Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Ứng dụng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới (next sequencing) để xác định đột biến gen BRCA1 và BRCA2 (23/11/2023)

Trường Đại học Y Dược Hải Phòng đã chủ trì thực hiện Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ cấp thành phố “Ứng dụng kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới (next sequencing) để xác định đột biến gen BRCA1 và BRCA2”. Đề tài do GS.TS. Phạm Văn Thức làm chủ nhiệm.

Trong số các kỹ thuật công nghệ mới hiện nay, giải trình tự thế hệ mới được xem là một giải pháp hữu hiệu và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Các coongn ghệ giải trình thế hệ mới được ứng dụng rỗng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ nghiên cứu cơ bản cho đến các nghiên cứu về chẩn đoán lâm sàng, hệ gen học trong nông nghiệp và khoa học hình sự. Giải trình gen thế hệ mới là một bước tiến nhảy vọt về công nghệ vì nếu ở phương pháp giải trình tự Sanger chỉ cho phép giải trình tự không quá 1500bps, thì giải trình tự thế hệ mới cho phép giải được từ 8Gbases đến 600Gbases, có nghĩa cho phép giải trình cả một bộ gen.

Công nghệ đọc trình tự thế hệ mới Illumina sử dụng công nghệ giải trình tự bằng tổng hợp kết hợp với việc sử dụng các nucleotide có gắn tín hiệu huỳnh quang và khóa dừng thuận nghịch để đọc và nhận biết trình tự một cách trực tiếp. Công nghệ giải trình tự thế hệ mới cho phép giải trình tự đồng thời nhiều gen cùng một lúc. Công nghệ giải trình tự bằng phương pháp tổng hợp (SBS) sẽ đưa ra kết quả có sự chính xác cao, tăng tỉ lệ đọc được của các đoạn DNA. Với kỹ thuật này, rất nhiều các đột biến gen có nguy cơ gây ung thư đã được phát hiện nhằm chẩn đoán sớm và phòng ngừa ung thư.

Hải Phòng là thành phố cảng quan trọng, trung tâm công nghiệp, cảng biển lớn nhất phía bắc Việt Nam, đồng thời là trung tâm kinh tế, văn hóa y tế, giáo dục, khoahocj, thương mại và công nghệ của Vùng duyên hải Bắc Bộ. Hải Phòng là một trong những thành phố có dân số đông. Do đó, những nhu cầu về chăm sóc sức khỏe của người dân ngày một tăng cao. Những nhu cầu được sử dụng các công nghệ hiện đại trong chẩn đoán và điều trị ngày càng được người dân quan tâm. Đặc biệt đối với người bệnh ung thư, các bệnh di truyền, việc phát hiện sớm là rất quan trọng.

Trước nhu cầu thực tế đó, đề tài đã tiếp nhận chuyển giao thành công quy trình kỹ thuật giải trình tự gen thế hệ mới: Quy trình chuẩn bị thư viện AND của gen BRCA1 và BRCA2; Quy trình vận hành và xác định trình tự gen trên hệ thống MiSeq; Quy trình phân tích kết quả bằng tin sinh học. Đồng thời, đào tạo 4 cán bộ nắm vững quy trình kỹ thuật thực hiện xác định trình tự trên hệ thống Illumila MiSeq; đào tạo 1 cán bộ ứng dụng Tin sinh học để phân tích kết quả xác định đột biến gen bằng kỹ thuật Giải trình tự thế hệ mới. Nhóm nghiên cứu đã triển khai thử nghiệm trên một số bệnh nhân ung thư vú tại Hải Phòng cho kết quả giải trình tự gen phát hiện đột biến gen BRCA1 và BRCA2 liên quan đến bệnh ung thư vú. So sánh với các quy trình kỹ thuật trước đây áp dụng công nghệ giải trình tự gen BRCA1 với hơn 40 cặp mồi hay 15 cặp mồi để khuếch đại toàn bộ các exon và intron lận cận, công nghệ giải trình tự thế hệ mới NGS cũng như các công cụ tin sinh thích hợp đã giúp cho quá trình giải trình tự cũng như phân tích đột biến rút gọn về mặt thời gian. Chẩn đoán đột biến gen BRCA1 và BRCA2 đã trở nên khả thi trong điều kiện trang thiết bị hiện có của Trường Đại học Y Dược Hải Phòng. Trong nghiên cứu thử nghiệm, chúng tôi phát hiện 6 kiểu đột biến có ý nghĩa lâm sàng ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và chức năng của protein đó là các đột biến pGlu1415Ter, pSer1414fs và pLys654fs đối với gen BRCA1; các đột biến pLeu320Glu, p.Ile605fs, pLeu2587Val đối với gen BRCA2. Ngoài các đột biến trên, các kiểu đột biến nguy cơ trung bình: p.Gln491Leu, p.Ile1465Leu hay chưa rõ chức năng như đột biến mất 2 Nu CA ở vị trí 46628 trên gen ở vùng Splice 5 đã được phát hiện đối với gen BRCA1. Đối với gen BRCA2, chúng tôi phát hiện 3 đột biến nguy cơ trung bình từ mẫu mô bệnh phẩm bệnh nhân ung thư vú. Đó là các đột biến: p.Gln1396His, p.Ala2466Val, p.Cys3069Trp. Những bệnh nhân này có thể mang đột biến của các genkhác như: p53, PTEN, CHEK2, ATM, NBS1, RAD50, BRIP1, PALB2 đã được biết cũng gây tăng nguy cơ trong ung thư vú (Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy trong 10 gen tăng nguy cơ ung thư vú, BRCA1/2 hiện diện khoảng 50% số ca).

Kết quả trên góp phần khẳng định tầm quan trọng của đột biến BRCA1 và BRCA2 đối với nguy cơ ung thư vú trên người Việt Nam. Việc xác định được đột biến của BRCA1 và BRCA2 sẽ giúp có kế hoạch phòng ngừa ung thư vú có hiệu quả trên những nhóm người có nguy cơ cao. Đồng thời những ứng dụng dự án sẽ góp phần nâng cao chất lượng chẩn đoán và điều trị sức khỏe nhân dân. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài tại Trung tâm Thông tin, Thống kê khoa học và công nghệ Hải Phòng./.