CNSH. Dương Thị Ngọc Nữ - IVFMD Tân Bình
 
Giới thiệu:
Chuyển đoạn cân bằng (Balanced reciprocal translocation-BRT) là một trong những bất thường nhiễm sắc thể phổ biến nhất gây vô sinh, sẩy thai liên tiếp và sinh con mang dị tật bẩm sinh. Xét nghiệm di truyền tiền làm tổ được sử dụng rộng rãi để lựa chọn phôi nguyên bội cho người mang BRT nhằm tăng cơ hội sinh con khỏe mạnh. Mặc dù chuyển phôi mang chuyển đoạn cân bằng vẫn sinh ra những đứa trẻ bình thường về kiểu hình, nhưng sẽ gặp phải những rủi ro về sinh sản tương tự như cha mẹ. Một vài kỹ thuật có thể được sử dụng để phân biệt phôi mang chuyển đoạn cân bằng với phôi có karyotype bình thường như kết hợp giải trình tự mate pair và phân tích điểm đứt gãy (breakpoint) trong PCR; sàng lọc nhiễm sắc thể toàn diện dựa trên SNP array (SNP array-based comprehensive chromosome screening – CCS) và phương pháp dựa trên NGS tên là “Mapping Allele with Resolved Carrier Status” (MaReCs). Tuy nhiên những kỹ thuật này tốn thời gian, phức tạp và khó khăn trong phân tích dữ liệu. Trong vài năm qua, giải trình tự thế hệ thứ ba (third-generation sequencing – TGS) đã mở ra một kỷ nguyên mới về giải trình tự DNA và là một chiến lược hiệu quả trong phân tích nhiễm sắc thể, đặc biệt là trong sắp xếp lại cấu trúc nhiễm sắc thể. Oxford Nano và PacBio là hai công cụ phổ biến được sử dụng cho TGS. Giải trình tự Oxford Nanopore cung cấp độ dài trình tự đọc dài và trực tiếp, với việc chuẩn bị thư viện đơn giản, chi phí vốn tối thiểu và thời gian sử dụng ngắn trên thiết bị cầm tay nhỏ. Trong nghiên cứu này, nhằm mục đích phân tích sự tương đồng giữa kết quả giải trình tự Nanopore và MaReCs, được xác thực thêm bằng cách chọc ối, để xác định tính khả thi của giải trình tự Nanopore trong việc phân biệt phôi bình thường với phôi mang chuyển đoạn cân bằng trong chu kỳ PGT-SR.
 
Phương pháp:
Hai bệnh nhân mang chuyển đoạn cân bằng có karyotype lần lượt là 46,XX,t(2;5)(q14.2;p13.1) và 46, XY,t(13;17)(q11;q11.2) được thực hiện IVF kết hợp PGT-SR. Sinh thiết phôi nang ngày 5/6 thu 3-5 tế bào lá nuôi (trophectoderm – TE), sau đó được khuếch đại toàn bộ bộ gene (whole genome amplifcation – WGA). Lựa chọn kích thước các đoạn DNA dài bằng hệ thống BluePippin (Sage Science, USA). Chuẩn bị thư viện Nanopore sử dụng bộ kit NEBNext Ultra II End Repair/dA-tailing (NEB, USA). Giải trình tự được thực hiện bằng thiết bị PromethION 48 (Oxford Nanopore Technologies, UK). Đối với phương pháp MaReCs, các mẫu sinh thiết TE được WGA sau đó thực hiện sàng lọc toàn diện nhiễm sắc thể (Compressive chromosome screening – CCS) dựa trên NGS. Việc xác định điểm đứt gãy chuyển đoạn và haplotype linkage analysis được thực hiện cho phép lựa chọn phôi không mang chuyển đoạn cân bằng.
 
Kết quả:
Giải trình tự Nanopore được thực hiện trên PromethION 48 (Oxford Nanopore Technologies, Oxford, UK) với một mẫu duy nhất được đặt lên một flow-cell. Phân tích dữ liệu giải trình tự Nanopore thu được từ PromethION 48 và xác định thành công các điểm đứt gãy chuyển đoạn ở cả hai bệnh nhân. Điểm đứt gãy của bệnh nhân 1 nằm ở chr2:125.157.514 và chr5:35.465.883; điểm đứt gãy của bệnh nhân 2 nằm ở chr13:26.208.296 và chr17:33.942.282, phù hợp với kết quả thu được khi sử dụng phương pháp MaReCs. Ngoài ra, SNP halotypes  được xây dựng bằng dữ liệu giải trình tự nanopore cũng tương đồng với MaReCs. Những phát hiện này chỉ ra rằng giải trình tự nanopore xác định chính xác các điểm đứt gãy chuyển đoạn, điểm đứt gãy này có thể được sử dụng để phân biệt phôi không mang chuyển đoạn với phôi mang chuyển đoạn cân bằng trong chu kỳ PGT-SR. Sau khi chuyển phôi, bệnh nhân đã mang thai và được thực hiện chọc ối ở tuần 18-20. Kết quả chọc ối cho thấy karyotype bình thường, phù hợp với kết quả của MaReCs và giải trình tự Nanopore.
 
Kết luận:
Tóm lại, tính khả thi của giải trình tự Nanopore trong việc phát hiện chính xác các điểm đứt gãy chuyển đoạn ở bệnh nhân mang chuyển đoạn cân bằng và có thể phân biệt được phôi mang chuyển đoạn cân bằng với phôi nguyên bội trong các chu kỳ PGT-SR. Nghiên cứu này cung cấp thông tin quan trọng nhằm cải thiện các hướng tư vấn di truyền liên quan đến BRT. Tuy nhiên, cần thực hiện các nghiên cứu cỡ mẫu lớn để xác thực độ đặc hiệu và độ nhạy của giải trình tự Nanopore trong tương lai.
 
TLTK: Xia, Q., Li, S., Ding, T., Liu, Z., Liu, J., Li, Y., ... & Yao, Z. (2023). Nanopore sequencing for detecting reciprocal translocation carrier status in preimplantation genetic testing. BMC genomics, 24(1), 1.

Từ khóa: giải trình tự Nanopore, chuyển đoạn cân bằng, điểm đứt gãy, phương pháp lập bản đồ allele sàng lọc bộ NST và trạng thái mang chuyển đoạn (Mapping Allele with Resolved Carrier Status - MaReCs), xét nghiệm di truyền tiền làm tổ cho bất thường cấu trúc NST (preimplantation genetic testing for structural rearrangements - PGT-SR).