Tập thể - cá nhân tiêu biểu

Phòng Công nghệ tế bào động vật, Viện Công nghệ sinh học

Phòng Công nghệ tế bào động vật (Animal Cell Biotechnology Lab.) là một trong những phòng chuyên môn hoạt động hiệu quả trong những năm gần đây thuộc Viện Công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm KHCN VN. Với niềm say mê nghiên cứu cùng sự lãnh đạo của Trưởng phòng PGS. TS Lê Quang Huấn, các cán bộ của Phòng đã thực hiện nhiều đề tài khoa học thuộc lĩnh vực Công nghê gen và Công nghệ tế bào. Hiện nay, phòng Công nghệ tế bào động vật (CNTBĐV) đang tiến hành các hướng nghiên cứu thuộc lĩnh vực công nghệ tế bào và công nghệ gen kết hợp với công nghệ nano nhằm tạo ra các Bộ cảm biến sinh học (biosensor) để chẩn đoán bệnh và thuốc hướng đích trong điều trị ung thư. Trong nghiên cứu ứng dụng, Phòng CNTĐV đã triển khai việc giám định gen để định danh các hài cốt liệt sỹ phục vụ cho công tác đến nơn đáp nghĩa của Đảng và Nhà nước. Từ năm 2008 đến nay, Phòng có 5 bài báo công bố quốc tế, 38 bài báo đăng trên các tạp chí trong nước và 5 báo cáo toàn văn tại các hội nghị trong nước.

sinhoc
Tập thể Phòng Công nghệ tế bào động vật, Viện Công nghệ sinh học

Tóm tắt một số hướng nghiên cứu và kết quả nghiên cứu mà Phòng Công nghệ tế bào động vật đã đạt được trong những năm qua như sau:

Nghiên cứu nano sinh học

Trong những năm gần đây, Phòng Công nghệ tế bào động vật đã kết hợp với các đơn vị nghiên cứu về nano thuộc Viện Khoa học vật liệu, Viện vật lý, Viện hóa học tiến hành các đề tài nghiên cứu thuộc hướng công nghê gen và công nghệ nano. Một trong các hướng nghiên cứu chính của nhóm nghiên cứu là tạo hệ dẫn thuốc hướng đích trong chẩn đoán và điều trị ung thư. Phức hệ dẫn thuốc được tạo ra gồm các 2 phần chính: (1) Phần mang thuốc được tạo ra bởi các polymer tự nhiên hoặc polymer tổng hợp. (2) Phần hướng đích được đảm nhận bởi các phân tử kháng thể tái tổ hợp hoặc các aptamer đặc hiệu kháng nguyên của tế bào ung thư. Các kháng thể tái tổ hợp đặc hiệu các kháng nguyên HER2, HER1, Cyfra 21-1, CD25, CD20 được tinh sạch sau khi biểu hiện ở các hệ khác nhau (E. coli, tế bào côn trùng, trong tằm, trong tế bào CHO, HEK-293).

Một trong những kết quả đáng chú ý của hướng nghiên cứu này là việc sử dụng phân tử DNA với các phần chức năng khác nhau: Phần có chức năng đóng gói thuốc, phần có chức năng hướng đích và phần có chức năng miễn dịch.

Kết quả tạo phức hệ dẫn thuốc hướng đích có cấu trúc nano và thử nghiệm trên các dòng tế bào ung thư
Kết quả tạo phức hệ dẫn thuốc hướng đích có cấu trúc nano và thử nghiệm trên các dòng tế bào ung thư

  
Nghiên cứu thu nhận các aptamer: Aptamer là các oligonucleotide (chẳng hạn các acid ribonucleoic, RNA, và các sợi đơn của acid deoxyribonucleic, ssDNA) hoặc các phân tử peptide có cấu hình không gian đặc trưng và có khả năng gắn kết với các phân tử đích tương đương kháng thể đơn dòng. Các aptamer được xác nhận như một lớp chất thay thế kháng thể đơn dòng bới các lớp chất có nhiều ưu điểm vượt trội so với kháng thể, như tính ổn định, có khả năng tạo ra trong điều kiện in vitro, không cần tới động vật thí nghiệm, có thể biến tính và hồi tính thuận nghịch, có thể biến đổi hóa học mà không ảnh hưởng tới hoạt tính gắn kết với phân tử đích, có tính bền nhiệt cao. Hiện nay, phòng công nghệ tế bào động vật đã và đang triển khai các đề tài nghiên cứu về aptamer với mục tiêu thu nhận các aptamer có khả năng nhận biết và gắn kết đặc hiệu với các phân tử đích khác nhau, như độc tố aflatoxin M1, các kháng sinh penicillin, streptomycin, neomycin, tetracycline và các kháng nguyên ung thư, HER2 trong ung thư vú, Cyfra 21-1 trong ung thư phổi.

Sàng lọc aptamer  đặc hiệu kháng nguyên ung thư theo Quy trình SELEX
Sàng lọc aptamer đặc hiệu kháng nguyên ung thư theo quy trình Selex

Nghiên cứu vaccine thế hệ mới

Một trong các hướng nghiên cứu mới được triển khai tại phòng công nghệ tế bào động vật là nghiên cứu vaccine để ứng dụng trong phòng ngừa bệnh ở người và gia súc. Đối với gia súc, Phòng công nghệ tế bào động vật đang tiến hành thu nhận các protein tái tổ hợp, các protein đặc trưng virus gây hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn (PRRS) nhằm mục đích tạo vaccine trong gia súc. Đối với việc phòng bệnh ở người theo hướng nghiên cứu tạo vaccine phòng bệnh, phòng đang tiến hành các nghiên cứu thu nhận các cấu trúc nano mang gen mã hóa kháng nguyên đặc trưng ung thư hoặc tạo beta-glucan làm vaccine và tăng cường đáp ứng miễn dịch trong phòng chống và điều trị ung thư.

Nghiên cứu các chất tự nhiên có hoạt tính giảm đau

Để góp phần khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn dược liệu của Việt nam trong phòng chống các bệnh hiểm nghèo, phòng Công nghệ tế bào động vật đã và đang thực hiện các đề tài nghiên cứu sàng lọc, thu nhận các chất có hoạt tính sinh học để tạo thuốc có tác dụng điều trị các bệnh hiểm nghèo, như thuốc hỗ trợ điều trị ung thư, thuốc BAHUDO hỗ trợ điều trị cắt cơn nghiện ma túy nhóm opiate. Thuốc BAHUDO hỗ trợ cắt cơn nghiện ma túy và thuốc DENA-01 hỗ trợ điều trị ung thư đang làm thủ tục để được thử nghiệm lâm sàng trước khi sử dụng ở quy mô lớn.

Nghiên cứu phân tích gen định danh hài cốt liệt sĩ

Từ đầu năm 2002, thực hiện đề tài nghiên cứu cơ bản do GS.TS. Lê Trần Bình, nguyên Viện trưởng Viện công nghệ sinh học làm chủ nhiệm, chúng tôi đã thực hiện việc ứng dụng kỹ thuật gen vào định danh các hài cốt liệt sĩ. Đây là một trong các nội dung nghiên cứu được đặc biệt quan tâm và đã có những thành công nhất định và cũng là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện quy trình. Kết quả ứng dụng kỹ thuật gen trong nghiên cứu định danh hài cốt liệt sĩ đã được hoàn thiện khi thực hiện các đề tài cấp nhà nước KC-04.23 do PGS.TS. Nguyễn Trọng Toàn nguyên Viện trưởng Viện Pháp Y Quân đội làm chủ nhiệm và đề tài độc lập cấp Viện Hàn lâm KH&CN VN do PGS.TS. Lê Quang Huấn làm chủ nhiệm.

Tới nay, Viện Công nghệ sinh học đã ứng dụng thành công kỹ thuật gen để phân tích và định danh các hài cốt liệt sỹ. Kỹ thuật này đã được chuyển giao và triển khai ở một số đơn vị như Viện Pháp y Quân đội, Viện Khoa học hình sự thuộc Bộ Công an, Viện Pháp y quốc gia thuộc Bộ Y tế. Với sự hỗ trợ của Viện Hàn lâm KHCN VN, Cục Người có công thuộc Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội, Hội hỗ trợ gia đình liệt sĩ Việt Nam, Viện công nghệ sinh học đã phân tích hàng nghìn bộ hìa cốt liệt sĩ, trong đó đã xác định được danh tính cho gần 600 liệt sĩ.

Hiện nay, Viện Công nghệ sinh học mà chủ yếu là Phòng CNTBĐV là một trong 3 đơn vị tham gia thực hiện nội dung phân tích gen theo Quyết định số 150/QĐ TTg ngày 14/01/2013 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt đề án xác định hài cốt liệt sỹ còn thiếu thông tin, gọi tắt là Đề án 150 của Chính Phủ.

Những thách thức liên quan tới việc lấy mẫu phân tích: (1) Thời gian là một trong những vấn đề cần được quan tâm, vì theo thời gian các thân nhân có quan gền với liệt sĩ cần định danh càng ít dẫn, thậm chí nhiều trường hợp không thể có được mẫu đối chứng để phân tích so sánh; (2) Các mẫu cốt càng ngày càng bị phân hủy nên việc tách chiết DNA và nhân bản gen càng gặp càng nhiều khó khăn; (3) các thông tin về liệt sĩ như hồ sơ giấy tờ, đơn vị chiến đấu, nới hy sinh và an táng ban đầu, bạn chiến đấu,… càng khó thu thập,… là những vấn đề gây nhiều khó khăn và trở ngại cho việc định danh hài cốt liệt sĩ.

Những vấn đề liên quan tới bản chất di truyền: Hiện tượng methyl hóa cytosin của các mẫu hài cốt; hiện tượng heteroplasmy của mtDNA, hiện tượng Poly-C, hiện tượng trùng lặp ngẫu nhiên của trình tự nucleotide vùng D-loop của các mẫu phân tích của mỗi mỗi chủng tộc là không hoàn toàn giống nhau, nên cần tiếp tục nghiên cứu.

Những vấn đề về công nghệ: Các mẫu hài cốt lâu năm có sự phân rã mạnh nên không thể nhân bản PCR đoạn dài mà cần phải tiến hành nhân nhiều đoạn ngắn sau đó xác định trình tự và ghép nối các trình tự nucleotide của các đoạn ngắn để có đươc trình tự nucleotide thực trước khi so sánh với các mẫu đối chúng; Một vấn đề quan trọng khác đó là việc xác định chính xác các vị trí heteroplasmy trước khi so sánh để có được kết luận chính xác. Như vậy, phân tích gen trong định danh hài cốt liệt sĩ được thực hiện trên cơ sở so sánh các trình tự nucleotide vùng D-loop (thậm chí cả các vùng khác trong ty thể) của các mẫu phân tích. Việc xác định nucleotide của các mẫu hài cốt thông qua các đoạn sản phẩm PCR ngắn và xác định hiện tượng heteroplasmy là rất tốn kém và phức tạp, thậm chí không thể giải quyết được nếu sử dụng công nghệ xác định trình tự nucleotide theo Sanger sequencing. Vì vậy, việc áp dụng công nghệ sequencing thế hệ mới để khắc phục những vấn đề này là cần thiết và bắt buộc khi thực hiện phân tích lượng mẫu lớn, như đối với đề án “Xác định danh tính hài cốt liệt sĩ còn thiếu thông tin” của Nhà nước do Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội chủ trì. 

Phương hướng nghiên cứu trong thời gian tới

Từ những kết quả đã đạt được, Phòng CNTBĐV tiếp tục triển khai các đề tài nghiên cứu định hướng ứng dụng trong y học. Trong đó tập trung nghiên cứu: (1) Tạo các dòng tế bào động vật có khả năng sản xuất ổn định và năng suất cao các kháng thể tái tổ hợp, các kháng thể dạng nanobody; (2) Tạo các phức hệ nano có khả năng dẫn thuốc điều trị hướng đích tế bào ung thư trên cơ sở sử dụng các kháng thể tái tổ hợp, các aptamer và các hạt nano kim loại; (3) Nghiên cứu cấu trúc nano sinh học thích hợp chứa gen mã hóa kháng nguyên đặc trưng tế bào ung thư, đặc trưng virus làm nguyên liệu cho việc tạo vaccine thế hệ mới; (4) Nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc tự nhiên ứng dụng trong điều trị ung thư; (5) Ứng dụng công nghệ gen để phân tích, định danh hài cốt liệt sĩ.

Đối với công tác đào tạo, hiện tại có 8 nghiên cứu sinh, 7 cao học và nhiều sinh viên thực tập tốt nghiệp đang làm việc tại phòng Công nghệ tế bào động vật thuộc các chuyên ngành sinh hóa, hóa sinh y học thuộc các cơ sở đào tạo khác nhau: như Viện công nghệ sinh học, Trường đại học Thái nguyên, Trường đại học Y Hà Nội, trường đại học Khoa học tự nhiện thuộc đại học quốc gia Hà Nội, trường đại học Công nghệ Hà Nội (USTH), trường đại học Dược Hà Nội, trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội.

Nguồn tin: Phòng Công nghệ tế bào động vật, Viện Công nghệ sinh học
Xử lý tin: Mai Lan

 

 

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: thongtin@vast.vn
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".