Ứng dụng của kỹ thuật PCR trong y sinh học

Bằng kỹ thuật PCR, từ một lượng khuôn ADN rất nhỏ như: một giọt máu, một sợi tóc hay một tế bào… người ta có thể khuếch đại chính xác, trật tự một lượng lớn lên đến hàng triệu bản nhằm phục vụ cho các quá trình khảo sát trong phản ứng thông qua xét nghiệm PCR. Trong công nghệ sinh học, PCR được sử dụng trong việc lập bản đồ gen, phát hiện gen, dòng hoá gen, giải mã trình tự ADN…

✅PCR được ứng dụng rất rộng rãi trong y học: trong chẩn đoán bệnh ung thư (tìm HPV trong ung thư cổ tử cung, phát hiện gen APC trong ung thư đại tràng, gen BRCA 1 – BRCA 2 trong ung thư vú, gen TPMT trong bệnh bạch cầu trẻ em, gen IgH và TCRy trong u lympho không Hodgkin, gen Rb-105 trong u nguyên bào lưới, gen NF-1,2 trong u xơ thần kinh…), nghiên cứu về hệ kháng nguyên bạch cầu người (HLA, human lymphocyte antigen)…

✅Trong Vi sinh học, PCR là một phương tiện hữu dụng để phát hiện các tác nhân vi sinh vật gây bệnh trong các trường hợp:
– Tác nhân không thể nuôi cấy thường quy: như các virus (viêm gan B, viêm gan C, Dengue, HIV, Herpes, CMV, EBV, HPV, virus SARS, H5N1…), các vi khuẩn (Chlamydia, Legionella, Mycoplasma, Treponema pallidum…).
Tác nhân nuôi cấy thường quy cho kết quả chậm: M. tuberculosis.
– Tác nhân nuôi cấy thất bại vì có mặt rất ít trong bệnh phẩm, đã bị điều trị kháng sinh trước đó (vd: Lao thất bại nuôi cấy, viêm màng não mủ mất đầu…).

✅PCR cũng được dùng để xác định độc tố của vi sinh vật: Tiểu đơn vị A của độc tố ruột không chịu nhiệt của Escherichia coli, và gần đây, các gen elta và elfB của E.coli sinh độc tố ruột (enterofoxigenic Escherichia Coli, ETEC); vt1 và vt2 của E. coli gây chảy máu đường ruột (enterohemorrhagic Escherichia coli; EHEC); eaeA và bfpA của E. coli gây bệnh đường ruột (enteropathogenic Escherichia coli; EPEC); ial của E.coli xâm nhập đường ruột (enteroinvasive Escherichia coli; EIEC) và Shigella đã được khuyếch đại bằng PCR nhằm chẩn đoán phân biệt giữa các loại Escherichia coli gây tiêu chảy.

PCR khuyếch đại các gen nói trên đã thay thế hoặc bổ sung cho các thử nghiệm kinh điển có độ nhậy và độ đặc hiệu kém hơn hoặc là thay thế cho các kỹ thuật phức tạp hơn.

Độc tố ruột của vi khuẩn tả (CT – cholera toxin) đóng vai trò chủ đạo trong cơ chế gây bệnh của chúng. PCR đã được dùng khuyếch đại đoạn gen mã hoá cho CT; nhờ đó, có thể phân biệt một cách chắc chắn Vibrio cholerae gây bệnh tả thực sự với các Vibrio cholerae khác, thuộc các nhóm huyết thanh không gây bệnh tả (trước đây gọi là các Vibrio không ngưng kết; nonagglutination, NAG). Clostridium difficile cũng được định loại thông qua xác định các loại độc tố riêng biệt của chúng bằng PCR.

✅PCR còn được dùng để nghiên cứu về tính kháng thuốc của vi khuẩn. Từ trước đến nay, tính kháng thuốc của vi khuẩn gây bệnh được xác định bằng các kỹ thuật dựa trên nuôi cấy như kháng sinh đồ theo Kirby Bauer (khuếch tán trên thạch) và xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC – Minimal Inhibitory Concentration). Các kỹ thuật này chiếm nhiều thời gian nên khó cho phép có định hướng điều trị kịp thời trong các bệnh nhiễm khuẩn cấp. Ngoài ra, các kỹ thuật nuôi cấy có hiệu quả phục vụ điều trị không cao đối với một số vi sinh vật, như Mycobacterium tuberculosis, có thời gian tăng trưởng rất dài (nhiều tuần lễ). Với kỹ thuật PCR, người ta có thể phát hiện nhanh tính kháng thuốc của các chủng vi khuẩn gây bệnh qua khảo sát gen kháng thuốc. Ví dụ, khảo sát gen pbp1a và 2a của Streptococcus pneumoniae bằng kỹ thuật PCR-SSCP, kỹ thuật PCR phát hiện đột biến kháng Rifamicin ở gen rpoB , phát hiện kháng INH do thiếu gen catalase (gen Kat G) của vi khuẩn Lao…

✅Trong lĩnh vực ký sinh trùng, người ta dùng kỹ thuật PCR trong chẩn đoán lỵ amíp, Leishmania, Echinococcus, Microsporidia, Giardia, Cryptosporidium, Toxoplasma gondii…
(Nguồn: Medlatec)