Tiến bộ trong lĩnh vực chẩn đoán sinh học phân tử: Ứng dụng kỹ thuật nhân bản đẳng nhiệt (LAMP)

Các phương pháp chẩn đoán sinh học phân tử đã chứng kiến những tiến bộ đáng kể trong những năm qua, giúp phát hiện nhanh hơn và chính xác hơn các mầm bệnh và rối loạn di truyền. Kỹ thuật nhân bản đẳng nhiệt Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP), một công cụ phân tử mạnh mẽ đã cách mạng hóa cách thức chẩn đoán. Trong bài viết này, chúng tôi sơ lược các nguyên lý, ứng dụng và lợi ích của kỹ thuật LAMP trong chẩn đoán sinh học phân tử.

Tổng quan

Chẩn đoán sinh học phân tử đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định và định danh các mầm bệnh, đột biến gen và các bệnh lý khác nhau. Phương pháp chẩn đoán truyền thống thường tốn nhiều thời gian như PCR đòi hỏi chu kỳ luân nhiệt độ, khiến kỹ thuật này thời gian thực hiện tương đối chậm và phức tạp. Kỹ thuật LAMP đã giải quyết những hạn chế trên, cung cấp một phương pháp chẩn đoán phân tử nhanh chóng và hiệu quả.

Nguyên tắc hoạt động LAMP

LAMP là một kỹ thuật nhân bản đẳng nhiệt, loại bỏ đi quá trình luân nhiệt độ như kỹ thuật PCR. Phương pháp này dựa vào 4 – 6 cặp mồi được thiết kế đặc hiệu để nhắm mục tiêu 6 – 8 vùng riêng biệt trên chuỗi DNA mục tiêu. Những mồi này bắt đầu quá trình nhân bản, xảy ra ở nhiệt độ đẳng nhiệt (không đổi), thường là từ 60 – 65°C. Kết quả là sự gia tăng đáng kể các DNA mục tiêu trong một thời gian ngắn.

Ứng dụng LAMP trong chẩn đoán sinh phân tử

1. Phát hiện bệnh truyền nhiễm

Phát hiện mầm bệnh: LAMP đã được sử dụng trong việc phát hiện nhanh các tác nhân truyền nhiễm khác nhau, bao gồm vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong các xét nghiệm giới hạn về tài nguyên, và thường không yêu cầu thiết bị phức tạp.

Xét nghiệm tại chỗ (POCT): Sự đơn giản và nhanh chóng của kỹ thuật LAMP khiến nó trở thành một phương pháp lý tưởng cho các giải pháp xét nghiệm tại chỗ – POCT, giúp chẩn đoán và điều trị kịp thời các bệnh truyền nhiễm, như lao, sốt rét và HIV,…

2. Sàng lọc bệnh di truyền

Phân tích đột biến: LAMP sử dụng để xác định các đột biến di truyền liên quan đến các bệnh di truyền, bao gồm xơ nang, thiếu máu hồng cầu hình liềm và bệnh Huntington. Độ nhạy và độ đặc hiệu của LAMP hỗ trợ chẩn đoán sớm và tư vấn di truyền.

Sàng lọc trẻ sơ sinh: LAMP có thể sử dụng cho các chương trình sàng lọc trẻ sơ sinh, cho phép phát hiện nhanh các rối loạn di truyền ngay sau khi sinh.

3. Kiểm tra chất lượng thực phẩm và môi trường

Phát hiện mầm bệnh trong thực phẩm: LAMP được sử dụng trong việc xác định nhanh các mầm bệnh trong thực phẩm như Salmonella và E. coli. Công nghệ này đảm bảo an toàn thực phẩm và giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh qua thực phẩm.

Giám sát môi trường: LAMP có thể phát hiện các chất gây ô nhiễm trong môi trường, bao gồm các chất ô nhiễm và mầm bệnh, góp phần đánh giá chất lượng nước và không khí tốt hơn.

4. Chẩn đoán ung thư

Phát hiện ung thư: Kỹ thuật LAMP đã được sử dụng để xác định các đột biến gen liên quan đến ung thư, hỗ trợ chẩn đoán ung thư sớm và kế hoạch điều trị cá nhân.

Lợi ích LAMP trong chẩn đoán sinh học phân tử

• Kết quả nhanh: LAMP cung cấp kết quả trong vài phút, giảm đáng kể thời gian trả kết quả chẩn đoán.
• Độ nhạy và độ đặc hiệu: LAMP có độ nhạy và độ đặc hiệu cao, đảm bảo chẩn đoán chính xác ngay cả với nồng độ DNA mục tiêu thấp.
• Yêu cầu ít thiết bị: LAMP có thể được tiến hành với các thiết bị đơn giản, phù hợp với các ứng dụng dựa trên nhiều lĩnh vực.
• Hiệu quả về chi phí: LAMP có hiệu quả về chi phí so với các kỹ thuật chẩn đoán phân tử khác, giảm chi phí chẩn đoán tổng thể.

Kết luận

Việc ứng dụng kỹ thuật LAMP trong chẩn đoán sinh học phân tử đã mở ra một kỷ nguyên mới về phát hiện bệnh nhanh chóng và chính xác. Tính linh hoạt, đơn giản và hiệu quả chi phí của nó làm cho LAMP trở thành một công cụ có giá trị trong các lĩnh vực khác nhau, từ kiểm soát bệnh truyền nhiễm đến sàng lọc di truyền và giám sát môi trường. Khi việc nghiên cứu và công nghệ tiếp tục phát triển, LAMP  đóng vai trò ngày càng nổi bật trong việc định hình tương lai của chẩn đoán phân tử.

Nguồn: Tổng hợp