Hai nền tảng microarray chính được sử dụng trong chẩn đoán di truyền là đa hình đơn nucleotide (SNP) và lai bộ gen so sánh (CGH). Kỹ thuật này hoạt động bằng cách lai DNA từ mẫu bệnh phẩm (máu, sinh thiết gai nhau, nước ối, mô khối u) với các đầu dò DNA trên microarray (bản kính hiển vi, chip silicon). Nhờ đó, microarray có thể phát hiện các đa hình số lượng bản sao (CNV) là mất hay lặp đoạn nhiễm sắc thể.
Bài viết này được viết dưới sự hướng dẫn chuyên môn của ThS.BS Đỗ Huy Dương, Khối Di truyền y học - Trung tâm Công nghệ cao Vinmec.
1. Ứng dụng của công nghệ microarray trong di truyền
Phương pháp Array CGH đối chiếu sự khác biệt về số lượng bản sao DNA giữa mẫu thử và mẫu tham chiếu bình thường (Hình 1). DNA từ hai mẫu được gắn nhãn với hai loại thuốc nhuộm huỳnh quang có màu sắc khác nhau. Sau đó, hỗn hợp DNA sau đó được kết hợp và lai với các đầu dò trên phiến kính.
Các cường độ tương đối của các màu khác nhau được so sánh với các công cụ tin sinh học. Trường hợp có lặp đoạn sẽ cho tín hiệu huỳnh quang mạnh hơn, ngược lại, trường hợp mất đoạn sẽ cho tín hiệu yếu hơn so với mẫu đối chứng.
SNP là một biến thể tại một vị trí duy nhất trong chuỗi DNA giữa các cá thể. Trong kỹ thuật SNP array, chỉ mẫu thử DNA được gắn kết với các đầu dò trên chip (Hình 2). Kỹ thuật này phát hiện số lượng bản sao bằng cách đo cường độ tín hiệu đầu dò, tương tự như phương pháp CGH. Sau đó tín hiệu được so sánh với cơ sở dữ liệu tín hiệu của nhóm mẫu chuẩn được lưu trong thuật toán (có thể lên tới hàng nghìn mẫu).
So với Array CGH, SNP array có khả năng phát hiện cao hơn, bao gồm mất đoạn/ lặp đoạn, thể tam bội và các vùng đồng nhất trên hai nhiễm sắc thể tương đồng (liên quan đến bệnh phân ly đơn bội - UPD).
Trong trường hợp UPD, cả hai bản sao của nhiễm sắc thể chỉ được nhận từ cha hoặc mẹ, thay vì mỗi cha mẹ cho một bản sao. Điều này có liên quan đến các rối loạn di truyền, chẳng hạn như hội chứng Prader-Willi. Hội chứng này xảy ra khi cả hai bản sao của nhiễm sắc thể 15 giống hệt nhau.
Phân tích SNP cũng có khả năng giúp phát hiện một số trường hợp nhiễm mẫu mẹ và khảm.
Theo khuyến cáo từ Trường Cao đẳng Sản phụ khoa Hoa Kỳ (ACOG) và Hiệp hội Y học Bà mẹ-Thai nhi (SMFM), tất cả phụ nữ mang thai đều nên được sàng lọc hoặc xét nghiệm chẩn đoán nhằm phát hiện tình trạng bất thường lệch bội nhiễm sắc thể ở thai nhi, bất kể tuổi tác hay các yếu tố nguy cơ khác. Quá trình tư vấn để phân biệt xét nghiệm sàng lọc và xét nghiệm chẩn đoán cũng là một phần quan trọng trong quy trình.
Đặc biệt, xét nghiệm microarray được ưu tiên sử dụng cho phân tích di truyền thai nhi khi có bất thường về cấu trúc thai nhi hoặc thai chết lưu.
So với xét nghiệm karyotype thai nhi truyền thống, microarray mang lại nhiều ưu điểm và được khuyến cáo thay thế trong những trường hợp này. Theo khuyến cáo của ACOG và SMFM, cả microarray và karyotype thai nhi đều có thể được thực hiện khi tiến hành chẩn đoán trước sinh xâm lấn cho thai nhi bình thường về cấu trúc, bất kể tuổi mẹ.
2. Một số ứng dụng khác của Microarray
2.1 Ứng của của microarray trong phân tích kiểu gen người
Phân tích kiểu gen người bao gồm cả phân tích toàn bộ hệ gen (whole-genome) và phân tích gen mục tiêu đóng vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như nghiên cứu y học chính xác, dược động học, nghiên cứu dịch mã, sàng lọc bệnh…
2.2 Ứng của của microarray trong phân tích kiểu gen trong nông nghiệp
Phân tích kiểu gen đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp, mở ra cánh cửa cho những tiến bộ vượt bậc trong nhân giống và lựa chọn di truyền. Nhờ kỹ thuật này, có thể xác định mối liên hệ giữa kiểu gen và kiểu hình.
2.3 Ứng của của microarray trong phân tích kiểu gen tùy chỉnh
Công nghệ microarray tiên tiến được thiết kế linh hoạt, đáp ứng mọi nhu cầu phân tích kiểu gen tùy chỉnh trong nghiên cứu, thử nghiệm sản phẩm và ứng dụng thương mại. Hệ thống này hỗ trợ phân tích hơn 1 triệu biến thể, mang đến giải pháp toàn diện cho các lĩnh vực.
2.4 Ứng của của microarray trong phân tích methyl hóa
Phân tích methyl hóa là kỹ thuật tiên tiến cho phép nghiên cứu về các mẫu biểu sinh trên bộ gen. Kỹ thuật này sử dụng mảng methyl hóa để đánh giá mức độ methyl hóa của các đảo CpG, vùng không CpG và các vị trí khác trên DNA với độ chính xác cao từng nucleotide.
3. Dải ứng dụng rộng rãi của microarray
Công nghệ microarray ngày càng phát triển, mở ra nhiều khả năng đáp ứng nhu cầu như:
- Truy xuất nguồn gốc tổ tiên (ở châu Á chưa được phổ biến)
- Sàng lọc chăm sóc sức khỏe
- Sàng lọc các nguy cơ mắc các bệnh như tiểu đường, tim mạch…
- Sàng lọc PGx
- Dịch mã ngân hàng sinh học dữ liệu gen
- Ứng dụng trong lĩnh vực lâm sàng
Với sự phát triển của công nghệ, Microarray ngày càng trở thành một xét nghiệm “công nghệ cao”với những ưu điểm vượt trội như sau:
- Dữ liệu tin cậy
- Áp dụng phổ biến toàn cầu
- Phát hiện thay đổi nhiễm sắc thể và biến thể đa hình số bản sao
- Hỗ trợ nghiên cứu quy mô lớn
- Tích hợp với hệ thống trình tự Illumina cho các phân tích đa omics
- Nội dung linh hoạt
- Quản lý hiệu quả
Quý khách hàng có nhu cầu khám chữa bệnh tại Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec, hoặc có bất kỳ thắc mắc nào cần được bác sĩ chuyên khoa giải đáp, vui lòng liên hệ với chúng tôi.
Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HOTLINE hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Tải và đặt lịch khám tự động trên ứng dụng MyVinmec để quản lý, theo dõi lịch và đặt hẹn mọi lúc mọi nơi ngay trên ứng dụng.
