ADN tự do là gì? Ứng dụng của cfDNA

GENCAREVN.com – ADN tự do, hay còn gọi là cell-free DNA (cfDNA), là các phân tử ADN ngoại bào (extracellular DNA) lưu thông tự do trong máu và các chất dịch cơ thể khác, có thể được bắt nguồn từ tế bào bình thường và tế bào bị bệnh.

1. ADN tự do là gì?

DNA tự do (cfDNA) hay DNA không có tế bào là những đoạn DNA ngắn được giải phóng vào máu thông qua quá trình thoái hóa của tế bào tự nhiên. Nồng độ cfDNA trong máu tăng cao khi bệnh nhân bị ung thư hoặc gặp một số tình trạng sức khỏe khác. Các loại cfDNA khác nhau được phân lập từ máu cho mục đích chẩn đoán và sàng lọc khác nhau bao gồm DNA tế bào khối u, DNA ty thể và DNA của thai nhi.

Khi mang thai, máu của người mẹ chứa DNA bào thai không có tế bào (cffDNA). cffDNA của thai nhi có thể được phát hiện sau hơn 7 tuần mang thai. Các đoạn cffDNA chiếm tới 13% cfDNA trong máu mẹ, giúp các bác sĩ lâm sàng có khả năng thực hiện sàng lọc trước sinh các tình trạng di truyền theo cách không xâm lấn.

Phần lớn nghiên cứu về cfDNA được thực hiện dựa trên DNA có nguồn gốc từ tế bào ung thư. Với các phân tử cfDNA bắt nguồn từ tế bào khối u, một thuật ngữ khác được đặt cho những phân tử ADN này, đó là “circulating tumor DNA” (ctDNA). Khi ctDNA được phân lập, những cfDNA này có thể được giải trình tự để phân tích đột biến, qua đó hỗ trợ quá trình chẩn đoán và sàng lọc ung thư ở giai đoạn sớm.

DNA ty thể không có tế bào (mtDNA) là một loại cfDNA khác được giải phóng bởi các tế bào bị tổn thương. Sự lưu thông của những mảnh vỡ này khắp cơ thể có thể kích hoạt phản ứng của hệ thống miễn dịch. Mặc dù mtDNA chưa được nghiên cứu rộng rãi như ctDNA, tuy nhiên bệnh nhân ung thư sẽ có lượng mtDNA trong máu khác biệt với những người khỏe mạnh. Phát hiện này cho thấy giá trị tiềm năng của cf mtDNA đối với sinh thiết lỏng chính xác.

2. Tại sao cfDNA lại quan trọng?

Sự tiến bộ của phương pháp sinh thiết lỏng giúp phát hiện sớm ung thư và xét nghiệm sàng lọc trước sinh đã chứng minh tầm quan trọng của cfDNA. Chỉ cần mẫu máu của bệnh nhân, các bác sĩ có thể chẩn đoán ung thư sớm thông qua tế bào ctDNA. Hiện nay, phương pháp sinh thiết lỏng có thể thay thế sinh thiết phẫu thuật vì cfDNA có nguồn gốc từ khối u có thể được thu thập nhiều lần theo thời gian. Từ đó, nó cho phép các bác sĩ lâm sàng theo dõi sự tiến triển của bệnh ung thư, đồng thời tiếp tục hỗ trợ các quan sát lâm sàng trong quá trình chẩn đoán hoặc tiên lượng bệnh.

Trong khi nghiên cứu về ung thư góp phần thúc đẩy những tiến bộ công nghệ trong nghiên cứu cfDNA, thì việc phát hiện ra cffDNA càng khẳng định tầm quan trọng của cfDNA như một dấu hiệu chẩn đoán thiết yếu. Với sự tiến bộ của Hệ thống giải trình tự thế hệ mới Illumina, các kỹ thuật phát hiện cffDNA đã cải thiện khả năng sàng lọc các bất thường di truyền trong DNA của thai nhi.

3. Ứng dụng của cfDNA

Một trong những ứng dụng chính của cfDNA là trong lĩnh vực xét nghiệm tiền sản không xâm lấn (NIPT). NIPT là xét nghiệm sàng lọc có thể được thực hiện trong thai kỳ để đánh giá nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể ở thai nhi, chẳng hạn như hội chứng Down, hội chứng Edwards và hội chứng Patau. NIPT liên quan đến việc phân tích cfDNA từ máu của người mẹ, trong đó có chứa một lượng nhỏ DNA của thai nhi. Bằng cách phân tích cfDNA, có thể xác định được bất kỳ điểm bất thường nào trong bộ gen của thai nhi.

Một ứng dụng khác của cfDNA là phát hiện và theo dõi bệnh ung thư. Các tế bào ung thư thường giải phóng DNA vào máu và sự hiện diện của cfDNA với các bất thường di truyền cụ thể có thể phát hiện dấu hiệu của ung thư. Do đó, phân tích cfDNA có thể được sử dụng để chẩn đoán ung thư, theo dõi hiệu quả điều trị và phát hiện tái phát sau điều trị.

Ngoài việc sử dụng cfDNA trong xét nghiệm tiền sản không xâm lấn (NIPT) và phát hiện và theo dõi ung thư, DNA không có tế bào cũng đã được nghiên cứu về khả năng ứng dụng trong chẩn đoán và theo dõi các tình trạng khác. Một số ví dụ về lĩnh vực nghiên cứu cfDNA bao gồm:

Đau tim: chẩn đoán và tiên lượng bệnh nhồi máu cơ tim cấp tính.
Đột quỵ: Sự hiện diện của cfDNA trong máu là dấu hiệu cho thấy tổn thương não ở bệnh nhân đột quỵ và việc phân tích cfDNA được coi như một công cụ tiềm năng để chẩn đoán và tiên lượng bệnh đột quỵ.
Bệnh tự miễn dịch: viêm khớp dạng thấp và bệnh lupus ban đỏ hệ thống….
Cấy ghép: theo dõi quá trình cấy ghép nội tạng và phát hiện sự đào thải.
Biến chứng khi mang thai: Phân tích cfDNA là một công cụ tiềm năng để chẩn đoán và theo dõi các biến chứng khi mang thai, chẳng hạn như sinh non và tiền sản giật.

4. Xét nghiệm tiền sản không xâm lấn (NIPT)

Xét nghiệm thường được thực hiện bằng cách sử dụng mẫu máu của người mẹ, được thu thập trong ba tháng đầu của thai kỳ (thường là từ tuần thứ 9 đến tuần thứ 13). Mẫu máu được phân tích để tìm sự hiện diện của cfDNA từ bào thai tại phòng thí nghiệm. Đầu tiên, phòng thí nghiệm sẽ phân lập cfDNA từ mẫu máu của người mẹ để thực hiện xét nghiệm. Sau đó, cfDNA của thai nhi được khuếch đại và phân tích bằng kỹ thuật gọi là giải trình tự thế hệ tiếp theo.

Dữ liệu được dùng để xác định các bất thường nhiễm sắc thể cụ thể trong DNA của thai nhi. Kết quả xét nghiệm thường có trong khoảng 3 – 7 ngày làm việc và được báo cáo dưới dạng nguy cơ, cho biết khả năng thai nhi có bất thường nhiễm sắc thể cụ thể là cao hay thấp.

Một số đặc điểm di truyền bao gồm:

Dị bội nhiễm sắc thể: Đây là những bất thường về số lượng nhiễm sắc thể, chẳng hạn như trisomy (một nhiễm sắc thể phụ) hoặc monosomy (thiếu một nhiễm sắc thể). Một số dị tật nhiễm sắc thể phổ biến mà NIPT phát hiện bao gồm hội chứng Down (trisomy 21), hội chứng Edwards (trisomy 18) và hội chứng Patau (trisomy 13).
Bất thường về cấu trúc nhiễm sắc thể: Đây là những bất thường trong cấu trúc hoặc sự sắp xếp của nhiễm sắc thể, chẳng hạn như mất đoạn (thiếu mảnh) hoặc dịch mã (nhiễm sắc thể nối bất thường).
Rối loạn gen đơn: Đây là những tình trạng di truyền gây ra bởi đột biến ở một gen đơn lẻ. Một số rối loạn gen đơn lẻ, chẳng hạn như bệnh xơ nang và thiếu máu hồng cầu hình liềm, cũng có thể được phát hiện bằng NIPT.

NIPT là một xét nghiệm sàng lọc, không phải xét nghiệm chẩn đoán, cho thấy nguy cơ gia tăng bất thường về nhiễm sắc thể.

5. Kết luận

Hiện tại, cfDNA đã được sử dụng như một chỉ dấu độc lập trong sàng lọc trước sinh và cũng có giá trị ứng dụng quan trọng trong chẩn đoán và theo dõi bệnh, đặc biệt là trong ung thư.

Sự xuất hiện của cfDNA là phù hợp với xu hướng hiện tại của lĩnh vực chế tạo thuốc chính xác (precision medicine) nhằm đạt được chẩn đoán chính xác và điều trị chính xác.

Tuy nhiên, có rất nhiều thách thức để đưa vào ứng dụng đại trà tại các phòng khám xét nghiệm y khoa trong thực tế. Có 2 lý do chủ yếu:

Thứ nhất, phương pháp được phát hiện là không đồng nhất và quá trình tiêu chuẩn hóa còn thiếu.

Thứ hai, nồng độ ADN tự do có thể quá thấp, vì vậy công nghệ phát hiện cần phải được cải thiện để tăng độ nhạy và độ đặc hiệu.

Nghiên cứu về ADN tự do (cfDNA) vẫn còn ở giai đoạn phát triển ban đầu, và cần thêm nhiều hơn nữa các nghiên cứu chuyên sâu để làm rõ hơn giá trị ứng dụng lâm sàng của ADN tự do.

Xem thêm:

——

TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM GENCARE

Hotline: 0971.883.288