Khoa học - Y dược

Tối ưu hóa các công nghệ để phát hiện đột biến trong tế bào ung thư (20/09/2018)

Tế bào ung thư thường có các đột biến trong ADN của chúng, cung cấp cho các nhà khoa học manh mối về cách ung thư khởi phát hoặc để đưa ra hướng điều trị hiệu quả nhất. Việc xác định những đột biến này rất khó khăn, nhưng một phương pháp mới có thể cho kết quả đầy đủ và toàn diện hơn.

Hình ảnh minh họa.

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại trường Cao đẳng y khoa Penn đã đưa ra một khuôn khổ mới kết hợp ba phương pháp hiện có để phát hiện những đột biến lớn hoặc các biến thể cấu trúc trong tế bào ung thư. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Genetics.

Feng Yue, phó giáo sư sinh hóa và sinh học phân tử và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Chúng tôi có thể thiết kế và sử dụng bộ khung tính toán này để kết nối ba phương pháp với nhau, để có được cái nhìn toàn diện nhất về bộ gen. Bản thân mỗi phương pháp chỉ có thể xem xét một phần của các biến thể cấu trúc, nhưng khi bạn kết hợp các kết quả của ba phương pháp khác nhau, bạn sẽ hiểu rõ nhất về hệ gen ung thư".

Các biến thể cấu trúc là những đột biến lớn trong ADN, có thể dẫn đến sự kích hoạt của các gen gây ung thư. Ví dụ, một số loại ung thư não có thể do các biến thể cấu trúc thúc đẩy sự phát triển của một số gen gây ung thư. Trong một số loại bệnh ung thư, việc xác định một bệnh nhân có sự bất thường này, sẽ giúp bác sĩ quyết định phương án điều trị tốt nhất.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng ba phương pháp hiện có để tìm ra các biến thể cấu trúc, bao gồm: ánh xạ quang, thu thập thông tin nhiễm sắc thể thông lượng cao (được gọi là Hi-C) và lập trình tự cả bộ gen đã được sử dụng để khám phá phần lớn các biến thể cấu trúc đã được biết đến.

Sử dụng phương pháp mới, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy các biến thể cấu trúc đặc trưng cho hơn 30 loại tế bào ung thư. Nhóm nghiên cứu cũng có thể sử dụng các phương pháp tương tự để tìm hiểu lý do một số loại biến thể cấu trúc góp phần gây bệnh ung thư.

Jesse Dixon tại Viện nghiên cứu Salk ở San Diego và là một trong những đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Nhiều biến thể cấu trúc được tìm thấy trong các tế bào ung thư ở người dường như không ảnh hưởng trực tiếp đến gen. Thay vào đó, nhiều biến thể cấu trúc xuất hiện trong các phần không mã hóa của bộ gen, có thể là bí ẩn về lý do tại sao chúng có thể góp phần gây ung thư”.

Những gì các nhà nghiên cứu có thể quan sát là một số biến thể cấu trúc dường như ảnh hưởng đến các công tắc điều chỉnh gen trong các chuỗi ADN không mã hóa. Các công tắc bị lỗi ngăn chặn hiện tượng bật hoặc tắt các gen cụ thể theo cách phù hợp và điều này có thể góp phần gây ung thư.

PGS. Yue cho biết: “Với nhiều bệnh ung thư, bản thân gen vẫn ổn, nhưng công tắc kiểm soát nó là nguyên nhân gây ra sự cố. Sử dụng phương pháp mới, chúng tôi có thể tìm ra công tắc bị lỗi và tìm cách khắc phục. Ví dụ, nếu công tắc tắt, chúng tôi có thể sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để bật lại".

Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng phương pháp Hi-C để tìm hiểu cách các biến thể cấu trúc ảnh hưởng đến cấu trúc bộ gen 3-D - cách ADN tự xoắn lại trong tế bào.

GS.TS. Job Dekker, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Các tế bào nhỏ, nhưng ADN của chúng rất dài. Chúng được xếp thành hàng, tất cả ADN của một tế bào dài đến hơn 2m. Đó là lý do ADN cần xoắn lại theo cách phức tạp. Chúng tôi đã phát hiện thấy những thay đổi di truyền trong các tế bào ung thư có thể dẫn đến sự khác biệt về cách bộ gen sắp xếp và điều này có thể dẫn đến các trường hợp gen chuyển sang trạng thái bật hoặc tắt do các công tắc điều chỉnh gen bị lỗi”.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các biến thể cấu trúc tác động đến sự sắp xếp của bộ gen trong các tế bào ung thư và những thay đổi này có thể góp phần gây ung thư.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định sẽ áp dụng phương pháp mới cho nhiều bệnh nhân ung thư. Nghiên cứu này có thể dẫn đến khả năng dự báo các biến thể cấu trúc góp phần gây ung thư và xác định những gen nào cần nhắm đích. 

Nguồn: P.T.T (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 20/9/2018