Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm phương pháp khắc phục các bệnh đột biến mtDNA di truyền từ mẹ
ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời đại khoa học phát triển giúp cải thiện chất lượng sống người, số người ta nghiên cứu phòng ngừa đột biến di truyền bệnh tật Các nhà khoa học chọn nhiều phương pháp phòng ngừa, có kỹ thuật Reprogenetics phương pháp PGD - Preimplantation genetic diagnosis (chẩn đoán gien di truyền trước cấý), phương pháp quy trình kiểm tra ngăn ngừa đột biến di truyền xảy trước trứng người mẹ thụ tinh phát triển thành phôi thai Vấn đề gây tranh cãi, khơng tuân theo quy luật tự nhiên liên quan đến đạo đức Tuy kỹ thuật reprogenetics có nhiều ưu điểm giảm bênh tật không mong muốn, cung cấp chất lượng sống tốt cho người bị đột biến di truyền hệ Đột biến gen ty thể, gây nhiều bệnh đái tháo đường dẫn đến điếc, bệnh liệt thần kinh thị giác di truyền Leber, chứng động kinh co giật Những đột biến đột biến gen ty thể (mtDNA), nơi sản xuất lượng cho tế bào Đột biến gen ty thể, tạo protein đột biến chức thay cho protein bình thường sản xuất lượng cho nhu cầu tế bào Những bệnh liên quan đến đột biến gen Ty thể làm giảm chất lượng sống cho người bị bệnh, gây gánh nặng tài cho gia đình bệnh nhân, với chi phí chăm sóc sức khỏe suốt đời cao mtDNA thành phần quy định tính di truyền tế bào chất Đối với người mtDNA nhân tố di truyền theo mẹ, tế bào trứng có chứa khối tế bào chất lớn chứa nhiều ty thể, tinh trùng ty thể có phần cổ, thụ tinh có đầu tinh trùng xâm nhập vào tế bào trứng, phần cổ bị loại bỏ, xâm nhập vào tế bào trứng bị tiêu hủy lizoxom Từ nhà khoa học đưa phương pháp thích hợp để phòng bệnh liên quan đến đột biến gen ty thể Trường hợp người mẹ có bị bệnh đột biến gen ty thể, người Mẹ mang gen đột biến ty thể di truyền sang con, để đứa không bị bệnh, tơi tiến hành đề tài tiểu luận tìm hiểu vấn đề Do mục tiêu tiểu luận “Tìm phương pháp khắc phục bệnh đột biến mtDNA di truyền từ mẹ” CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tìm hiểu Ty thể 1.1.1 Cấu tạo chức Ty thể bào quan nhỏ tế bào, nơi tổng hợp enzym hơ hấp, có chức chuyển hóa lượng chất dinh dưỡng thành lượng ATP, đảm bảo lượng cho tồn q trình trao đổi chất Ty thể có tất tế bào nhân chuẩn, Ty thể Atman phát vào năm 1894 đến năm 1897 Benda đặt tên mitochondria (theo tiếng Hy lạp- mito sợi chondria hạt) chúng thường có dạng sợi, dạng hạt quan sát kính hiển vi thường (Nguyễn Như Hiền, 2010) Hình Cấu trúc hình thái ty thể Theo Green cộng (1998), ty thể (mitochondria) coi trung tâm lượng tế bào, diễn q trình chuyển hóa hợp chất hữu thành lượng mà tế bào sử dụng ATP Ngồi ra, ty thể đóng vai trò quan trọng nhiều q trình chuyển hóa khác apoptosis (q trình tự chết tế bào), điều khiển tín hiệu Calci, điều khiển trình trao đổi chất tế bào, tổng hợp nhân Heme, tổng hợp Steroid Theo SolanoA cộng (2010) nay, người ta thống kê 150 bệnh di truyền theo mẫu hệ khác DNA ty thể (mtDNA) định Các bệnh đột biến DNA ty thể thường biểu đa dạng, chúng liên quan đến đột biến q trình mã hóa protein đơn đột biến thay đổi nucleotide mtDNA sợi xoắn kép có cấu trúc vòng, có chiều dài chừng µm, mtDNA nấm men đạt kích thước 26 µm Trong tế bào mtDNA chiếm từ – 5% DNA tế bào Ví dụ tế bào gan số phân tử mtDNA ty thể la 5, chúng nằm chất định khu cạnh mào thường liên kết với mào, mtDNA tự tái theo kiểu bán bảo thủ nhờ hệ DNA polimerase có chất ty thể xảy gian kỷ chu kỳ tể bào mtDNA có dạng vòng khơng liên kết với histon, điểu làm cho mtDNA khác với DNA nhân tế bào tương tự với DNA vi khuẩn Ngồi mã gen mtDNA có nhiều khác với mã chung, ví dụ codon UAG codon kết thúc mã chung ty thể (người) lại codon triptophan Đột biến xảy mtDNA gây nên nhiều bệnh tật, hệ thần kinh hệ Tần số sai lệch mtDNA tăng theo tuổi già Trong vài năm trở lại đây, đột biến ty thể liên quan đến bệnh ty thể xem mục tiêu nghiên cứu di truyền học y học Đặc biệt, hướng nghiên cứu sử dụng DNA ty thể thị sinh học phát triển nhanh chóng nhiều lĩnh vực khác liên quan đến bệnh chuyển hóa gặp, lão hóa, xác định đặc tính di truyền quần thể sử dụng dấu chuẩn di truyền mẹ 1.1.2 Hệ genome ty thể Theo Ander son (1981), ty thể có chứa DNA, DNA ty thể có khả nhân đơi độc lập với q trình tự nhân đơi DNA (nhiễm sắc thể) nhân tế bào, có khả tổng hợp protein đặc trưng ty thể DNA ty thể phân tử sợi kép, dạng vòng có kích thước 16569bp, gồm hai chuỗi khác thành phần nucleotide: chuỗi nặng có chứa nhiều guanine, chuỗi nhẹ chứa nhiều cytosine Chuỗi nặng mã hóa cho 28 gen, chuỗi nhẹ mã cho gen tổng số 37 gen hệ gen ty thể Trong 37 gen có 13 gen ghi mã cho 13 chuỗi polypeptide cần thiết cho hệ thống phosphoryl hóa oxy hóa Số gen lại ghi mã cho 22 tARN, rARN có vai trò dịch mã ty thể Các chuỗi polypeptide lại cần thiết cho cấu trúc chức ty thể ghi mã genome nhân tổng hợp ribosome tế bào chất Theo TaylooR.W cộn (2005), nghiên cứu DNA ty thể cho thấy hệ gen ty thể có đặc trưng riêng, phân biệt với hệ gen nhân Hệ gen ty thể có đặc tính di truyền theo dòng mẹ, có từ vài trăm đến vài nghìn copy tế bào Các tế bào khác có số lượng copy khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu lượng mô Hệ gen ty thể khơng có vùng intron gen khơng có, có bazo khơng mã hóa chúng Trong nhiều trường hợp khơng xuất codon kết thúc mà có polyadenin hóa sau phiên mã D- Loop vùng hệ gen ty thể không tham gia mã hóa Theo LeeH C cộn Vùng D-Loop có kích thước 1,1 kb chứa yếu tố quan trọng cho trình phiên mã dịch mã chứa promoter phiên mã chuỗi nặng chuỗi nhẹ, có vùng gắn với yếu tố phiên mã DNA ty thể…Khi vùng DLoop xảy đột biến ảnh hưởng tới tính tồn vẹn chuỗi polypeptide mã hóa ty thể Hình Sơ đồ cấu tạo DNA ty thể người Theo Modica- Napolitanoj S cộng (2007), đặc điểm hệ gen ty thể khơng có intron, khơng có histon bảo vệ, lại phân bố gần chuỗi phosphoryl hóa oxy hóa, nơi mà gốc tự tạo trình phosphoryl hóa oxy hóa, làm cho khả bị đột biến DNA ty thể cao nhân (khoảng 10 lần) Bởi DNA ty thể có nhiều nên phân tử bị đột biến tồn với dạng dại (wild type) không bị đột biến, tạo nên tượng không đồng (heteroplasmy) DNA ty thể dạng đồng (homoplasmy) tất genome ty thể Trong nhiều trường hợp, đột biến dạng heteroplasmy không gây biểu lâm sàng hay biểu hóa sinh đạt tới ngưỡng đột biến Vì vậy, xác định mức độ không đồng đột biến DNA ty thể có ý nghĩa cao chẩn đốn bệnh ty thể 1.2 Những nghiên cứu giới đột biến DNA ty thể bệnh ty thể Theo Wallace D.C (1998) ,những đặc điểm hệ gen ty thể phát từ đầu năm 1980, tới năm 1988 đột biến có liên quan tới bệnh tìm thấy Bệnh ty thể thuật ngữ dùng để nhóm bệnh gây hư hại trình tạo ATP Khi lượng ATP sinh thấp nhu cầu tối thiểu mơ bệnh ty thể xuất hư hỏng protein tham gia vào chuỗi phosphoryl hóa oxy hóa Số lượng phân tử DNA mô, quan khác có nhu cầu lượng khác Bởi vậy, mô bị ảnh hưởng nhiều đột biến DNA ty thể hệ thống thần kinh trung ương, xương, tim, thận, gan, tụy Các bệnh mô tả rõ dựa biểu lâm sàng, hình thái hóa sinh, bệnh khó nhận biểu lâm sàng bệnh biến đổi khởi đầu bệnh diễn âm thầm, đặc biệt giai đoạn đứa trẻ nhỏ Tuy nhiên, nay, tiến phương pháp sinh học phân tử, việc xác định bệnh ty thể có nhiều khả quan Các nghiên cứu dịch tễ học năm gần cho thấy bệnh ty thể bệnh liên quan đến đột biến gen phổ biến người, ảnh hưởng tới 5000 người quần cư dân ,theo Chinnery P.E (2000) Hình Các bệnh liên quan đến đột biến DNA ty thể [64] Theo SolanoA (2001) Cho đến có 150 đột biến DNA ty thể gây bệnh người phát Các bệnh xuất giai đoạn đời, từ đứa bé sinh đến người trưởng thành lứa tuổi Ngoài ra, nhiều đột biến di truyền theo dòng mẹ, mà chẩn đốn cho người dùng cho nhiều hệ gia đình Các nghiên cứu cho thấy đột biến DNA ty thể có liên quan đến tình trạng cơ, thần kinh tim mạch Các đột biến ty thể gây bệnh bao gồm đột biến điểm đột biến đoạn có liên quan tới bệnh người, hầu hết số ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương ngoại biên Sau số bệnh có liên quan với đột biến DNA ty thể: - Bệnh liệt thần kinh thị giác di truyền Leber (LHON): có tới 16 đột biến điểm gây bệnh, có ba đột biến gây bệnh chiếm tới 90% G3460A, G11778A T14484C Cả ba đột biến gen thuộc phức hệ I chuỗi hô hấp Bệnh tiến triển cấp, bán cấp, thị lực trung tâm dẫn đến chức thị giác chung giảm kèm chứng loạn màu sắc Bệnh thần kinh, sắc tố võng mạc, điều hòa (NARP): bệnh gây đột biến T8993G gen ATPasa thuộc phức hệ V Người bệnh có biểu chậm phát triển, sắc tố võng mạc, trí nhớ, điều hòa, yếu thần kinh - Hội chứng Leigh: Bệnh gây đột biến T8993G gen ATPasa 6, giống với bệnh NARP, nhiên bệnh nhân mang 90% đột biến thể hội chứng Leigh Người bệnh có biểu đột biến thối hóa thần kinh tiến triển, biểu sớm năm trẻ, có tổn thương nhiều khu vực hệ thần kinh trung ương Tạp chí New Scientist Anh số ngày 27/9/2016, đăng tải cơng trình bác sỹ John Zhang cộng thuộc Trung tâm New Hope Fertility thành phố New York, phát triển thành công kỹ thuật cho em bé chào đời khỏe mạnh nhờ kỹ thuật mới, kết hợp DNA người gồm cặp bố mẹ người hiến tặng trứng.Mẹ bé người Jordan, không may mang gen gây hội chứng Leigh chứng đột biến hệ thần kinh gây tử vong di truyền sang thai nhi, sảy thai lần Cặp vợ chồng sau tìm đến bác sỹ John Zhang thuộc Trung tâm New Hope Fertility thành phố New York với mong muốn mang thai đứa mang gen họ khơng mắc bệnh di truyền nói Bác sỹ Zhang cộng phát triển kỹ thuật có tên truyền nhân non (spindle nuclear transfer), theo kết hợp ADN hạt nhân người mẹ với ty thể người hiến tặng trứng Các bác sỹ sau hút nhân trứng người mẹ chèn vào trứng người hiến tặng vốn trước loại bỏ nhân Trứng kết hợp này, với ADN hạt nhân người mẹ ADN ty thể người hiến tặng trứng, sau thụ tinh với tinh trùng người bố Các bước thực gồm: Gỡ bỏ nhân trứng hiến tặng, giữ lại toàn bào quan ty thể; Chuyển nhân trứng mẹ vào trứng trên; Thụ tinh với tinh trùng bố Em bé sinh Mexico vào ngày 6/4/2016, sau tháng, bé phát triển tốt, dấu hiệu bệnh tật Kỹ thuật nhóm nghiên cứu ơng khởi từ cuối năm 1990 thực động vật đến áp dụng cho người Tất nhiên với mtDNA ghép truy tìm phả hệ theo dòng mẹ gặp lúng túng Cũng theo cơng trình nghiên cứu, kết xét nghiệm cho thấy có chưa đến 1% ty thể bé trai đời phương pháp kết hợp ADN mang gen đột biến - Bệnh viêm não tủy nhiễm acid lactic với biểu tương tự đột quỵ (MELAS): bệnh gây đột biến A3243G thuộc gen tRNA (leu) Bệnh có triệu chứng đột biến thần kinh trung ương, liệt nửa người, mù nôn mửa - Chứng động kinh co giật có sợi đỏ nham nhở (MERRF): Bệnh gây đột biến A8344G, T8356C thuộc gen tRNA (lys) Người bệnh có biểu tai biến, co giật 1.3.Tình hình nghiên cứu nước đột biến mt DNA Phạm Văn Chi (2006), nghiên cứu đột biến DNA ty thể người Việt Nam chưa nhiều, số liệu hạn chế chưa có tính hệ thống Phan Văn Chi cs (2004) nghiên cứu giải mã genome ty thể tộc người Việt Nam tìm thấy số biến đổi DNA ty thể người Việt Nam thuộc vùng D-loop, gen ND1, ND2, ND5, ND6, cytochrome b, rRNA 12S, rRNA 16S, COXI, COXII, COXIII, ATP6, ATP8 Ngồi ra, nghiên cứu tìm thấy đột biến A3243G bệnh nhân mắc bệnh MELAS (2/34 bệnh nhân mang đột biến) Chu Văn Mẫn cs (2009) sử dụng phương pháp PCR-RFLP kết hợp giải trình tự DNA xác định thấy đột biến A3243G có mặt bệnh nhân mẹ bệnh nhân gia đình có người mắc hội chứng MELAS Phạm Hùng Vân cs (2010) sử dụng phương pháp giải trình tự trực tiếp DNA ty thể tách chiết từ máu bệnh nhân mang bệnh LEBER, xác định thấy 9/12 ca có đột biến DNA ty thể, số ca mang đột biến G11778A đột biến nặng thường gặp nhất, ca lại mang đột biến T14484C [8] Nhóm nghiên cứu Nguyễn Hữu Nghĩa sử dụng phương pháp giải trình tự tách dòng, xác định thấy nhiều đột biến (tại 14 vị trí) vùng D-Loop người lao động thường xuyên tiếp xúc với xạ ion hóa Liên quan đến xác định đột biến DNA ty thể bệnh nhân ung thư người Việt Nam, kết thu Cho đến nay, chúng tơi tìm thấy nghiên cứu đối tượng bệnh nhân ung thư vú Nghiên cứu thực với số mẫu hạn chế (2 bệnh nhân) Kết phân tích cho thấy có đột biến điểm đột biến đoạn 280 bp vùng D-loop bệnh nhân ung thư vú người Việt Nam Như vậy, tổng quan trên, nghiên cứu điều tra giới cho thấy đột biến DNA ty thể liên quan chặt chẽ với nhiều loại bệnh, bệnh ty thể bệnh ung thư cơ, lưỡi, nhiễu loạn thính giác, suy nhược thần kinh teo não nhược 1.4 Các phương pháp phát đột biến gen ty thể giúp chẩn đoán bệnh Các đột biến DNA ty thể phần lớn dạng không đồng (heteroplasmy), đặc điểm lâm sàng bệnh biểu tỷ lệ không đồng đạt đến mức độ định tùy thuộc vào loại mô, tế bào Bởi để chẩn đốn bệnh 10 xác kịp thời, người ta thường sử dụng kỹ thuật phân tích trực tiếp DNA ty thể - Phương pháp PCR-RFLP Phương pháp sử dụng phổ biến để xác định đột biến điểm DNA ty thể PCR-RFLP Đây kết hợp kỹ thuật PCR với kỹ thuật xác định đa hình độ dài đoạn cắt giới hạn (RFLP) Đầu tiên, đoạn DNA ty thể có chứa đột biến nhân lên PCR với cặp mồi đặc hiệu Sản phẩm PCR sau cắt enzym giới hạn thích hợp Cuối cùng, đột biến nhận biết qua phổ băng điện di Phương pháp PCR-RFLP giúp phát đột biến thuận lợi, nhanh chóng khơng đòi hỏi trang thiết bị đắt tiền - Phương pháp giải trình tự Để khẳng định xác đột biến, người ta phải xác định trình tự nucleotide đoạn DNA mang đột biến Nguyên tắc hầu hết phương pháp giải trình tự dựa phương pháp Sanger cộng công bố năm 1977, gọi phương pháp dideoxyribonuleotide (gọi tắt phương pháp dideoxy) Theo phương pháp này, trình tự Sanger giới hạn bắt đầu vị trí cụ thể chuỗi DNA cách sử dụng oligonucleotide ngắn, có trình tự bổ sung với trình tự mẫu vị trí Các mồi oligonucleotide kéo dài nhờ tác dụng enzyme DNA polymerase Trong hỗn hợp phản ứng có sẵn loại deoxynucleotide A, T, G, C có loại di-deoxynucleotide để ngắt phản ứng kéo dài chuỗi Các đoạn ngắn DNA tổng hợp sau điện di gel polyacrylamide, hình ảnh thu dùng để phân tích trình tự DNA Ngày nay, phương pháp giải trình tự tự động áp dụng rộng rãi phòng thí nghiệm giới áp dụng nguyên lý Người ta tiến hành cải tiến, sử dụng chất huỳnh quang, cho phép xác định xác điểm đột biến hệ gen với độ nhạy cao Ưu điểm lớn giải trình tự cung cấp đầy đủ thơng tin điểm đột biến như: loại đột biến, vị trí, hậu Tuy nhiên có hạn chế đòi hỏi sản phẩm khuếch đại DNA phải có độ tinh cao hóa chất, thiết bị đắt tiền Ngồi 11 ra, tỷ lệ khơng đồng mà phương pháp xác định khoảng 25% trở lên Với mục tiêu phát sớm bệnh giai đoạn đầu để điều trị, người ta sử dụng số phương pháp có khả phát mức độ không đồng DNA ty thể tỷ lệ thấp mà phương pháp PCR-RFLP không phân tích Đó phương pháp PCR định lượng (Realtime PCR) sắc ký lỏng hiệu cao biến tính (DHPLC) - Phương pháp Realtime PCR Realtime PCR sử dụng phân tử phát huỳnh quang để ghi lại trình tăng lượng DNA nhân lên phản ứng PCR tỷ lệ thuận với tăng tín hiệu huỳnh quang PCR định lượng cho phép xác định số DNA ty thể ban đầu có mẫu với độ xác độ nhạy cao Có hai loại phương pháp phân tích hay sử dụng: - Phương pháp sử dụng chất nhuộm màu gắn với DNA: Chất nhuộm có lực cao có diện sợi đôi DNA, làm cho sợi đôi DNA phát ánh sáng huỳnh quang nhận nguồn sáng kích thích - Phương pháp sử dụng đầu dò oligonucleotide có gắn phân tử huỳnh quang Khi có mặt sản phẩm khuếch đại đặc hiệu ống phản ứng có bắt cặp đầu dò lên trình tự đặc hiệu sản phẩm khuếch đại, có phát huỳnh quang từ ống phản ứng nhận nguồn sáng kích thích Theo Yec cộng (2008), phương pháp PCR định lượng cho phép định lượng đột biến DNA ty thể với mức độ không đồng thấp 1% - Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao biến tính (DHPLC) Theo LinK.S cộng (2007),phương pháp DHPLC sử dụng cột sắc ký kỵ nước sở sắc ký lỏng pha đảo để phân tách DNA dị sợi kép (heteroduplex) với đồng sợi kép (homoduplex) nhiệt độ tối ưu Các mạch DNA phân tách nhiệt độ cao, sau hạ nhiệt độ xuống, chúng liên kết với hình thành DNA dị sợi kép chứa cặp ghép đơi khơng xác Các phân tử dị sợi kép có thời gian di chuyển khác biệt so với sợi kép bình thường Nhiều nghiên cứu sử dụng phương pháp để sàng lọc toàn genome ty thể, vùng định DNA ty 12 thể để xác định đột biến Để định lượng mức độ không đồng ty thể, người ta xác định mối quan hệ diện tích đỉnh sắc ký có dị sợi kép mức độ không đồng ty thể Phương pháp DHPLC cho phép định lượng đột biến DNA ty thể thấp tới 1% CHƯƠNG 2: NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP 2.1 Nội dung Trường hợp người phụ nữ có đứa bị bệnh đột biến gen ty thể (mtDNA), có sinh đứa bị bệnh, đột biến gen ty thể di truyền theo dòng mẹ Để khắc phục tình trạng đó, người mẹ muốn sinh đứa phát triển bình thường sử dụng phương pháp spindle nuclear transfer (truyền nhân non hay truyền thể nhân) parent invitro fertilization –IVF (thụ tinh ống nghiệm) có cha mẹ 2.2 Phương pháp tiến hành 2.2.1 Phương pháp 1: Chuyển nhân hay gen tế bào trứng mẹ vào Tế bào trứng hiến tặng loại bỏ nhân Bước 1: Tế bào trứng nơi chứa toàn thông tin di truyền nhân, trứng lấy khỏi buồng trứng người mẹ, sau hút nhân từ tế bào trứng người mẹ Trong quy trình song song, lấy trứng người hiến tặng có ty thể khỏe mạnh Tất thông tin di truyền từ cha mẹ ban đầu phải trì thơng 13 qua q trình Nhân lấy từ trứng người mẹ, cách sử dụng kỹ thuật đại, bỏ lại ty thể bị khiếm khuyết phía Quy trình bao gồm pipet chân không để giữ trứng chỗ Một micropipette sử dụng để xuyên qua Zona Pellucida (màng ngoài) trứng hút lấy nhân Quy trình tương tự áp dụng cho trứng người hiến tặng, tất DNA loại bỏ DNA người hiến tặng loại bỏ, khơng cần thiết Bước 2: Sau nhân người mẹ đưa vào trứng người hiến tặng, có ty thể khỏe mạnh Như tế bào trứng đảm bảo ty thể khỏe mạnh có thơng tin di truyền người mẹ ban đầu Bước 3: Tiếp tục chuyển tế bào trứng thụ tinh ống nghiệm, tinh trùng cha kết hợp với trứng khỏe mạnh mang thông tin di truyền người mẹ cấy vào tử cung người mẹ để bắt đầu mang thai 14 Hình Cho thấy thơng tin di truyền người mẹ lấy khỏi trứng chuyển sang trứng có ty thể khỏe mạnh, trứng sau thụ tinh 2.2.2 Phương pháp 2: Tế bào trứng mẹ thụ tính sau lấy chuyển vào tế bào trứng hiến tặng loại bỏ nhân Phương pháp tế bào trứng mẹ thụ tinh sau vật liệu di truyền chuyển vào trứng người hiến tặng Bước 1: bước phương pháp thụ tinh trứng mẹ với tinh trùng cha phương pháp in vitro cha Nhân có thơng vật liệu di truyền hai cha mẹ, Bước 2: Loại bỏ DNA nhân từ trứng người hiến tặng, giữ lại tế bào chất có ty thề khỏe manh Bước 3: Sau nhân người mẹ đưa vào trứng người hiến tặng, có ty thể khỏe mạnh Như tế bào trứng đảm bảo ty thể khỏe mạnh có thơng tin di truyền người mẹ ban đầu Phương pháp có khó xác định thời điểm tinh trùng thụ tinh vào nhân tế bào trứng mẹ 15 Hình Mơ tả q trình truyền thơng tin di truyền, khác biệt lớn bước 1, trứng thụ tinh trước hút 16 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Mặc dù hai phương pháp gần giống nhau, phương pháp chuyển AND từ nhân tế bào mẹ chưa thụ tinh có nhiều ưu điểm hơn, nhân thụ tinh, thí nghiệm lâm sàng cho kết tỷ lệ thành công cao (75% so với 62% tương ứng) Như phương pháp thụ tinh ống nghiệm (parent invitro fertilization -IVF), góp phần giảm chi phí chăm sóc sức khỏe, đặc biệt gia đình có mẹ bị đột biến ty thể, mang lại lợi ích tài cho người bị bệnh gia đình, đồng thời giảm bệnh tật người bệnh khơng bị đau đớn phiền tối bệnh tật Theo Bộ Y tế Dịch vụ Nhân sinh Hoa Kỳ, “chi phí y tế tăng gấp đôi từ năm 1996 đến năm 2006, dự đoán đạt đến phần tư tổng sản phẩm quốc nội vào năm 2025” Khi quan chức phủ trị gia đấu tranh để tìm giải pháp để giảm chi phí chăm sóc sức khỏe, nhà y khoa tìm phương pháp điều trị hiệu chi phí Viện Y tế quốc gia tuyên bố xét nghiệm di truyền điều trị đột biến di truyền có giá khoảng 5.000 la/người, dẫn đến chi phí chẩn đốn chữa trị ước tính khoảng tỷ la cho đột biến di truyền Đối với trường hợp có muộn, sinh dễ bị mắc bệnh di truyền phụ nữ 40 tuổi, khó khăn liên quan đến kế hoạch làm cha mẹ trường hợp cần tham gia vào chẩn đoán di truyền điều trị biến chứng liên quan đến ty thể Thông qua tiến di truyền học kiểm soát bệnh tốt giảm nguy bất thường cho Mối quan tâm điều trị đột biến ty lạp thể phương pháp IVF vấn đề đạo đức Cả hai phương pháp cho tỷ lệ thành công cao việc ngăn ngừa đột biến ty thể di truyền từ mẹ sang Có hai quan điểm đồng tình phản đối, nhiên, trình điều trị đột biến ty thể không liên quan đến việc thay 17 đổi thông tin di truyền nào, di truyền ngồi nhân, giúp giảm bệnh không mong muốn - Những ý kiến phản đối cho chống lại quy luật tự nhiên Tuy nhiên 99,9% vật liệu di truyền tế bào chứa nhân tế bào, có 0,1% thơng tin di truyền khác lưu trữ DNA ty thể, mà DNA chứa ti thể phục vụ cho ty thể hoạt động bình thường khơng góp phần vào phát triển thể chất tinh thần Do đó, ty thể đóng góp 0,1%, khơng góp phần vào phát triển thể chất hệ cái, làm suy yếu lập luận ba cha mẹ có liên quan đến phát triển đứa trẻ Và chưa có luật hiến tặng ty thể cho gia đình bị bệnh Điều quan trọng cần lưu ý di truyền mẹ loại bỏ ADN ty thể đột biến có bị trở lại sang hay khơng cần có thời gian theo dõi 18 19 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Kỹ thuật di truyền Parent invitro fertilization (IVF) với cha mẹ kết hợp với thụ tinh nhân tạo, đạt thành công lớn, loại bỏ gia tăng nguy dị tật di truyền trẻ em Đột biến di truyền không ảnh hưởng đến người mắc bệnh, mà di truyền đến hệ cháu Do đó, việc chẩn đốn di truyền preimplantation kết hợp với phương pháp kỹ thuật di truyền phòng ngừa bệnh tật để loại bỏ bệnh IVF với cha mẹ thành công, bước việc đưa giải pháp chữa bệnh khác phức tạp để ngăn chặn bệnh di truyền đột biến DNA ty thể (mtDNA) 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đái Duy Ban (2003), "Bước đầu nghiên cứu ung thư vú bệnh nhân Việt Nam phương pháp sinh học phân tử sử dụng thị di truyền hệ gen ty thể vùng D- Loop", Báo cáo khoa học hội nghị toàn quốc lần thứ hai, nghiên cứu sinh học, nông nghiệp, y học, pp 825-830 Phan Văn Chi (2006), "Nghiên cứu giải mã genome ty thể tộc người Việt Nam định hướng ứng dụng" Báo cáo đề tài cấp nhà nước (mã số: KC-04- 25) Nguyễn Như Hiền (2010), Giáo trình sinh học tế bào, Nhà xuất giáo dục Việt Nam Chu Văn Mẫn (2009), "Tìm hiểu bệnh ty thể người phương pháp sinh học phân tử" Báo cáo đề tài ĐHQGHN (mã số: QT-08-31) Nguyễn Hữu Nghĩa, Đặng Trần Trung Tống Quang Vinh (2008), "Đột biến hệ gen ty thể vùng D-Loop người lao động thường xuyên tiếp xúc với xạ ion hóa", Tạp chí Y học Việt Nam, 351, pp 29-34 Phạm Hùng Vân, Hoàng Hiếu Ngọc Võ Quang Hồng Điểm (2010), "Các trường hợp bệnh lý thần kinh nhãn cầu LEBER xác định kỹ thuật giải trình tự DNA ty thể tách chiết từ bạch cầu bệnh nhân để phát đột biến gây bệnh", Kỷ yếu hội nghị Sinh học phân tử hóa sinh y học, pp 285-289 Tài liệu nước Anderson S., Bankier A T., and Barrell B G (1981), "Sequence and organization of the human mitochondrial genome", Nature, 290(1), pp 457465 Chinnery P F., Johnson M A and Wardell T M (2000), "Epidemiology of pathogenic mitochondrial DNA mutations", Annals of Neurology, 48, pp 188-193 23 Choi S J et al (2011), "Mutational hotspots in the mitochondrial genome of lung cancer", Biochemical and Biophysical Research Communications, 407(1), pp 23-27 21 Green D R (1998), "Apoptotic pathways: the roads to ruin", Cell, 6, pp 695-698 10 Lee H C et al (2004), "Somatic mutations in the D-Loop and decrease in the copy number of mitochondrial DNA in human hepatocellular carcinoma", Mutations, 547, pp 71-7843 11.Modica-Napolitano J S., Kulawiec M., and Singh K K (2007), "Mitochondria and Human Cancer", Current Molecular Medicine, 7, pp.121-131 12 Solano A., Playan A., and Lopez-Perez M (2001), "Genetic diseases of human mitochondrial DNA", Salud publica de Mexico, 43, pp 151-161 13 Taylor R W and Turnbull D M (2005), "Mitochondrial DNA mutations in human disease", Nature Reviews Genetics, 6, pp 389-40 14 Tuppen H A., Blakely E L., and Turnbull D M (2010), "Mitochondrial DNA mutations and human disease", Biochimica et Biophysica Acta (BBA) -Bioenergetics, 1797(2), pp 113-128 https://www.forbes5.pitt.edu/article/reprogenetics-and-use-three-parent-ivf genetic-diseases-and-disorders 22 prevent- ...người Mẹ mang gen đột biến ty thể di truyền sang con, để đứa khơng bị bệnh, tơi tiến hành đề tài tiểu luận tìm hiểu vấn đề Do mục tiêu tiểu luận Tìm phương pháp khắc phục bệnh đột biến mtDNA di truyền. .. bị bệnh, đột biến gen ty thể di truyền theo dòng mẹ Để khắc phục tình trạng đó, người mẹ muốn sinh đứa phát triển bình thường sử dụng phương pháp spindle nuclear transfer (truyền nhân non hay truyền. .. gia đình Các nghiên cứu cho thấy đột biến DNA ty thể có liên quan đến tình trạng cơ, thần kinh tim mạch Các đột biến ty thể gây bệnh bao gồm đột biến điểm đột biến đoạn có liên quan tới bệnh người,