Ứng dụng Microarray CGH trong chẩn đoán

Kỹ thuật microarray hay còn gọi là CGH đang mở ra những triển vọng mới trong lĩnh vực chẩn đoán y khoa, đặc biệt là trong việc phát hiện các đột biến gen và bất thường nhiễm sắc thể. Vậy kỹ thuật microarray là gì, những trường hợp nào được chỉ định xét nghiệm kỹ thuật này cũng như lợi ích của aCGH trong chẩn đoán trước khi sinh sẽ được giải đáp chi tiết qua bài viết dưới đây. Bài viết được viết bởi chuyên viên Công nghệ gen - Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec. 1. Kỹ thuật Microarray là gì? Kỹ thuật Microarray, hay còn được biết đến với tên kỹ thuật phân tích (aCGH) là một kỹ thuật tế bào học phân tử nhằm phát hiện sự thay đổi số lượng nhiễm sắc thể trên toàn bộ hệ gen với độ phân giải cao. Mỗi tế bào của con người mang có tổng cộng 46 nhiễm sắc thể, phân bố thành 23 cặp, trong đó mỗi cặp bao gồm một nhiễm sắc thể từ mẹ và một từ cha. Trong số các cặp này, 22 cặp là nhiễm sắc thể thường giống nhau ở cả hai giới và một cặp xác định giới tính - XX ở nữ và XY ở nam. Trong số các cặp này, 22 cặp là nhiễm sắc thể thường giống nhau ở cả hai giới và một cặp xác định giới tính - XX ở nữ và XY ở nam. Các bất thường về cấu trúc và số lượng của nhiễm sắc thể như lệch bội, chuyển đoạn hoặc mất đoạn nhiễm sắc thể có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe như dị tật bẩm sinh, chậm phát triển trí tuệ, vận động, vô sinh hay hiện tượng sẩy thai liên tục... Việc phát hiện sớm những bất thường này là cần thiết cho việc tư vấn di truyền. Phương pháp phép lai so sánh hệ gen dựa trênkỹ thuật Microarraygiúp phát hiện những biến đổi liên quan đến nhiễm sắc thể mới xuất hiện như vi mất đoạn và vi nhân đoạn, thường gặp trong các trường hợp ung thư và dị tật bẩm sinh do rối loạn nhiễm sắc thể. Kỹ thuật này sử dụng nguyên tắc huỳnh quang cạnh tranh để xác định các vùng mất cân bằng gen, giống như trong phương pháp CGH truyền thống. 2. Những trường hợp được chỉ định xét nghiệm Array-CGH Xét nghiệm Array-CGH được khuyến nghị áp dụng trong các trường hợp cụ thể sau đây để chẩn đoán và phân tích các vấn đề di truyền: Phát hiện thai nhi códị tật bẩm sinhhoặc chậm tăng trưởng trong tử cung được phát hiện qua siêu âm. Trường hợp nghi ngờ thai nhi mang các chuyển đoạn nhiễm sắc thể không cân bằng. Các gia đình có tiền sử sinh con bị bất thường nhiễm sắc thể. Trường hợpthai nhi chết lưuhoặc sảy thai không rõ nguyên nhân. Các cặp vợ chồng gặp phải tình trạng sảy thai liên tiếp không xác định được nguyên nhân. Trường hợp bố hoặc mẹ mangbất thường nhiễm sắc thểdạng cân bằng. Trong quy trình thực hiện, mẫu DNA từ bệnh nhân cùng với DNA đối chứng được lai với một array chứa từ 60.000 đến 100.000 probe đặc hiệu đã biết. Sự thay đổi trong tín hiệu, tăng hoặc giảm, sau khi lai cho phép xác định chính xác các hiện tượng thêm hoặc mất đoạn nhiễm sắc thể tương ứng. 3. Nguyên lý của kỹ thuật Microarray Kỹ thuật Microarray là một công cụ phân tích di truyền được thiết kế để so sánh sự khác biệt giữa mẫu DNA được lấy từ nguồn như dịch ối, gai rau hoặc máu, với một mẫu DNA đối chứng không có bất thường di truyền. Dựa trên sự so sánh giữa hai mẫu DNA, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những bất thường trong bộ nhiễm sắc thể. Nguyên lý của kỹ thuật Microarray dựa trên khả năng lai ghép giữa một mạch đơn DNA này với một mạch đơn DNA khác, tuân theo nguyên tắc bổ sung của các phân tử A-T và C-G của các nucleotide. Trên một lam kính aCGH, hàng trăm ngàn đoạn DNA ngắn (các đoạn mẫu dò) được sắp xếp tại các vị trí xác định thành một hệ thống lưới được gọi array. Mẫu DNA cần phân tích và mẫu DNA đối chứng sẽ được cắt nhỏ, sau đó nhuộm hai màu huỳnh quang khác nhau, thường là đỏ và xanh lục. Hai mẫu DNA này được trộn chung với nhau và lai trên array. Kết quả lai sẽ được quét bởi máy quét microarray để thu thập các tín hiệu huỳnh quang. Phần mềm CytoGenomics sẽ phân tích các tín hiệu này, cho phép các chuyên gia di truyền đưa ra kết luận về tình trạng bộ nhiễm sắc thể của mẫu. Sự so sánh cường độ tín hiệu giữa hai mẫu DNA cung cấp thông tin chi tiết về các lệch bội số lượng, mất đoạn nhỏ, lặp đoạn nhỏ và chuyển đoạn không cân bằng trên tất cả 24 nhiễm sắc thể. 4. Lợi ích của aCGH trong chẩn đoán trước sinh Kỹ thuật Microarray mang lại nhiều lợi ích trong chẩn đoán trước sinh như: Phát hiện bất thường nhiễm sắc thể: aCGH cho phép sàng lọc nhanh chóng và chính xác các bất thường số lượng bản sao 2,3,4 của nhiễm sắc thể bao gồm các trường hợp trisomy phổ biến như 13, 18, 21 và các bất thường liên quan đến nhiễm sắc thể giới tính X và Y. Ngoài ra, kỹ thuật này cũng có khả năng nhận dạng các bất thường nhỏ như vi lặp đoạn và vi mất đoạn với độ phân giải lên đến 2-5 Mb trên toàn bộ 24 nhiễm sắc thể. Kỹ thuật Microarray có thể được thực hiện trên nhiều loại mẫu khác nhau bao gồm máu, nước ối và mẫu sinh thiết gai nhau. Việc sử dụng kỹ thuật aCGH trong chẩn đoán trước sinh cho phép thu được kết quả trong vòng chỉ 2 ngày. Kỹ thuật Microarray có thể được áp dụng trực tiếp trên các mẫu tế bào mà không yêu cầu nuôi cấy, điều này giúp rút ngắn đáng kể thời gian xét nghiệm và cải thiện độ chính xác của kết quả chẩn đoán. Nếu quý khách hàng có thắc mắc cần được giải đáp bởi bác sĩ chuyên khoa hoặc có nhu cầu khám và điều trị tại Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec, xin vui lòng liên hệ vớiHệ thống Y tế Vinmectrên toàn quốc hoặc đăng ký khám trực tuyến.