Tổng hội y học Việt Nam

Viện y học ứng dụng Việt Nam
ứng dụng y học vì sức khỏe người việt nam

Kỹ thuật mới giúp chẩn đoán nhiễm khuẩn huyết chỉ mất vài giờ

Tại Mỹ mỗi năm có hơn 1 triệu ca nhiễm khuẩn huyết, hơn 250.000 ca tử vong - đây là căn bệnh giết chết nhiều người hơn cả ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt và HIV cộng lại.

Kỹ thuật mới giúp chẩn đoán nhiễm khuẩn huyết chỉ mất vài giờ

Trước tình hình này, các nhà nghiên cứu vẫn đang gấp rút tìm kiếm liệu pháp chữa trị cũng như nguyên nhân gây bệnh và nổ lực của họ phần nào đã được đền đáp khi nhóm nghiên cứu đến từ đại học California tại San Diego (UCSD) đã có được một công cụ chẩn đoán cho phép nhận diện vi khuẩn trong chỉ vài giờ, rút ngắn đáng kể thời gian chẩn đoán vốn thường mất vài ngày như các phương pháp hiện tại.

Phương pháp của UCSD khai thác 2 loại công nghệ còn mới mẻ gồm microfluidic (vi lỏng hay còn gọi là công nghệ lab-on-chip) và High Resolution Melt (HRM - phân tích nhiệt nóng chảy phân giải cao - một kỹ thuật sinh học phân tử cho phép phát hiện vi khuẩn thông qua một dấu vết mà nó để lại trên chuỗi DNA được gọi là "đường cong nóng chảy").

Nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ microfluidic để phát hiện tất cả các DNA bị vi khuẩn tấn công hiện hữu trong mẫu DNA. Phương pháp thông thường là chọn ra từng DNA một mà họ nghi là nguyên nhân gây viêm và hiển nhiên phương pháp này không hiệu quả, mất nhiều thời gian.

"DNA nhiễm khuẩn có mặt trên mọi thứ và lây nhiễm mọi nơi", Stephanie Fraley cho biết.

Stephanie Fraley - phó giáo sư kỹ thuật sinh học tại UCSD cho biết: "DNA nhiễm khuẩn có mặt trên mọi thứ và lây nhiễm mọi nơi, do đó việc cố gắng tìm ra những DNA liên quan đến nhiễm khuẩn huyết giống như mò kim đáy bể". Fraley từng được trao giải thưởng Burroughs Welcome Fund Career Award cho những công nghệ do chính cô phát triển phục vụ cho công tác chữa trị nhiễm trùng huyết và nghiên cứu hôm nay cũng dựa trên những thành tựu trước đó của Fraley.

Về phương pháp chẩn đoán HRM, ưu điểm của phương pháp này là có thể giúp xác định thành phần di truyền trong một loạt các mẫu thử nhanh chóng và chính xác. Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã phân loại kiểu gen cùng lúc 20.000 phản ứng từ 1 ml máu được cho nhiễm vi khuẩn Listeria monocytogenes (lây nhiễm qua thực phẩm) và Streptococcus pneumoniae (vi khuẩn gây các bệnh viêm nhiễm qua đường hô hấp và viêm màng não)

Để thực hiện, trước tiên họ tách tất cả các DNA từ mẫu máu và đưa vào một con chip điện tử cho phép mỗi mảnh mẫu máu có thể tự sinh dựa trên các phản ứng riêng của nó. Mỗi khoang trên con chip chỉ có thể chứa 20 picoliter! Họ đã sử dụng một hỗn hợp hóa học đặc biệt để có thể đưa một lượng rất rất nhỏ máu như vậy vào chip và kỹ thuật này cũng đang chờ được cấp bằng sáng chế.

Điều đáng chú ý trong thí nghiệm của USCSD là thông thường, hoạt động phân tích HRM chỉ được thực hiện sau khi hoàn thành kĩ thuật tạo bản sao phân tử có tên gọi là phản ứng trùng hợp chuỗi hay phản ứng khuếch đại gene Polymerase Chain Reaction (PCR - một kỹ thuật nhằm tạo ra nhiều bản sao (khuếch đại) một đoạn DNA mà không cần sử dụng các sinh vật sống như khuẩn E. Coli hay nấm men).

Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu phát triển một thuật toán máy tính cho phép họ bỏ qua kỹ thuật PCR và thực hiện phân tích HRM tự động.

Fraley cho biết: "Chưa ai từng phân tích nhiều phản ứng cùng lúc ở tỉ lệ nhỏ như vậy trước đây. Hầu hết các thử nghiệm phân tử trên DNA thường được thực hiện ở tỉ lệ lớn hơn và chỉ có thể tìm kiếm một loại vi khuẩn mỗi lần. Chúng tôi phân tích tất cả các vi khuẩn trong mẫu máu. Đây là một bước tiến rất lớn".

Mục tiêu hiện tại của Fraley và nhóm nghiên cứu là đưa công cụ chẩn đoán này ra khỏi phòng thí nghiệm.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu làm nóng con chip với DNA đã được khuếch đại với mức nhiệt độ tăng dần 0,2 đô C, từ từ khiến DNA nóng chảy. Khi DNA chuỗi xoắn đôi phân tách, các kết nối giữa các chuỗi DNA bị phá vỡ, để lộ những dấu hiệu đặc trưng.

Để thu lại dấu hiệu này, nhóm nghiên cứu sử dụng một loại chất nhuộm huỳnh quang đặc biệt có thể liên kết với DNA mạch kép, khiến những dấu hiệu này phát sáng. Khi các chuỗi bị phân rã, chất huỳnh quang trở nên yếu hơn bởi DNA mạch kép không còn để nó bám dính vào.

Từ những dấu hiệu trên, họ có được thứ gọi là "đường cong nóng chảy" của vi khuẩn nhờ quan sát qua kính hiển vi. Đường cong này sau đó được phân tích bằng một thuật toán máy học (machine learning) trước đó đã được nạp 37 loại vi khuẩn khác nhau.

Kết quả cuối cùng cho thấy thuật toán này hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống với độ chính xác lên đến 99%, trong khi phương pháp thường có tỉ lệ sai sót đến 23%.

Mục tiêu hiện tại của Fraley và nhóm nghiên cứu là đưa công cụ chẩn đoán này ra khỏi phòng thí nghiệm. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ tìm cách thu nhỏ kích thước của hệ thống để có thể sử dụng thuận tiện tại các phòng khám, viện lâm sàng cũng như mở rộng khả năng phát hiện mầm bệnh bao gồm các loại nấm, virus và các gene chống kháng sinh.

Thêm vào đó, họ cũng cần thực hiện thêm các nghiên cứu dựa trên mẫu máu từ bệnh nhân thực tế. Fraley hy vọng hệ thống sẽ đến tay các y bác sĩ trong vòng 5 năm tới.

Theo Tinh Tế
Bình luận
Tin mới
  • 21/11/2024

    Trị bệnh Parkinson bằng Đông y có hiệu quả không?

    Do các loại thuốc Tây y điều trị bệnh Parkinson thường đi kèm với tác dụng phụ và nguy cơ “nhờn thuốc” khi dùng lâu dài, nhiều người tìm tới các phương pháp Đông y với hy vọng các loại thảo dược tự nhiên sẽ an toàn hơn với cơ thể.

  • 21/11/2024

    Tăng cường sức khỏe xương khớp cho người cao tuổi trong mùa đông

    Khi bước vào giai đoạn lão hóa, cơ thể con người trải qua nhiều thay đổi sinh lý, suy giảm chức năng của hệ cơ xương khớp và dễ mắc phải các bệnh lý về xương khớp, đặc biệt là trong mùa đông lạnh

  • 21/11/2024

    Tức giận - Kẻ thù thầm lặng của sức khỏe

    Tức giận là một cảm xúc bình thường mà ai cũng sẽ trải qua, bởi hiếm ai có thể giữ được bình tĩnh khi bị tấn công, xúc phạm, phản bội hay thất bại... Tuy nhiên, tức giận quá thường xuyên hoặc kéo dài có thể gây ra nhiều vấn đề đối với sức khỏe.

  • 21/11/2024

    Bệnh hô hấp và cách bảo vệ sức khỏe trong mùa lạnh

    Mùa đông đến đi kèm với sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, không khí hanh khô và độ ẩm giảm. Những yếu tố này gây nên các bệnh về đường hô hấp, đặc biệt là ở trẻ nhỏ, người cao tuổi và những người có hệ miễn dịch yếu. Các bệnh lý đường hô hấp không chỉ gây khó chịu, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống mà còn có thể dẫn đến các biến chứng nguy hiểm nếu không được điều trị kịp thời.

  • 20/11/2024

    9 cách chữa đau chân tại nhà hiệu quả

    Đau chân là vấn đề phổ biến ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của nhiều người. Cùng tìm hiểu 9 phương pháp đơn giản, hiệu quả để chữa đau chân tại nhà. Áp dụng đúng cách, bạn có thể giảm đau, cải thiện lưu thông máu và tăng cường sức khỏe cho đôi chân của mình.

  • 19/11/2024

    Các phương pháp điều trị bênh tiêu chảy tự nhiên khi bạn đang cho con bú

    Thật khó khăn khi bạn phải đối mặt với bệnh tiêu chảy, nhất là khi bạn đang phải cho con bú. Trong bài viết này, Viện Y học ứng dụng Việt Nam sẽ chia sẻ một số biện pháp khắc phục tự nhiên để điều trị bệnh tiêu chảy cho các bà mẹ vẫn đang trong thời kỳ nuôi con bằng sữa mẹ.

  • 18/11/2024

    Tại sao người đái tháo đường nên ăn rau đầu tiên?

    Ăn rau đầu tiên trong bữa ăn có tác dụng thế nào với người bệnh đái tháo đường? Thứ tự các ăn các món trong bữa ăn của người bệnh đái tháo đường có gì đặc biệt? Nhân Ngày thế giới phòng chống đái tháo đường 14/11, cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

  • 18/11/2024

    Ngày Trẻ em Thế giới: Bồi dưỡng sức khỏe thể chất và tinh thần cho trẻ

    Ngày Trẻ em Thế giới là dịp để chúng ta cùng nhau tôn vinh và bảo vệ thế hệ tương lai của đất nước. Trong bối cảnh cuộc sống hiện đại với nhiều thay đổi, việc chăm sóc sức khỏe toàn diện cho trẻ em càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết.

Xem thêm