CNSH. Dương Thị Ngọc Nữ - IVFMD Tân Bình

Giới thiệu:
Lệch bội là yếu tố nguy cơ chính gây sẩy thai liên tiếp, làm tăng khả năng sinh con bị dị tật bẩm sinh. Để tăng cơ hội sinh con khỏe mạnh, có thể thực hiện xét nghiệm di truyền tiền làm tổ để phát hiện lệch bội nhiễm sắc thể (preimplantation genetic testing for aneuploidy – PGT-A) và ưu tiên chuyển phôi nguyên bội. Hiện tại, PGT-A được thực hiện theo công nghệ giải trình tự gene thế hệ mới (next-generation sequencing – NGS) dựa trên giải trình tự toàn bộ bộ gene có độ bao phủ thấp hoặc giải trình tự mục tiêu. Các nền tảng NGS tiên tiến nhất được sử dụng cho PGT-A như MiSeq (Illumina), Ion GeneStudio S5 (Thermo Fisher Scientific), và có sẵn các kit thương mại cho xét nghiệm lệch bội NST. Tuy nhiên, những nền tảng này có chi phí thiết bị cao và thời gian thực hiện dài.
 
Gần đây, công nghệ giải trình tự đơn phân tử của Oxford Nanopore Technologies đã được khám phá về tính khả thi của nó như một nền tảng thay thế trong PGT-A. Công nghệ này sử dụng dòng điện điều hướng mạch đơn DNA đi qua các lỗ nano và sự thay đổi của các nucleotide khi chạy qua lỗ nano tạo ra sự chênh lệch cường độ dòng điện. Các tín hiệu điện được ghi nhận sau đó chuyển đổi thành thông tin trình tự nucleotide. Trong nghiên cứu này, công nghệ giải trình tự Nanopore được đánh giá về khả năng phát hiện lệch bội nguyên nhiễm sắc thể và lệch bội phân đoạn (vi mất đoạn) từ mẫu đơn bào; mẫu đa bào và mẫu sinh thiết 1-5 tế bào lá nuôi (trophectoderm – TE) sẽ được so sánh độ tương đồng kết quả giải trình tự với công nghệ NGS.
 
Phương pháp:
Các bản sao đơn bào và đa bào từ các dòng tế bào lệch bội hoặc mất cân bằng phân đoạn (n = 208) được khuếch đại bằng bộ kit SurePlex (Illumina), phân ngẫu nhiên và thực hiện (a) giải trình tự phân tử đơn dựa trên công nghệ Nanopore (Oxford Nanopore Technologies) và (b) NGS bằng cách sử dụng giải pháp PGT-A thương mại hàng đầu (Illumina VeriSeq PGS). Các mẫu sinh thiết tế bào lá nuôi (TE) đã được khuếch đại SurePlex (n = 96) được phân tích trước đây sử dụng bộ kit thương mại được làm mù và phân tích lại bằng Nanopore. Giải trình tự NGS sử dụng bộ kit Illumina VeriSeq PGS và thiết bị MiSeq NGS, đạt được tối thiểu 250.000 trình tự đọc cho mỗi mẫu. Giải trình tự Nanopore được thực hiện bằng phần mềm MinKNOW trên thiết bị MinION Mk1B (MinKNOW v20.06.5, Oxford Nanopore Technologies) được kết nối với máy tính hoặc thiết bị MinION Mk1C (MinKNOW v21.02.2, Oxford Nanopore Technologies). Giải trình tự được tiến hành trong 24 giờ để thu được tối thiểu 2,4 triệu trình tự đọc mỗi lần chạy.
 
Kết quả:
PGT-A dựa trên công nghệ nanopore đã xác định được sự bất thường cụ thể của các đơn bào/đa bào mang lệch bội là 95,45% hoặc mất cân bằng phân đoạn là 97,78% (10–30,5 Mb). So sánh với kết quả của bộ kit thương mại (VeriSeq PGS) cho thấy sự tương đồng ở mẫu lệch bội là 98,86% (87/88) và 98,89% (89/90) đối với mẫu lệch bội phân đoạn. Độ nhạy phát hiện đối với mất cân bằng phân đoạn nhỏ hơn (5–5,8 Mb, n = 30) giảm rõ rệt trên cả hai nền tảng. Phân tích lại PGT-A dựa trên Nanopore của các mẫu sinh thiết phôi nang có tỷ lệ tương đồng là 97,92% (94/96) với kết quả của bộ dụng cụ thương mại.
 
Kết luận:
Có thể giải trình tự lên đến 24 mẫu đơn bào, đa bào hoặc tế bào lá nuôi đã được khuếch đại SurePlex trên một thiết bị MinION flow-cell duy nhất cho xét nghiệm di truyền tiền làm tổ nhằm phát hiện lệch bội hoặc bất thường cấu trúc NST (PGT-A/SR), với kết quả thu được trong 3 ngày và chi phí cho mỗi mẫu cạnh tranh với các sản phẩm thương mại. Giải trình tự phân tử đơn thế hệ thứ ba của Nanopore là một giải pháp khả thi thay thế cho các giải pháp PGT-A dựa trên NGS thương mại hiện tại để sàng lọc tình trạng mất cân bằng phân đoạn và lệch bội NST (≥10 Mb) của các mẫu đơn/đa bào hoặc mẫu sinh thiết tế bào lá nuôi.
 
TLTK: Tan, V. J., Liu, T., Arifin, Z., Pak, B., Tan, A. S., Wong, S., ... & Chong, S. S. (2023). Third-generation single-molecule sequencing for preimplantation genetic testing of aneuploidy and segmental imbalances. Clinical Chemistry, 69(8), 881-889.
 

Từ khóa: Giải trình tự gene đơn phân tử thế hệ thứ ba cho xét nghiệm di truyền tiền làm tổ về lệch bội và mất cân bằng phân đoạn nhiễm sắc thể