật phẩm sinh học được lưu giữ và sử dụng, việc quản lý chúng vẫn là một trong những vấn đề đáng quan tâm và chưa được giải quyết thỏa đáng đối với các nghiên cứu viên và các viện nghiên cứu. Sự tương quan giữa quyền riêng tư và quy trình chấp thuận đặc biệt quan trọng, và dẫn đến các thách thức khác đối với việc quản lý quá trình chia sẻ dữ liệu và hợp tác nghiên cứu. Các IRB ngày càng cần xác định sự phù hợp của các chính sách đối với việc hủy kết nối và kết nối lại thông tin nhận dạng với các dữ liệu và mẫu vật về bộ gen. Hơn nữa, một số các ngân hàng "sinh học" đã được chuyển sang dạng kỹ thuật số, và vì thế thật dễ suy ra rằng trong tương lai ít nhất một vài hoặc thậm chí phần lớn các cuộc nghiên cứu sẽ bao gồm việc nghiên cứu nội dung trong cơ sở dữ liệu điện tử thay vì nghiên cứu các mẫu vật trong ống nghiệm hoặc các tiêu bản đông lạnh. Xây dựng ngân hàng gen Do không thể định vị gen trên DNA bằng mắt thường nên các nhà khoa học phải tạo ngân hàng gen, theo đó ngân hàng gen là một tập hợp khuẩn lạc vi khuẩn sống có mang nhiều đoạn của DNA từ một cá thể và đó cũng chính là nguồn của gen mục tiêu. 
Các bước xây dựng ngân hàng gen Các bước xây dựng ngân hàng gen Xây dựng ngân hàng gen cần DNA tách chiết, enzyme cắt giới hạn và plasmid. Bước 1: DNA tách chiết từ cá thể có chứa gen mục tiêu được cắt bởi enzyme giới hạn thành nhiều mảnh có kích thước của một gen. Bước 2: plasmid của vi khuẩn cũng được xử lý bởi cùng enzyme giới hạn. Bước 3: DNA có kích thước một gen và plasmid đã được xử lý được trộn chung với nhau trong một tube. Một số các đoạn DNA đã được cắt bằng enzyme sẽ nối với plasmid và tạo thành plasmid tái tổ hợp. Bước 4: plasmid tái tổ hợp sau đó được chuyển vào tế bào vi khuẩn bằng điện biến nạp hoặc hoá biến nạp. Bước 5: vi khuẩn tăng trưởng trên đĩa môi trường và cho phép hình thành khuẩn lạc. Tất cả khuẩn lạc trên đĩa môi trường được gọi là ngân hàng gen. Bước 6: ngân hàng gen được sàng lọc để tìm ra khuẩn lạc nào có chứa gen mục tiêu bằng cách phát hiện trình tự DNA của gen mục tiêu hay một protein mà gen đó mã hoá hay sử dụng mẫu dò. Vì vậy, trước khi sàng lọc ngân hàng gen, nhà khoa học phải biết được trình tự của gen mục tiêu hay gen gần giống nó nhất hay protein mà gen đó mã hoá hoặc một mẫu dò được thiết kế cho gen đó. Khi vi khuẩn được nhân lên sẽ tạo nhiều DNA tái tổ hợp dẫn đến số lượng bản sao của gen cũng tăng lên, nhờ đó việc phát hiện gen hay protein dễ dàng hơn. Sau khi xác định được khuẩn lạc có chứa gen mục tiêu, vi khuẩn có thể được nhân dòng để tạo hàng triệu bản sao của plasmid tái tổ hợp có chứa gen đó. 
Ứng dụng ngân hàng gen phục vụ lợi ích cá nhân và xã hội
Ứng dụng ngân hàng gen Trong kỹ thuật gen, nhân dòng gen là một bước rất quan trọng vì tách chiết được một gen có thể giúp đánh giá trình tự nucleotide của nó, từ đó có thể xác định được những giới hạn bên trong một gen như số intron và vị trí của chúng hay các yếu tố hoạt hóa. Với nguồn gen có được, các nhà khoa học có thể so sánh trình tự DNA giữa các gen để làm rõ hơn tiến hoá của gen hoặc dịch trình tự DNA của một gen thành trình tự amino acid nhờ vào bảng mã di truyền qua đó có thể đoán được cấu trúc của protein được mã hoá cũng như chức năng của gen đó. Nhờ kỹ thuật gen, có thể chuyển gen mục tiêu vào một cá thể tạo thành cá thể chuyển gen, cá thể chuyển gen được dùng cả trong nghiên cứu về các tiến trình sinh học ở phòng thí nghiệm cũng như ứng dụng trong phát triển cây kháng côn trùng hoặc sản xuất insulin cho người từ vi khuẩn mang gen tương ứng với gen của người. Trên thế giới ngân hàng gen đã được lập từ lâu tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay ngân hàng gen còn khá mới mẻ đối với phần lớn người dân, tại một số cơ sở nghiên cứu sinh học và vi sinh học ADNbank được xây dựng theo tiêu chuẩn quốc tế, khi đăng ký gửi dữ liệu vào ngân hàng gen sẽ được hưởng những quyền lợi như hỗ trợ xây dựng gia phả dòng họ, tìm hiểu nguồn gốc tổ tiên, xác định huyết thống, tìm người thân thất lạc, bảo vệ quyền lợi thừa kế tài sản, chẩn đoán các bệnh di truyền hoặc tiền hôn nhân, chứng minh hay bác bỏ nghi ngờ huyết thống trong trường hợp không thể lấy mẫu một trong hai người tham gia xét nghiệm, bằng chứng tin cậy nhất giúp giải quyết các rắc rối liên quan đến hình sự (nghi ngờ liên quan đến xâm hại tình dục, trọng án), nhận dạng sau thảm họa: giúp xác định danh tính sau khi bị tai nạn hay thảm họa; dự phòng cho tương lai: dành cho các trường hợp trong tương lai cần lập lại hồ sơ DNA.
|
TRANG CHỦ
