Phương pháp phân tích RNA mà họ đã phát triển trong hai năm cho phép mô tả 400 biến thể gen chịu trách nhiệm về một số vấn đề sức khỏe nhất định. Đây là phương pháp độc đáo có một không hai trên thế giới.
Đưa ra chẩn đoán, không có đột biến
Vào năm 2014, Camilla và Magomed Shuaypov từ ngôi làng nhỏ Zubutli-Miatli ở Dagestan đã sinh con đầu lòng mong mỏi bao lâu. Cậu bé hoàn toàn khỏe mạnh, nhưng, ở tuổi sáu tháng phải nhập viện vì nghi ngờ nhiễm trùng đường ruột. Việc điều trị không giúp được gì, sức khỏe ngày càng suy giảm, và cậu bé đã được chuyển đến Bệnh viện lâm sàng trẻ em Nga (RCCH) ở Matxcơva. Nhưng, ngay cả ở đó, các bác sĩ cũng bất lực: chẩn đoán không rõ và cách điều trị không rõ.
"Khi lên 6 tháng tuổi, con trai của tôi đã ngừng phát triển thể chất hoàn toàn. Khi lên 1 tuổi, cậu bé chỉ nặng từ 5 đến 6 kg, rất gầy và không phát triển gì cả. Tuy nhiên, các triệu chứng của nhiễm trùng đường ruột không biến mất. Các bác sĩ của bệnh viện RCCH khuyên nên liên hệ với Viện nghiên cứu lâm sàng nhi khoa mang tên Viện sĩ Veltishchev. Và các chuyên gia của Viện ngay lập tức nói với chúng tôi rằng, con trai chúng tôi mắc hội chứng Fanconi và, có lẽ, bệnh cystinosis thận. Họ đã kê đơn điều trị và cuối cùng thuốc bắt đầu mang lại kết quả", - cô Camilla nói.
Tuy nhiên, các nghiên cứu cần thiết đã không xác nhận chẩn đoán này. Trong giác mạc của đứa trẻ 1 tuổi không phát hiện tinh thể cystine được coi là một trong những dấu hiệu chính của bệnh này, và phân tích DNA không cho thấy bất kỳ đột biến nào. Đáng lẽ, cậu bé nên khỏe mạnh, nhưng, trên thực tế không phải như vậy.
"Những chuyện tương tự không phải là hiếm. Một số bệnh nhân của chúng tôi có đầy đủ các biểu hiện lâm sàng và cận lâm sàng của bệnh di truyền dạng lặn (chúng chỉ xảy ra khi con người nhận được một phiên bản gen đột biến từ cả cha và mẹ. - Ed.), nhưng, các nghiên cứu di truyền phân tử không xác định được bất kỳ đột biến nào trong các gen liên quan đến bệnh này hoặc chỉ phát hiện một đột biến. Do đó, chúng tôi không thể đưa ra chẩn đoán cuối cùng", - bác sỹ Svetlana Papizh, nhà nghiên cứu cao cấp của bộ phận nghiên cứu bệnh thận di truyền tại Viện nghiên cứu lâm sàng nhi khoa mang tên Viện sĩ Veltishchev cho biết.
Chính cô Svetlana Papizh là người đầu tiên nghi ngờ cậu bé mắc một căn bệnh di truyền hiếm gặp và khăng khăng đòi điều trị bệnh lý ngay lập tức. Nửa năm sau lần kiểm tra đầu tiên, các bác sĩ lại một lần nữa thực hiện các thao tác đó và phát hiện sự lắng đọng của tinh thể cystine trong giác mạc của bệnh nhân nhỏ tuổi. Điều này cho phép các bác sĩ chuẩn đoán cystinosis thận, bất chấp kết quả xét nghiệm âm tính của phân tích DNA. Liệu pháp đã mang lại hiệu quả và tình trạng sức khỏe của cậu bé được cải thiện. Trong trường hợp với bệnh này, chất lượng cuộc sống tương lai của bệnh nhân phụ thuộc vào chẩn đoán sớm và điều trị kịp thời.
Song song với điều đó, bác sĩ Svetlana Papizh đã tìm kiếm các nhóm nghiên cứu có thể giúp làm sáng tỏ trường hợp phức tạp này. Nhóm nhà di truyền học dưới sự lãnh đạo của Mikhail Skoblov từ Trung tâm Di truyền Y học rất quan tâm đến đề xuất của cô, vì họ cũng đã phân tích messenger RNA - một phân tử đóng vai trò quan trọng trong biểu hiện gen.
RNA bất thường
"Một tỷ lệ đột biến khá lớn được phát hiện trong chẩn đoán DNA dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc của RNA. Nếu cấu trúc của RNA bị phá vỡ thì nó mất chức năng và bắt đầu sản sinh protein sai, do đó gây bệnh. Đã ghi nhận khá nhiều trường hợp như vậy, khoảng 30%. Và chúng tôi đã suy nghĩ về một phương pháp khác - phân tích trực tiếp cấu trúc của RNA để tìm thấy các đột biến không thể được phát hiện trong chẩn đoán DNA. Bằng cách này có thể tìm thấy một gen bị hỏng mà phân tích di truyền thông thường không thể nhìn thấy", - chuyên gia Mikhail Skoblov, người đứng đầu phòng thí nghiệm về bộ gen chức năng tại Trung tâm Di truyền Y học Matxcơva giải thích.
Nhà khoa học giới thiệu “đĩa Petri” cỡ nhỏ trong đó các nguyên bào sợi được nuôi cấy - các tế bào mô liên kết của bệnh nhân đang chờ xác nhận chẩn đoán. Một năm trước, các nhà nghiên cứu cũng đã nhân giống các tế bào của con trai Shuaypov thu được từ một mảnh da nhỏ của cậu bé. Sau khi chiết xuất RNA từ nguyên bào sợi, các nhà khoa học đã phát hiện ra cấu trúc sai của nó, rồi đã tìm được một đột biến ngấm ngầm khiến bệnh u nang thận phát triển ở cậu bé.
"Khó khăn lớn nhất mà chúng tôi phải đối diện là RNA mà chúng tôi phân lập bị phân hủy rất nhanh. Nó chứa enzyme đặc biệt - Rnase - không ổn định do tác động của môi trường. Ngay cả trong tế bào, axit ribonucleic chỉ tồn tại trong vài phút và đôi khi là vài giây. Sau khi RNA thực hiện chức năng chính của nó (sản sinh protein), nó bị phá hủy. Để tránh điều này, chúng tôi phá hủy các tế bào bằng dung dịch chứa chất ức chế RNase, sau đó trích xuất từ chúng RNA tốt, không bị phân hủy. Sau đó quá trình là dễ dàng hơn. Từ axit ribonucleic chúng tôi chiết xuất DNA bổ sung, nó được sử dụng để theo dõi những thay đổi trong cấu trúc của gen, đặc biệt là những đột biến. Quá trình này mất khoảng một tuần", - Giáo sư Skoblov nói.
Sau trường hợp với cậu bé Shuaypov đã có những bệnh nhân khác. Ví dụ, các nhà khoa học đã tìm được một đột biến chưa được biết đến ở một cặp vợ chồng, mà chính do đột biến gen này, bà vợ không thể sinh con trong một thời gian dài.
“Sau khi chúng tôi thực hiện một số nghiên cứu và thấy được những thay đổi ở cấp độ RNA không thể phát hiện được trong quá trình phân tích DNA, chúng tôi đã nhận thức được rằng, đây là một phương pháp thay thế để chẩn đoán bệnh di truyền. Phương pháp này cung cấp rất nhiều thông tin, có nhu cầu lớn, nhưng, khá phức tạp trong quá trình thực hiện. Hiện nay trên thế giới có rất ít phòng thí nghiệm có thể sử dụng phương pháp này. Đến nay chúng tôi có bốn hồ sơ bệnh án, các bệnh nhân đó đã được điều trị khỏi bệnh. Một số hồ sơ đã được công bố, một số đang được xem xét. Có thêm 15 hồ sơ bệnh án đang được nghiên cứu. Đôi khi chúng tôi thực hiện những phát hiện mà không ai có thể dự đoán", - nhà khoa học nói.
Có một không hai trên thế giới
Đến nay các nhà nghiên cứu đã xác định bốn trăm gen, các đột biến chưa từng biết đến có thể được phát hiện bằng phương pháp chẩn đoán RNA. Họ đã phát triển hệ thống phân tích RNA riêng cho mỗi phần của bộ gen. Không có cơ sở dữ liệu lớn như vậy ở bất cứ nơi nào khác trên thế giới.
“Không có nghi ngờ gì nữa, nhóm nghiên cứu của Mikhail Skoblov đang dẫn đầu lĩnh vực này. Họ phân tích RNA - sản phẩm của phiên mã gen. Tức là, họ không chỉ dự đoán các tác động có thể, mà còn trực tiếp nhìn vào kết quả hoạt động của một gen bị hỏng.Tất nhiên, nếu không có phân tích như vậy thì không thể chẩn đoán, điều trị các trường hợp bệnh nghi ngờ được mô tả trong các bài khoa học của họ. Trong một số trường hợp, phương pháp này trở thành xu hướng quốc tế, nhưng, nhóm nghiên cứu của giáo sư Skoblov đang dẫn đầu lĩnh vực này", - Oleg Gusev, nhà nghiên cứu cao cấp tại Viện Nghiên cứu Hóa Lý RIKEN (Nhật Bản), Trưởng Phòng thí nghiệm sinh học cực đoan của Đại học Kazan cho biết.
Cô Svetlana Papizh lưu ý rằng, trong trường hợp với gia đình Shuaypov, phân tích RNA đã giúp phát hiện nguyên nhân gây bệnh và xác nhận tính hợp lệ của liệu pháp này. Ngoài ra, trong nhiều trường hợp, nghiên cứu này cho phép giải quyết những vấn đề pháp lý. Trên thực tế, để điều trị các bệnh hiếm gặp phải có các loại thuốc rất đắt tiền. Theo pháp luật Nga, nhà nước phải hỗ trợ thuốc miễn phí, và để có như vậy căn bệnh phải được xác định bởi nghiên cứu di truyền.
Camilla Shuaypova, có con trai sống sót nhờ phương pháp chuẩn đoán sớm, đang chuẩn bị cho đứa trẻ đi học. Cô vui mừng trước những thành tựu nhỏ của con và cảm ơn các bác sĩ và nhà khoa học đã có thể chẩn đoán bệnh và rất kịp thời chỉ định phương pháp điều trị cần thiết. Ngày nay, cậu bé 6 tuổi không khác gì các bạn cùng lứa.
