Kỹ thuật giúp phát hiện tất cả virus trong máu người

Quyền năng của hệ thống VirCapSeq-VERT

Được mệnh danh là “Thợ săn virus” – GS.Ian Lipkin mới từ Việt Nam trở về, nơi nổi tiếng với những căn bệnh sốt xuất huyết - đã nhận được một mẫu máu từ các đồng nghiệp ở Viện y tế quốc gia (Maryland, Mỹ). Mẫu máu này là của một người đàn ông đã được cấy ghép tủy xương, sau đó lại phát bệnh bí ẩn, các mạch máu bị viêm nặng.

Trường hợp bệnh nhân này khá đặc biệt, ban đầu GS.Ian không hề nghĩ tới loài virus gây sốt xuất huyết, mà ông nghĩ nhiều đến virus đường ruột Enterovirus, hoặc cũng có thể là virus gây ra bệnh ở đường sinh dục Sau đó GS.Ian lại tưởng rằng đây là căn bệnh mà trước đó ông đã gặp – bệnh do virus sinh khối u gọi là Polymavirus. Virus này là một phần của chủng virus gây ra hiện tượng miễn dịch kém ở người. Song không phải vậy. Chỉ khi thông qua hệ thống VirCapSeq-VERT, ông và các đồng nghiệp mới định vị được loại virus gây ra “căn bệnh bí ẩn”  của người đàn ông trên là do bị nhiễm virus sốt xuất huyết.

Hệ thống VirCapSeq-VERT này được GS. Ian cùng 2 đồng nghiệp thuộc Đại học Columbia (Mỹ) là TS.Thomas Briese và TS.Amit Kapoor thiết kế ra, giúp bóc trần tất cả virus được biết đến ở người một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất.

Việc tìm kiếm hàng ngàn hay thậm chí là hàng triệu virus cùng một lúc, phải cần rất nhiều công đoạn đánh giá ngoài chẩn đoán. Trong vòng 120 năm, kể từ khi những con virus lần đầu tiên được phát hiện, khả năng của con người trong việc nhận dạng và chẩn đoán căn nguyên gây bệnh đã được cải thiện đáng kể. Các kỹ thuật trình tự đã cho phép giới khoa học một năng lực giải mã rõ ràng vật liệu di truyền hoặc các virus trong một mẫu cụ thể. Song các gen virus thường bị ẩn bởi cơ thể người – nơi chúng ẩn náu. Vì thế việc tìm ra chúng cũng không khác gì cách người ta tìm ra cây kim trong đống cỏ.

Trước đây, PCR – một phương pháp dùng để khuyếch đại ADN của virus – đã giúp giải quyết vấn đề hóc búa trên bằng cách sản suất ra trước nhiều bản sao cây kim. Nhưng biện pháp này cũng còn nhiều hạn chế…

Kỹ thuật mới VirCapSeq-VERT là sự kết hợp những tính năng tốt nhất của những kỹ thuật trước đó. Các nhà nghiên cứu đã nhận dạng và tổng hợp những nhánh ADN đặc trưng từ các bộ gen của mỗi nhóm virus đang ảnh hưởng đến con người và những động vật có xương sống khác. Họ hoàn thành 2 triệu “mồi nhử” để nhử những con virus khác nhau. Sau khi đưa chúng vào mẫu máu, phân tích và sắp xếp lại, cuối cùng họ đã có bộ gen hoàn chỉnh của mỗi loại virus đang hiện diện.

Tính ứng dụng khả thi cao

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống VirCapSeq-VERT bằng cách sử dụng những mẫu mô được gắn các gen từ nhiều loại virus khét tiếng. Bao gồm những virus chịu trách nhiệm cho các căn bệnh Ebola, sốt xuất huyết, cúm và MERS. Họ cũng cố gắng phân tích một miếng gạc mũi của bệnh nhân và một mẫu phân dơi. VirCapSeq-VERT đã rất thành công trong việc nhận dạng tất cả những virus trong các mẫu vật này, ngay cả khi là xuất hiện với một lượng mẫu vật cực nhỏ. Kể từ khi kỹ thuật mới này cung cấp đầy đủ các bộ gen của bất kỳ loại virus nào được phát hiện, nó cũng xóa tan đi những nghi ngờ tiêu cực về sự sai lệch trong chẩn đoán. Kỹ thuật mới cũng cho phép tìm kiếm những đột biến sẽ làm phá vỡ những chẩn đoán truyền thống, hoặc giả sẽ ảnh hưởng tới sự kháng thuốc hoặc kháng vaccine của virus.

Với kỹ thuật này cũng có thể tiến hành phân tích nhiều bệnh nhân cùng lúc. Để làm được điều đó, các nhà khoa học làm phân rã một trình tự ADN virus từ mỗi mẫu đơn lẻ, trước khi trộn lẫn chúng vào nhau và cho chúng đi qua hệ thống VirCapSeq-VERT.

Sau khi hệ thống diễn ra thông suốt, nhóm nghiên cứu có thể kiểm tra mã vạch để nhận định xem mẫu vật của mỗi virus đến từ đâu. Ông Lipkin cho biết: “Chúng tôi có thể kiểm tra 21 mẫu vật cùng một thời điểm, đặc biệt là chi phí cho xét nghiệm này hoàn toàn khả thi”.

Ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là tính linh hoạt. Nó có thể “lôi” ra bất kỳ loại virus nào bao gồm các chủng đột biến và có tiềm năng “đánh hơi” những virus vô danh. Bằng hệ thống này, nhóm nghiên cứu đã khám phá trên 700 virus. Kết quả của nghiên cứu này đã mang lại lợi ích lớn cho cộng đồng. Trong tương lai, chúng ta có thể kết hợp các kỹ thuật kiểu này với trình tự và thiết bị chẩn đoán nhằm cung cấp nguồn dữ liệu phong phú cho các bác sĩ lâm sàng và các nhà dịch tễ học.

Kỹ thuật VirCapSeq-VERT cho phép phát hiện tất cả mọi virus có trong máu người.