Nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể liên quan đến việc sàng lọc các chỉ thị phân tử trên bộ gen của nhiều người để tìm các biến thể di truyền liên quan đến một căn bệnh cụ thể.
Nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể (GWAS) là gì?
Nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể (Genome-Wide Association Studies) là một phương pháp sàng lọc nhanh các chỉ thị phân tử trên toàn bộ DNA hoặc bộ gen của nhiều người để tìm các biến thể di truyền liên quan đến một căn bệnh cụ thể. Sau khi các biến thể này được xác định, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng chúng để phát triển các chiến lược phát hiện, điều trị và ngăn ngừa bệnh tốt hơn. Những nghiên cứu như vậy đặc biệt hữu ích trong việc tìm kiếm các biến thể di truyền góp phần gây ra các bệnh phức tạp và phổ biến trong quần thể, chẳng hạn như hen suyễn, ung thư, tiểu đường, bệnh tim và các bệnh tâm thần.
Tại sao giờ đây những nghiên cứu như vậy có thể thực hiện được?
Với việc hoàn thành Dự án Bộ gen người (Human Genome Project) vào năm 2003 và Dự án HapMap Quốc tế (International HapMap Project) vào năm 2005, các nhà nghiên cứu hiện đã có một bộ công cụ giúp tìm ra đóng góp của các gen đối với các bệnh phổ biến. Bộ công cụ này bao gồm cơ sở dữ liệu được máy tính hóa chứa trình tự bộ gen người tham chiếu, bản đồ biến thể gen người và một tập hợp các công nghệ mới có thể phân tích nhanh chóng và chính xác toàn hệ gen để tìm các biến thể di truyền góp phần khởi phát bệnh.
Các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể sẽ có lợi cho sức khỏe con người như thế nào?
Nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể có tác động đáng kể đến sự chăm sóc y tế. Chúng đặt nền móng cho kỷ nguyên y học cá nhân hóa, trong đó chiến lược chăm sóc y tế chung cho tất cả mọi người sẽ nhường chỗ cho các chiến lược được tùy chỉnh phù hợp cho mỗi cá nhân. Trong tương lai, sau khi cải tiến chi phí và hiệu quả của sàng lọc toàn hệ gen và các công nghệ tiên tiến khác, các chuyên gia y tế sẽ có thể sử dụng các công cụ này để cung cấp cho bệnh nhân thông tin cá nhân về nguy cơ phát triển một số bệnh nhất định của họ. Thông tin này sẽ cho phép các chuyên gia y tế điều chỉnh các chương trình phòng ngừa phù hợp với cấu tạo gen riêng của mỗi người. Ngoài ra, nếu một bệnh nhân bị bệnh, chúng thể được sử dụng để lựa chọn các phương pháp điều trị hiệu quả nhất và ít có khả năng nhất gây ra phản ứng bất lợi cho bệnh nhân đó.
Các nghiên cứu về tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể đã phát hiện ra điều gì?
Nhiều thành công của chiến lược nghiên cứu này đã được báo cáo. Ví dụ, vào năm 2005, ba nghiên cứu độc lập đã phát hiện rằng một bệnh mù phổ biến có liên quan đến các biến đổi trong gen CFH (Complement factor H), gen sản sinh ra một loại protein tham gia vào điều hòa phản ứng viêm. Trước đây ít người nghĩ rằng phản ứng viêm có liên quan đến bệnh mù này, chúng được gọi là thoái hóa điểm vàng do tuổi tác.
Những thành công tương tự đã được báo cáo trong các nghiên cứu xác định các biến thể di truyền liên quan đến bệnh tiểu đường loại 2, bệnh Parkinson, rối loạn tim, béo phì, bệnh Crohn và ung thư tuyến tiền liệt, cũng như các biến thể di truyền ảnh hưởng đến phản ứng với thuốc chống trầm cảm.
Các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể được tiến hành như thế nào?
Để thực hiện một nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể, các nhà nghiên cứu sử dụng hai nhóm người tham gia: những người mắc bệnh đang được nghiên cứu và những người tương tự không mắc bệnh. Các nhà nghiên cứu lấy DNA từ mỗi người tham gia, thường bằng cách lấy mẫu máu hoặc tế bào niêm mạc miệng.
DNA của mỗi người sau đó được tách chiết từ mẫu máu hoặc tế bào, đặt trên những con chip nhỏ và được quét trên các máy tự động. Các máy này nhanh chóng khảo sát bộ gen của mỗi người tham gia để tìm ra biến thể di truyền, được gọi là đa hình đơn nucleotide, hoặc SNP.
Nếu một số biến thể di truyền nhất định được tìm thấy ở những người mắc bệnh với tần suất cao hơn hơn so với những người không mắc bệnh, thì các biến thể được cho là có “liên quan” đến căn bệnh này. Các biến thể di truyền này có thể đóng vai trò là những điểm chỉ dẫn đến khu vực chứa gen gây bệnh.
Tuy nhiên, bản thân các biến thể liên quan có thể không trực tiếp gây ra bệnh. Chúng có thể chỉ đi cùng với các biến thể gây bệnh thực sự. Vì lý do này, các nhà nghiên cứu thường cần thực hiện các bước bổ sung, chẳng hạn như giải trình tự một vùng cụ thể của bộ gen, để xác định chính xác sự thay đổi di truyền liên quan đến căn bệnh này.
Làm thế nào các nhà nghiên cứu có thể truy cập dữ liệu từ các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể?
Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia (NCBI), một bộ phận của Thư viện Y khoa Quốc gia NIH, đang phát triển cơ sở dữ liệu để cộng đồng nghiên cứu sử dụng. Có thể truy cập kho lưu trữ dữ liệu từ các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể về nhiều loại bệnh và tình trạng khác nhau thông qua trang web NCBI, được gọi là Cơ sở dữ liệu về kiểu gen và kiểu hình (dbGaP) có tại: http://www.ncbi.nlm. nih.gov/entrez/query.fcgi?db=gap.
NIH đang làm gì để hỗ trợ các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể?
NIH, Quỹ cho Viện Y tế Quốc gia, Nghiên cứu & Phát triển Toàn cầu Pfizer và những tổ chức khác đã thành lập quan hệ đối tác công tư, Mạng thông tin Hiệp hội Di truyền (GAIN), để tài trợ cho các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể. Sau khi xem xét các đơn đăng ký, GAIN đã công bố nghiên cứu đầu tiên của mình vào tháng 10 năm 2006. Các nghiên cứu ban đầu bao gồm rối loạn lưỡng cực, trầm cảm nặng, bệnh thận ở bệnh tiểu đường loại 1, rối loạn tăng động giảm chú ý, tâm thần phân liệt và bệnh vẩy nến. Bạn có thể tìm thêm thông tin về GAIN tại: http://www.fnih.org/work/past-programs/genetic-association-information-network-gain.
Ngoài ra, các viện NIH riêng lẻ đã bắt đầu các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể. Ví dụ, Viện Tim Phổi và Máu Quốc gia (NHLBI) đã khởi động Nghiên cứu Di truyền Framingham với sự hợp tác của Trường Đại học Y khoa Boston. Trong nghiên cứu đó, 9.000 người tham gia dự án Nghiên cứu tim mạch Framingham sẽ trải qua các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể để xác định các gen cơ bản về tim mạch và các bệnh mãn tính khác, chẳng hạn như loãng xương và tiểu đường. Thông tin thêm về nghiên cứu đó có thể được tìm thấy tại: http://www.nhlbi.nih.gov/news/press-releases/2006/nhlbi-to-launch-framingham-genetic-research-study.html.
Các nỗ lực khác của NHLBI trong lĩnh vực này bao gồm các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể liên quan đến Nghiên cứu Sức khỏe Phụ nữ, Sáng kiến Sức khỏe Phụ nữ và Tài nguyên Hiệp hội Gen Ứng viên, trong đó tập hợp các mẫu DNA được thu thập từ nhiều nghiên cứu thúc đẩy bởi NHLBI. NHLBI, cùng với Viện Khoa học Y tế Tổng quát Quốc gia, cũng là những người đóng góp chính cho Mạng lưới Nghiên cứu Dược học. Cùng với nhiều công cụ và công nghệ khác, mạng lưới này đang sử dụng các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể để khám phá tác động của gen đối với các phản ứng khác nhau của cá nhân đối với thuốc.
Một số viện NIH đã hoàn thành các nghiên cứu tương quan toàn bộ nhiễm sắc thể và lưu dữ liệu của họ vào cơ sở dữ liệu NCBI dbGaP. Các nghiên cứu này bao gồm nghiên cứu của Viện Mắt Quốc gia về các bệnh mắt liên quan đến tuổi tác và Viện Quốc gia về Rối loạn Thần kinh và Đột quỵ về bệnh Parkinson.
Nguồn: https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Genome-Wide-Association-Studies-Fact-Sheet
LOBI Vietnam là công ty tiên phong trong lĩnh vực Đọc trình tự gen thế hệ mới NGS (Next Generation Sequencing) và Phân tích Tin sinh học. Liên hệ hotline/Zalo 092.510.8899 để biết thêm chi tiết.
