ứng dụng di truyền trong chẩn đoán bệnh cơ tim phì đại

ỨNG DỤNG DI TRUYỀN TRONG CHẨN ĐOÁN
BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI
PGS TS HỒ HUỲNH THÙY DƯƠNG
TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN – ĐHQG TP HCM


TẦN SUẤT BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI – SỐ LIỆU MỚI NHẤT


DIỄN TIẾN BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI

Rối loạn chức
năng co bóp
ĐỘT BIẾN CÁC GENE
LIÊN QUAN ĐẾN HOẠT
ĐỘNG CO BÓP CỦA TIM

Tăng tiêu thụ
năng lượng

Tế bào cơ
tim chết sớm

Tăng xơ hoá
cơ tim

PHÌ ĐẠI CƠ TIM

Nguyên nhân nào dẫn đến rối loạn chức năng co bóp ?

SUY TIM

CƠ CHẾ PHÂN TỬ VÀ TẾ BÀO CỦA BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI

Roma-Rodrigues C & Fernandes AR. 2014

Các bất thường về cấu trúc, tổ chức của tế bào cơ tim và bất thường trong dẫn truyền canxi
dẫn đến các rối loạn chức năng về điện học và/hay cơ học của cơ tim.


Nguyên nhân sâu xa của các bất thường ở tế bào cơ tim là
đột biến trên các gene quy định cấu trúc và chức năng của
tế bào cơ tim
Vậy đột biến gene là gì ?

Vì sao đột biến gene lại ảnh hưởng đến chức năng tim ?
Làm sao phát hiện được đột biến gene ?


TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘT BIẾN GENE LÊN CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG PROTEIN
Ví dụ về bệnh hồng cầu hình liềm :
Đột biến trên gene beta-globin làm thay đổi protein tương ứng dẫn đến thay đổi chức năng của
hồng cầu


GIẢI TRÌNH TỰ GENE TRONG CHẨN ĐOÁN BỆNH TIM MẠCH
Để tìm hiểu nguồn gốc di truyền của một số bệnh tim mạch như cơ tim phì đại, cơ tim
dãn nở, …. các kỹ thuật giải trình tự gene được sử dụng để nhận diện các đột biến trên
các gene liên quan đến chức năng co bóp của tim.
Trước đây, phương pháp giải trình tự Sanger được sử dụng để giải trình tự từng gene.

Tuy nhiên phương pháp này không phù hợp đối với những bệnh đa gene như bệnh
CTPĐ
Gần đây, kỹ thuật “giải trình tự thế hệ mới” (Next Generation Sequencing – NGS) cho
phép giải trình tự cùng lúc một số lượng rất lớn các gene, thậm chí toàn bộ bộ gene
người, giảm thời gian và chi phí xét nghiệm


CHẨN ĐOÁN PHÂN TỬ BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI BẰNG GIẢI TRÌNH TỰ GENE

T

Phát hiện đột biến trên một
gene liên quan đến HCM bằng
kỹ thuật giải trình tự Sanger


CÁC GENE LIÊN QUAN ĐẾN HCM
STT
Gene
Locus
Protein
Gene mã hoá các thành phần tạo sợi tơ cơ (myofilament)
14q11.2-q12
1
MYH7
Myosin-7
11p11.2
2
MYBPC3
Myosin-binding protein C, cardiac type

Tần số (%)

15-25
15-25

3

TNNT2

1q32

Troponin T, cardiac muscle

<5

4

TNNI3

19p13.4

Troponin I, cardiac muscle

<5

5

TPM1

15q22.1

<5

6

MYL2

12q23-q24.3

7

MYL3

3p21.3-p21.2

Tropomyosin alpha-1 chain
Myosin regulatory light chain 2, ventricular/cardiac muscle
isoform
Myosin light chain 3

8

ACTC1

15q14

Actin, alpha cardiac muscle 1

<1

9

TNNC1

Troponin C, slow skeletal and cardiac muscles

<1

Myosin-6

<1

LIM binding domain 3

1-5

3p21.3-p14.3

14q11.2-q12
10
MYH6
Gene mã hoá các thành phần tạo đĩa Z (Z-disc)
10q22.2-q23.3
11
LDB3

<2
<1

12

CSRP3

11p15.1

Cysteine and glycine-rich protein 3

<1

13

TCAP

17q12-q21.1

Telethonin

<1

14

VCL

10q22.1-q23

Vinculin/metavinculin

<1

15

ACTN2

1q42-q43

Alpha-actinin-2

<1

16

MYOZ2

4q26-q27

Myozenin-2

<1

1p31.1

17
NEXN
Nexilin
Gene mã hoá các protein thuộc cơ chế giải phóng canxi
6q22.1
18
PLN
Cardiac phospholamban

20q12
19
JPH2
Junctophilin-2
Gene mã hóa các protein liên quan đến một số bệnh chuyển hóa có biểu hiện giống BCTPĐ
20
GLA
Xq22
Galactosidase, alpha (bệnh Fabry)
Lysosome-associated membrane glycoprotein 2 (bệnh
21
LAMP2
Xq24
Danon)
22

PRKAG2

7q36.1

5′-AMP-activated protein kinase subunit gamma-2 (bệnh cơ
tim glycogen)

<1
<1
<1
<1
<1
<1

GIẢI TRÌNH TỰ “THẾ HỆ TIẾP THEO” (NEXT GENERATION
SEQUENCING)
Thu mẫu máu bệnh nhân

Tách chiết DNA bộ gene

Nhân bản trình tự DNA của 22 gene mục
tiêu bằng phương pháp long-range PCR

Cắt các sản phẩm nhân bản thành
những đoạn ngắn và gắn thêm
các trình tự adapter và barcode
Giải trình tự các đoạn
ngắn này trên hệ thống
Illumina MiSeq

Phân tích kết quả


GIẢI TRÌNH TỰ “THẾ HỆ TIẾP THEO” (NEXT GENERATION
SEQUENCING) – KẾT QUẢ
CSDL NCBI ClinVar, Human Gene Mutation Database

Gene MYBPC3
c.2413G
A

Đột biến phát hiện bằng NGS sẽ được khẳng định bằng
phương pháp giải trình tự Sanger

Ý NGHĨA CỦA CHẨN ĐOÁN PHÂN TỬ BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI
CHẨN ĐOÁN PHÂN TỬ

Xác nhận cơ sở di
truyền của bệnh

Phát hiện đột biến
mục tiêu

Tư vấn gia đình/tầm
soát người thân

CAN THIỆP LÂM SÀNG

Thuốc chẹn beta và kênh can-xi
Antiarrythmics
Cardioconversion
Implantable defibrillators
Ghép tim


MỘT VÍ DỤ CHẨN ĐOÁN PHÂN TỬ BỆNH CƠ TIM PHÌ ĐẠI

Chẩn đoán lâm sàng kết hợp với xét nghiệm di truyền cho phép xác định
chính xác tình trạng những người thân của người bệnh để có biện pháp
theo dõi và can thiệp phù hợp

KẾT LUẬN
❉ Hiểu biết về bệnh cơ tim di truyền nói chung và BCTPĐ nói riêng ngày càng tăng nhờ các
tiến bộ khoa học và kỹ thuật như các nghiên cứu cơ chế bệnh sinh ở mức phân tử và tế bào

và các kỹ thuật giải trình tự gene thế hệ mới .
❉ Tuy nhiên, việc áp dụng các hiểu biết này vào lâm sàng còn nhiều khó khăn do tính phức

tạp của bệnh. Do đó hợp tác giữa bác sĩ và người làm nghiên cứu cơ bản là điều thiết yếu để
lấp dần các lỗ hổng trong chẩn đoán và điều trị các bệnh cơ tim di truyền như BCTPĐ.
❉ Việc phát triển các công cụ chẩn đoán ở các nước đang phát triển như Việt Nam là khả thi
và có ý nghĩa hữu ích nhất định đối với bác sĩ điều trị cũng như người bệnh và thân nhân.
Đề tài hợp tác với BV Tâm Đức : “Xây dựng quy trình phát hiện đột biến trên các gene liên
quan đến bệnh cơ tim phì đại bằng phương pháp giải trình tự thế hệ mới”


XIN CÁM ƠN QUÝ VỊ