Các nhà khoa học vừa phát triển một kỹ thuật cho phép phát hiện nhanh và chính xác những thay đổi gen bên trong ký sinh trùng sốt rét ở Ghana, chỉ với một máy tính xách tay chơi game và bộ giải trình tự di động MinION của Oxford Nanopore.
Các nhà khoa học vừa phát triển một kỹ thuật cho phép phát hiện nhanh và chính xác những thay đổi gen bên trong ký sinh trùng sốt rét ở Ghana, chỉ với một máy tính xách tay chơi game và bộ giải trình tự di động MinION của Oxford Nanopore.
Các nhà nghiên cứu từ Viện Wellcome Sanger và Đại học Ghana lần đầu tiên thực hiện việc theo dõi mầm bệnh sốt rét theo thời gian thực, quy trình khép kín hoàn chỉnh thông quacác mẫu máu lâm sàng tại các điểm nóng sốt rét ở các vùng nông thônhẻo lánh, thiếu nguồn lực. Họ đã tập trung vào các chỉ điểm kháng thuốc chính trong ký sinh trùng sốt rét và sự đa dạng gen đíchcủa các loại vaccinechống sốt rét. Phát hiện này được công bố trên tạp chí Nature Microbiology (ngày 23 tháng 11 năm 2023), mở đường cho việc giám sát cục bộ tình trạng kháng thuốc và đánh giá các vaccine sốt rét mới tại các khu vực bị ảnh hưởng.
Dù đã có những nỗ lực phòng chống tích cực trong nhiều thập kỷ qua, bệnh sốt rét vẫn cướp đi sinh mạng của hơn 600.000 người mỗi năm, chủ yếu là trẻ em ở vùng cận hoang mạc Sahara châu Phi. Một yếu tố then chốt là ký sinh trùng sốt rét nhanh chóng phát triển khả năng kháng thuốc sốt rét và các biện pháp can thiệp y tế khác.Giám sát bộ gen& việc theo dõi liên tục những thay đổi trong DNA của ký sinh trùng sẽ cung cấp các công cụ để phân tích dữ liệu gen đằng sau khả năng kháng thuốc của ký sinh trùng. Tuy nhiên, cho đến gần đây, nó chủ yếu được thực hiện tại các phòng thí nghiệm ở các quốc gia thu nhập cao, không phải là vùng sốt rét lưu hành, khiến năng lực giám sát tại các khu vực bị ảnh hưởng còn bị hạn chế.
Trong nghiên cứu mới này, nhà nghiên cứu đã đặt mục tiêu phát triển một công nghệ dễ tiếp cận, gần như theo thời gian thực để theo dõi sự đột biến của ký sinh trùng trong các cộng đồng chịu ảnh hưởng của sốt rét nặng nề nhất.Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các thiết bị sinh học phân tử tiêu chuẩn để thu thập ký sinh trùng từ mẫu máu thu thập bằng cách chích đầu ngón tay đơn giản. Sau đó, họ giải trình tự và phân tích DNA của ký sinh trùng sốt rét bằng thiết bị MinION di động và máy tính xách tay để phát hiện các chỉ điểm kháng thuốc đã biết, các đột biến mới nổi và các gen đích cho các loại vắc xin sốt rét mới.
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện thành công nghiên cứu tại hai địa điểm: Một bệnh viện thành phố ở thủ đô Accra, Ghana và một thị trấn nông thôn cách đó 11 giờ lái xe về phía bắc. Họ có thể tạo ra thông tin giải trình tự chỉ trong vòng 48 giờ sau khi nhận được mẫu máu, đồng thời giảm thiểu chi phí, chỉ khoảng 27 bảng Anh (tương đương 842,000 đồng Việt Nam) cho mỗi mẫu trong một mẻ 96 mẫu.Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng các phương pháp điều trị tuyến đầu hiện nay vẫn hiệu quả rộng rãi đối với các chủng sốt rét nội địa ở Ghana. Tuy nhiên, việc theo dõi liên tục là điều cần thiết, bao gồm cả việc bảo vệ các nhóm có nguy cơ cao đang được tiến hành các biện pháp can thiệp có chủ đích.Họ cũng phát hiện ra nhiều điểm khác biệt về gen giữa các chủng sốt rét hiện hành và protein được nhắm đến bởi các loại vắc xin sốt rét mới được khuyến cáo. Mặc dù cần nghiên cứu thêm, những điểm khác biệt mới được phát hiện này có thể ảnh hưởng đến việc triển khai vắc xin mới nhất trên khắp Châu Phi.
Edem Adika, đồng tác giả thứ nhất của nghiên cứu tại Đại học Ghana, cho biết: “Bằng cách thực hiện giải trình tự tại thực địa, các kết quả và đánh giá sẽ thu được trong vài ngày thay vì nhiều năm ‐ cho phép phản ứng nhanh chóng và cục bộ. Tốc độ chưa từng có này hứa hẹn sẽ là một yếu tố thay đổi cuộc chơi mạnh mẽ chống lại các bệnh truyền nhiễm vượt khỏi tầm kiểm soát của chúng ta. Hy vọng rằng phương pháp tại chỗ này sẽ sớm được áp dụng cho các mầm bệnh khác.”
TS William Hamilton, nghiên cứu Cấp cao Viện Wellcome Sanger cho biết sự tiến hóa và lan rộng không ngừng của tình trạng kháng các loại thuốc sốt rét chính đã cản trở nỗ lực loại trừ bệnh sốt rét trong 70 năm qua. Việc mở rộng giám sát phân tử ở Châu Phi hiện nay là điều tối quan trọng để theo dõi tình trạng kháng thuốc và kháng test chẩn đoán mới nổi, đồng thời cung cấp thông tin cho các biện pháp can thiệp như làcác loại vắc xin mới.
Tiến sĩ Lucas Amenga‐Etego, nghiên cứu viên cấp cao của nghiên cứu này tại Trung tâm Sinh học Tế bào các mầm bệnh Truyền nhiễmTây Phi (WACCBIP‐ West African Centre for Cell Biology of Infectious Pathogens), Đại học Ghana cho biết quy trình giải trình tự này có tiềm năng to lớn để giải quyết khoảng trống giải trình tự ở vùng cận Sahara châu Phi do chi phí thấp hơn và dễ sử dụng. Nhưng để tăng cường năng lực một cách bền vững đòi hỏi phải mở rộng các chương trình đào tạo địa phương, cơ sở hạ tầng tin sinh học và chuyên môn về khoa học dữ liệu. Đây sẽ là những ưu tiên cho cộng đồng nghiên cứu về gen mầm bệnh toàn cầu trong tương lai.
Tài liệu tham khảo
1.Girgis, S. T., et al. (2023). Drug resistance and vaccine target surveillance of Plasmodium falciparum using nanopore sequencing in Ghana. Nature Microbiology, 8(12):2365‐2377.
2.New technique developed to rapidly detect genetic changes in malaria parasites (news-medical.net)
Tác giả: CN. Nguyễn Thái Hoàng
(Dịch và tổng hợp)
(Viện Sốt rét‐KST‐CT Quy Nhơn)
