Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tổng quan về sinh học phân tử

Tổng quan về sinh học phân tử

Tải bản đầy đủ - 0trang

6



Quỹ Rockefeller về khoa học tự nhiên [1]. Ban đầu thuật ngữ sinh học phân

tử chỉ bắt nguồn từ ý tưởng là đưa vật lý và hóa học để giải thích về các hiện

tượng cuộc sống. Bằng việc định nghĩa cuộc sống qua cơ chế lý hóa học,

ngành SHPT đã tập trung nguồn lực vào vấn đề liên quan đến đại phân tử.

Để sinh học phân tử phát triển, rất nhiều các công cụ nghiên cứu của các

lĩnh vực khác được đưa vào như vật lý, tốn học, hóa học cũng nhưg các

ngành liên quan đến cuộc sống (gen, mô phôi, sinh lý, vi sinh…) Thực sự,

sinh học phân tử là một cuộc cách mạng vì đã xóa bỏ ranh giới giữa các

ngành khoa học, tạo ra một sự tương tác rộng lớn chưa từng có trong việc tìm

ra các quy luật của cuộc sống. Hai trọng tâm nghiên cứu của SHPT là đại

phân tử - (1) acid nucleic (DNA) cấu thành nên gen và (2) protein

Hiện nay với sự đi lên của các kĩ thuật, hàng loạt những bộ gen đã được

giải mã trong thời gian ngắn hơn với giá thành ngày một giảm. Nếu như đầu

thế kỉ 21, khi dự án Giải mã bộ gen người đã phải tiêu tốn chục tỷ đô la Mỹ

và để giải mã tồn bộ hệ gen cần ít nhất 100 triệu đơ la Mỹ thì hiện giờ, chi

phí này đã chỉ còn 1000 đơ la Mỹ [2].



Hình 1. Biểu đồ giá thành giải mã toàn bộ hệ gen qua các năm

Một ứng dụng quan trọng của SHPT ngày nay là liệu pháp gen, đặc biệt

là trong lĩnh vực ung thư và các bệnh di truyền phổ biến hoặc hiếm gặp. Sinh

học phân tử đóng vai trò quan trọng trong việc giúp con người hiểu về các



7



hình thành, hoạt động và sự điều hòa của các cấu trúc trong tế bào. Điều này

giúp cho con người tìm ra những loại thuốc mới, chẩn đoán bệnh và sinh lý

của tế bào. Nhiều trung tâm biobank đã được thiết lập ở nhiều nước để các

nhà khoa học có thể tận dụng được lượng dữ liệu khổng lồ của các ngân hàng

gen này nghiên cứu và hiểu sâu sắc thêm về cơ chế sinh bệnh, từ đó đưa ra

được những phương pháp điều trị trúng đích.

1.3. Một số cột mốc quan trọng trong ngành sinh học phân tử

Những năm 1940: Avery, MacLeod và McCarty tìm ra DNA

1953: Watson và Crick phát hiện ra cấu trúc xoắc kép của DNA

1972: Thực hiện được kĩ thuật tổng hợp gen

1980s: thực hiện tái tổ hợp gen và giải trình tự gen

1983: kĩ thuật PCR được Mullis phát triển, là kĩ thuật nền của shpt

2003: hoàn thành Dự án giải mã bản đồ gen người

2015: phương pháp giải trình tự gen mới (next gen sequencing) giúp

giảm giá thành giải mã tồn bộ hệ gen xuống dưới 1000 đơ la Mỹ

1.4. Ứng dụng sinh học phân tử trong ngành ung thư

Ung thư là một trong những vấn đề được quan tâm và dồn rất nhiều

nguồn lực để nghiên cứu trong những thập kỉ gần đây. Với sự phát triển của

SHPT, con người đã hiểu được nhiều các vấn đề hơn và đã ứng dụng được sự

tiến bộ của ngành SHPT trong đẩy lùi căn bệnh này. SHPT đã đóng góp vào

phát triển những các tiến cận mới trong dự phòng, chẩn đốn và điều trị. Ví

dụ như trong ung thư biểu mô tuyến đại tràng, tỉ lệ sống sau 5 năm giảm từ

90% khi khối u con khu trú xuống hơn 60% khi đã di căn vùng và chỉ còn

khoảng 5% khi đã di căn xa. Nhờ có SHPT mà một số bệnh nhân có yếu tố

gia đình được đánh giá và phát hiện đột biến gen ức chế hoặc sinh ung thư,

giúp phát hiện sớm các trường hợp có nguy cơ cao và làm tăng thời gian sống

của bệnh nhân [3]



8



Hình 2. Tỉ lệ sống sau 5 năm của các giai đoạn trong ung thư đại tràng [3]

Các liệu pháp điều trị cũng được hưởng lợi từ sự phát triển của SHPT.

Bên cạnh các biện pháp điều trị truyền thống như hóa trị, xạ trị và phẫu thuật,

liệu pháp gen cũng là một xu hướng mới được xây dựng nhờ sự hiểu biết về

các cơ chế sinh ung thư của các gen bất thường. Một trong những thành tựu

nổi bật có thể kể đến là việc sử dụng trastuzumab, một chất kháng thể đơn

dòng gắn vào receptor HER2 - một yếu tố gặp ở 25% số bệnh nhân ung thư

vú, giúp cải thiện tiên lượng sống của bệnh nhân [4, 5]



9



Hình 3. Một số thành tựu được ứng dụng từ sinh học phân tử [6]

2. Ứng dụng của sinh học phân tử trong nghiên cứu gen CDH1 và HDGC

2.1. Tổng quan về các dạng đột biến gen CDH1 và bệnh HDGC

Ung thư dạ dày (UTDD) là một bệnh do nhiều yếu tố gây nên, trong đó

khoảng 10-30% số trường hợp có tiền sử gia đình mắc bệnh ung thư và 1-3%

có đột biến gen mầm CDH1 [7]. Năm 1998, Guildford là người đầu tiên chỉ ra

đột biến gen mầm CDH1 mã hóa cho protein E-cadherin trong cơ chế sinh

ung thư của một gia đình người Maori ở New Zealand [8]. Cơng trình nghiên

cứu của ơng dựa trên kĩ thuật RT-PCR và phân tích đa hình sợi đơn (SSCP).

Sau đó một loại các cơng trình nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra được kết quả

này. Nhờ công sức và tiến bộ của các kĩ thuật trong SHPT, khả năng phát hiện ra

các đột biến gen CDH1 ngày càng cao. Tính đến nay đã có khoảng 155 các dạng

đột biến gây bệnh của gen mầm CDH1 đã được tìm thấy [9]. Các dạng đột biến

gen



mầm



CDH1



được



cập



nhật



https://databases.lovd.nl/shared/genes /CDH1.



liên



tục



tại



website



10



Không phải cứ xuất hiện đột biện gen CDH1 sẽ biểu hiện bệnh. Nguy cơ

mắc tích lũy UTDD tính đến 80 tuổi là 70% ở nam và 56% ở nữ. Bên cạnh

đó, có thể các trường hợp có đột biến gen nhưng là lành tính, khơng có khả

năng gây bệnh [9]. Các dạng đột biến thường gặp là cắt đoạn protein (bao

gồm đột biến dịch khung và đột biến vơ nghĩa, đột biến chỗ nối) chiếm 75%.

Còn lại 25% là đột biến sai nghĩa gây ảnh hưởng đến chức năng. Phương

pháp phân tích cơ bản có thể phát hiện được phần lớn các dạng đột biến của

gen CDH1. Tuy nhiên vẫn có tỉ lệ nhất định trường hợp không phát hiện được

đột biến khi sử dụng các phương pháp phân tích phổ thơng mà cần những

phương pháp phân tích khác bên cạnh PCR thơng thường để phát hiện ra

bệnh.

2.2. Tổng quan các phương pháp phân tích, cách tiếp cận chẩn đoán gen

CDH1

Bên cạnh yếu tố lâm sàng, các công cụ sinh học phân tử là điều rất cần

thiết để xác định chính xác các bất thường của hệ gen. Phát hiện đột biến gen

CDH1 và nguyên nhân gây bệnh CDH1 cần cách tiếp cận đa mô thức và vẫn

chưa có giải pháp tối ưu để đánh giá tổng thể [10, 11]. Mỗi phương pháp có

ưu nhược điểm riêng, tùy từng trường hợp mà có thể đánh giá lựa chọn

phương pháp phù hợp. Các yếu tố cần được cân nhắc để đánh giá là khả năng

áp dụng và hạn chế của các phương pháp phân tích, khả năng kinh tế, tính

chất của nghiên cứu... Ngồi ra, do u cầu của từng cách tiếp cận và đặc

điểm của từng nghiên cứu mà ngay từ khâu lựa chọn mô bệnh học đã có

những lưu ý nhất định để có thể nghiên cứu các đột biến.

Cách tiếp cận cơ bản để phát hiện các trường hợp có thể có đột biến gen

CDH1 có thể tham khảo biểu đồ 1. Đối tượng là những người thân của bệnh

nhân và chính những bệnh nhân được chẩn đoán HDGC bằng Hướng dẫn

đồng thuận của tổ chức International Gastric Cancer Linkage Consortium



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tổng quan về sinh học phân tử

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×