Trong các phương pháp xét nghiệm có yếu tố di truyền, sinh thiết lỏng và phân tích cell-free nucleic acids (cfNAs) ngày càng phát triển. Sinh thiết lỏng là sử dụng mẫu dịch của cơ thể bệnh nhân, ví dụ như mẫu máu, để tiến hành xét nghiệm. cfNAs là các nucleic acids, bao gồm cell-free DNA (cfDNA) và cell-free RNA (cfRNA), được giải phóng vào máu khi tế bào bào chết theo chương trình (apoptosis), hay khi tế bào hoại tử (necrosis) hoặc tiết ra dưới dạng exosomes. Sự tồn tại cfNAs trong mẫu sinh thiết lỏng được xem như một nguồn biomarker quan trọng trong các nghiên cứu và ứng dụng bệnh di truyền, ung thư, sàng lọc trước sinh NIPT.

Tuy nhiên, để có thể thực hiện được những ứng dụng trên thì việc thu nhận mẫu máu và bảo quản cfNAs gặp rất nhiều thách thức:

Cấp đông – rã đông mẫu

Đối với các mẫu máu bảo quản trong ống EDTA, mẫu này phải được sử dụng ngay, hoặc cấp đông để bảo quản. Tuy nhiên, phương pháp cấp đông tốn rất nhiều chi phí và rất hạn chế sử dụng trong các xét nghiệm. Một nghiên cứu năm 2005 của Chan và cộng sự cho thấy cfDNA bị phân mảnh đáng kể khi lặp đi lặp lại 3 chu kì cấp đông – rã đông mẫu huyết tương. Nghiên cứu này cũng cho thấy cfDNA rất nhạy với sự thay đổi nhiệt độ môi trường.

Tán huyết – tạp nhiễm DNA tế bào

Năm 2019, nghiên cứu của Nishimura và cộng sự cho biết kĩ thuật thu mẫu máu không phù hợp có thể gây nên hiện tương tán huyết, làm giải phóng một lượng lớn DNA từ các tế bào bạch cầu ra môi trường. Sự tán huyết vì thế cản trở rất nhiều cho việc nhận diện các cfDNA hiện diện trong mẫu, chẳng hạn như ctDNA (cfDNA khối u lưu hành trong máu bệnh nhân), hay fetal DNA (cfDNA của bào thai trong máu mẹ). Trong thực nghiệm, các ống máu bị tán huyết sẽ bị loại bỏ vì rất khó tiến hành xét nghiệm cfDNA.

Chất bảo quản thông thường

Đối với các mẫu bảo quản sử dụng formaldehyde, hiện tượng tạo cầu nối (crosslinking) giữa formaldehyde và DNA làm biến đổi cấu trúc DNA. Ngoài ra, hiện nay ống EDTA được sử dụng rộng rãi trong bảo quản mẫu máu vấp phải nhiều lo ngại vì mẫu bảo quản bằng EDTA phải được sử dụng trong vòng 6 giờ ở nhiệt độ phòng và hiện nay có nhiều nghiên cứu, ví dụ nghiên cứu của Rosaiah và cộng sự (2015), cho thấy chất lượng DNA bị suy giảm trong mẫu bảo quản bằng EDTA.

Nhận biết các khó khăn trên, Norgen Biotek, Canada đã nghiên cứu và phát triển ống bảo quản cfDNA/cfRNA khắc phục toàn diện các nhược điểm trên:

Hạn chế thất thoát huyết tương – tối thiểu tán huyết

Khi so sánh ổng bảo quản cfDNA/cfRNA của Norgen với các hãng khác, sản phẩm Norgen vượt trội hơn khi lượng huyết tương được giữ gần như nguyên vẹn trước và sau quá trình vận chuyển mẫu, trong khi các sản phẩm cạnh tranh xảy ra hiện tượng tán huyết.

Hình: Thể tích huyết tương trong ống Norgen gần như không đổi trước và sau vận chuyển (72 giờ)

Đặc biệt hơn, khi phân tích độ tán huyết của ống bảo quản mẫu máu hãng Norgen, chỉ số thu nhận được cho thấy máu có thể bảo quản ổn định lên đến 30 ngày ở nhiệt độ phòng.

Hình: Sau 30 ngày bảo quản, lượng tán huyết mẫu máu trong ống Norgen thấp hơn các sản phẩm khác.

Hạn chế nhiễm DNA genome

Chính vì hạn chế được hiện tượng tán huyết, mẫu máu trữ trong ống của Norgen cho thấy ít tạp nhiễm gDNA hơn. Mẫu vì thế sạch hơn, ít tạp hơn nên dễ dàng sử dụng tiến hành xét nghiệm.

Hình: Tín hiệu gDNA giải phóng trong plasma ở mẫu trữ trong ống Norgen thấp hơn mẫu trữ trong các sản phẩm khác

Bảo quản mẫu ổn định ở nhiệt độ phòng

Các nghiên cứu cho thấy,sử dụng ống bảo quản cfDNA/cfRNA cho thấy thời gian bảo quản lên đến 30 ngày. Cụ thể, đối với mẫu cfNAs bảo quản tối đa 30 ngày ở nhiệt độ phòng, mẫu ctDNA là 14 ngày ở nhiệt độ phòng.

Hình: cfDNA tồn tại ổn định trong mẫu bảo quản đến 30 ngày ở nhiệt độ phòng

Hình: cfRNA tồn tại ổn định trong mẫu bảo quản đến 30 ngày ở nhiệt độ phòng

Phù hợp cho vận chuyển mẫu

Ống thu mẫu máu cfDNA/cfRNA của Norgen cho phép bảo quản ổn định mẫu ở cả 37^oC trong thời gian lên đến 8 ngày, rất thuận lợi cho việc vận chuyển mẫu dài ngày mà không cần bảo quản lạnh.

Hình: DNA bảo quản bởi ống Norgen ổn định đến 8 ngày ở nhiệt độ 37^oC

Không crosslinking, hạn chế GC bias

Ống bảo quản cfDNA/cfRNA của Norgen không sử dụng formaldehyde, giúp tránh hiện tượng crosslinking và GC bias

Hoàng Minh – Tổng hợp

Tài liệu tham khảo

1) Chan, K. A., Yeung, S. W., Lui, W. B., Rainer, T. H., & Lo, Y. D. (2005). Effects of preanalytical factors on the molecular size of cell-free DNA in blood. Clinical chemistry, 51(4), 781-784.

2) Nishimura, F., Uno, N., Chiang, P. C., Kaku, N., Morinaga, Y., Hasegawa, H., & Yanagihara, K. (2019). The Effect of In Vitro Hemolysis on Measurement of Cell-Free DNA. Journal of Applied Laboratory Medicine, 4(2), 235-240.

3) Hoffman, E. A., Frey, B. L., Smith, L. M., & Auble, D. T. (2015). Formaldehyde crosslinking: a tool for the study of chromatin complexes. Journal of Biological Chemistry, 290(44), 26404-26411.