Hiểu về cơ chế lây truyền của virus
Đại dịch Covid-19 do chủng Coronavirus mới (SARS-CoV-2) khiến cả thế giới chao đảo. Nhiều bí ẩn về virus SARS-CoV-2 vẫn chưa được giải mã. Trước yêu cầu của thực tiễn, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giao các viện nghiên cứu chủ trì triển khai một số nhiệm vụ cấp bách, trong đó có giải trình tự toàn bộ hệ gene của virus SARS-CoV-2 do Viện Công nghệ sinh học chủ trì. Viện Công nghệ sinh học đã chủ động phối hợp với Viện Pasteur TPHCM để triển khai nhiệm vụ này.
Viện Pasteur TPHCM thực hiện các bước liên quan đến nuôi chủng virus phân lập từ bệnh nhân nhiễm SARS-CoV-2 trên tế bào VeroE6. Sau đó tách chiết ARN của virus và tổng hợp cDNA mạch đôi từ ARN. Viện Công nghệ sinh học sử dụng kỹ thuật giải trình tự đoạn dài đơn phân tử theo thời gian thực, trên hệ thiết bị giải trình tự thế hệ mới PacBio SEQUEL để giải trình tự hệ gene của virus SARS-CoV-2 dựa trên cDNA của chủng virus do Viện Pasteur TPHCM cung cấp.
Kết quả lắp ráp và chú giải hệ gene cho ra đủ và chính xác các trình tự mã hóa gene của virus SARS-CoV-2. Kết quả kiểm chứng khi so sánh với các trình tự tham chiếu của NCBI và trình tự các chủng virus SARS-CoV-2 do Viện Pasteur TPHCM và Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương đăng ký trên Dữ liệu thế giới (GISAID) cho thấy, trình tự lắp ráp của Viện Công nghệ sinh học có độ chính xác cao, tương đồng gần 100% với các trình tự tham chiếu.
Kết quả giải trình tự hệ gene của virus SARS-CoV-2 bằng công nghệ giải trình tự SMRT mà không cần hệ gen tham chiếu cho thấy, Viện Công nghệ sinh học có khả năng ứng dụng công nghệ giải trình tự hiện đại trong việc giải mã tác nhân gây bệnh mới trong tình hình cấp thiết một cách nhanh chóng và hiệu quả (cả quá trình từ việc lập thư viện cDNA, giải trình tự, lắp ráp và chú giải gene chỉ mất 2 ngày). Đáp ứng khả năng đối phó khi dịch bệnh mới xảy ra mà không phải chờ đợi vào hỗ trợ của cộng đồng quốc tế. Ngoài ra, hệ thiết bị PacBio SEQUEL có thể giải một lúc nhiều hệ gen của các chủng virus khác nhau (40 - 50 chủng/chip), giúp ích cho việc điều tra con đường lây lan của virus SARS-CoV-2.
Hiểu về cơ chế di truyền của virus
Theo GS. TS Nông Văn Hải, Viện Nghiên cứu hệ gene, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, thông thường, để có được một kết quả giải trình tự hệ gene virus, nhà nghiên cứu sẽ phải phân lập mầm bệnh từ các bệnh nhân dương tính với virus, tách lấy vật liệu di truyền và bẻ gẫy nó đến kích thước có thể giải được trình tự trên máy (hiện tại, năng lực của các NGS là giải tối đa 600 cặp base). Sau một loạt các thao tác kỹ thuật khác để có được kết quả, họ sẽ phải lắp ráp các đoạn này thành một hệ gene hoàn chỉnh. Với hệ gene người 3 tỷ cặp base nucleotide, ngay tới việc chạy máy cũng cần hai ba ngày thì với hệ gene virus cần ít thời gian hơn nhưng cũng phải tốn công
GS.TS Nông Văn Hải cho hay, nhờ kết quả giải trình tự gene có thể thấy virus lan truyền như thế nào, tốc độ lan truyền tại các thời điểm và ước tính được số lượng người có thể bị nhiễm bệnh. Các giải trình tự gene Covid-19 là yếu tố quan trọng để thiết kế và đánh giá các xét nghiệm chẩn đoán, để dò và truy dấu sự tiến triển của dịch bệnh cũng như nhận diện các lựa chọn can thiệp tiềm năng.
Kết quả này cũng dùng để thiết kế phương thức điều trị và vắcxin. Đồng thời cho phép hiểu sâu hơn về các liệu pháp và vắcxin hữu hiệu nhất có thể thay đổi như thế nào khi virus tiến hóa. Hệ gene của virus SARS-CoV-2 không quá phức tạp so với hệ gene người và không lớn hơn 30.000 cặp base nucleotide (ký tự) nhưng những gì chúng ta biết về loại virus này vẫn chưa thực sự nhiều.
Khác với thời điểm nghiên cứu về đại dịch SARS, nhiều cơ sở nghiên cứu đã có thêm máy móc thiết bị để nghiên cứu về sinh học phân tử. Đặc biệt là máy giải trình tự gene thế hệ mới (NGS). Đây là những yếu tố cơ bản để các nhà nghiên cứu Việt Nam có thể tìm hiểu các phương thức kiểm soát và ngăn ngừa bùng phát Covid-19. Tương tự như trong lĩnh vực nghiên cứu về chất thải nhựa đại dương, Covid-19 là một trong những cơ hội hiếm hoi mà các nhà nghiên cứu Việt Nam có thể cùng với đồng nghiệp trên toàn cầu “chạy đua với thời gian”. Bước đầu có những kết quả tốt như nuôi cấy và phân lập được virus SARS-CoV-2, phát triển bộ kit phát hiện virus dựa trên hướng dẫn của WHO…
Tuy nhiên, dù nghiên cứu về virus SARS-CoV-2 không ngừng được thúc đẩy trên khắp các phòng thí nghiệm, nơi bệnh dịch đi qua, thì vẫn còn tồn tại nhiều khoảng trống hiểu biết về chủng virus mới này. Một trong những nguyên nhân quan trọng là vẫn còn nhiều thách thức trong khai thác thông tin từ những kết quả giải trình tự gene. Vì vậy, hiện nay các nhà nghiên cứu vẫn còn chưa xác định chính xác đâu là vật chủ trung gian của loài virus này từ một số giả thuyết như tê tê, dơi, cầy hương... Mặt khác, theo dấu di truyền mới chỉ là một khía cạnh bởi dịch bệnh lây lan còn phụ thuộc vào những hành vi, chuyển động… của người mang bệnh.
