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
  • 22/03/2025

    Nhịn ăn gián đoạn kéo dài có hại gì?

    Nhịn ăn gián đoạn là biện pháp giảm cân phổ biến trong những năm gần đây. Tuy nhiên một phát hiện mới cho thấy, nên cân nhắc thời gian áp dụng chế độ ăn này ở những người trẻ tuổi vì nó có thể làm trầm trọng thêm bệnh đái tháo đường.

  • 22/03/2025

    8 lý do khiến bạn vẫn bị sâu răng mặc dù đã đánh răng và dùng chỉ nha khoa

    Vệ sinh răng miệng đúng cách là điều cần thiết cho răng và nướu khỏe mạnh. Và chúng đặc biệt quan trọng đối với những người dễ bị sâu răng. Vì vậy, hãy tiếp tục đánh răng hai lần mỗi ngày và dùng chỉ nha khoa thường xuyên. Với suy nghĩ đó, bài viết này sẽ giúp bạn hiểu lý do tại sao sâu răng vẫn có thể xảy ra ngay cả khi bạn chăm sóc răng miệng tốt và bạn có thể làm gì để giảm nguy cơ này.

  • 21/03/2025

    Mỗi ngày ăn một bữa - Giảm cân, giảm luôn sức khỏe?

    Mỗi ngày chỉ ăn một bữa - có rất nhiều lý do để không ít người thực hiện cách ăn này như giảm cân, thải độc. Phương pháp này hiện đang được truyền tai nhau như một trào lưu.

  • 21/03/2025

    Táo đỏ: Thực phẩm bổ dưỡng hay chiêu thổi phồng từ quảng cáo?

    Trong Đông y, táo đỏ được xếp vào nhóm thuốc không có độc, có thể sử dụng lâu dài. Gần đây, táo đỏ đã trở thành một “cơn sốt” trong cộng đồng nhờ được quảng bá như một thực phẩm bổ dưỡng, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.

  • 21/03/2025

    Nguyên nhân nào khiến tóc rụng ngày càng nhiều?

    Tình trạng rụng tóc phản ánh nhiều điều về sức khỏe và thói quen sinh hoạt hàng ngày. Khi phát hiện dấu hiệu tóc rụng nhiều, bạn có thể làm gì để mái tóc không thưa dần thêm?

  • 21/03/2025

    Điều gì thực sự xảy ra với cơ thể bạn khi bạn sinh mổ?

    Sinh mổ hay còn gọi là sinh mổ lấy thai ngày càng phổ biến vì nhiều lý do. Có khoảng 30% ca sinh nở ở Hoa Kỳ diễn ra bằng phương pháp mổ lấy thai. Hãy cùng VIAM tìm hiểu một số tác dụng phụ có thể xảy ra với mẹ sau khi sinh nhé.

  • 20/03/2025

    Rau xanh có phải là "vua" chất xơ?

    Câu chuyện về viên rau củ - một loại thực phẩm bổ sung chất xơ - đang thu hút sự quan tâm. Liệu có phải vì chúng ta chưa hiểu rõ tầm quan trọng của chất xơ?

  • 20/03/2025

    Giảm mỡ nội tạng hiệu quả với hạt dẻ cười

    Hạt dẻ cười không chỉ là món ăn vặt thơm ngon mà còn là “trợ thủ đắc lực” trong quá trình giảm mỡ nội tạng.

Xem thêm