Nhóm nghiên cứu có trụ sở tại Viện Wellcome Sanger ở Cambridgeshire đang phát triển một công nghệ giá rẻ, dễ sử dụng và có khả năng mở rộng để cung cấp khả năng giám sát toàn cầu đối với nhiều loại vi-rút. Các mục tiêu sẽ bao gồm vi rút cúm, vi rút hợp bào hô hấp (RSV), vi rút corona và  những mầm bệnh chưa biết trước đây.

Mục đích cuối cùng của dự án Sáng kiến Vi rút Hô hấp và Hệ vi sinh vật là tạo ra một hệ thống triển khai công nghệ giải trình tự DNA để xác định tất cả các loài vi rút, vi khuẩn và nấm trong một mẫu duy nhất được lấy từ tăm bông ngoáy mũi của bệnh nhân.

Ewan Harrison, người đứng đầu nghiên cứu dự án tại Viện Sanger, một trung tâm hàng đầu thế giới về nghiên cứu di truyền và giải trình tự DNA cho biết: “Nước Anh đang đi đầu trong việc giám sát mã gen của Covid-19 và chịu trách nhiệm về khoảng 20% bộ gen của Sars-CoV-2 đã được giải trình trên khắp hành tinh trong đại dịch".

Harrison cho biết: “Kiến thức và dữ liệu mà chúng tôi tạo ra cho phép chúng tôi theo dõi sự thay đổi của  Sars-CoV-2 (loại vi rút gây ra Covid-19) với tốc độ và độ chính xác chưa từng có. Đây là một sự trợ giúp tuyệt vời trong công tác phòng, chống bệnh dịch. Giờ đây, chúng tôi đang nhắm đến việc góp phần xây dựng hệ thống giám sát bộ gen toàn cầu đối với tất cả các loại vi-rút đường hô hấp. Rốt cuộc, đây là những tác nhân có nhiều khả năng gây ra các đại dịch mới nhất”.

Một minh họa điển hình về mối đe dọa mà coronavirus mang lại đối với nhân loại: Ba lần trong 20 năm qua, một loại coronavirus chưa từng được biết đến trước đây đã xuất hiện để lây nhiễm sang người (Sars ở Trung Quốc và các nước láng giềng; Mers ở Trung Đông; và Covid-19 đã ảnh hưởng đến toàn hành tinh).

Tuy nhiên, chính việc sử dụng các cuộc khảo sát bộ gen trong đại dịch Covid đã cho thấy tiềm năng vượt trội của công nghệ. Vào tháng 12 năm 2020, khi số ca mắc Covid đột ngột gia tăng ở đông nam nước Anh, công nghệ cho thấy sự gia tăng đột biến này là do sự xuất hiện của một biến thể mới, dễ lây nhiễm hơn. Ban đầu được gọi là chủng Kent, sau đó nó được đổi tên thành biến thể Sars-CoV-2 Alpha.

John Sillitoe, lãnh đạo đơn vị giám sát bộ gen của Viện Sanger cho biết: “Phát hiện này là một yếu tố thay đổi cuộc chơi".

“Chúng tôi đã có thể tạo dữ liệu bộ gen rất nhanh và nhận thấy biến thể này đang truyền đi với tốc độ rất cao. Nhờ đó thế giới có thể thấy những gì bộ gen có thể làm và cho phép bạn thấy những thay đổi của virus nhanh hơn rất nhiều so với các phương pháp khác. Đây chính là lúc là lúc chúng ta sẽ khai thác sức mạnh đó", Sillitoe nói.

Nhóm Sanger đang hợp tác với Cơ quan An ninh Y tế Vương quốc Anh, các học giả Anh và các cơ quan y tế công cộng khác trong dự án, với mục đích phát triển các kỹ thuật cho phép họ giải trình tự gen từ một mẫu duy nhất – không chỉ một biến thể vi rút mà bất kỳ biến thể nào có thể lây nhiễm cho bệnh nhân. Thông thường, các mẫu sẽ được lấy từ những người mới nhập viện bởi đây là nơi đầu tiên có khả năng xuất hiện các dấu hiệu của một căn bệnh mới nổi.

Tuy nhiên, công nghệ như vậy sẽ phải tiếp cận tới các phòng thí nghiệm trên khắp thế giới. Sillitoe nói thêm: “Sẽ không tốt nếu Vương quốc Anh và một hoặc hai quốc gia phát triển khác học cách giải trình tự bộ gen của virus đường hô hấp”.

“Nếu chúng ta không có loại hình giám sát này trên toàn cầu, chúng ta sẽ không phát hiện ra một biến thể nguy hiểm mới cho đến khi nó đã lan rộng khắp hành tinh", Sillitoe nhấn mạnh.

Sillitoe cho biết để hệ thống này hoạt động trên phạm vi toàn cầu, đây phải là hệ thống được thiết kế với các tiêu chí: đơn giản, nhanh nhất, rẻ nhất và dễ điều chỉnh nhất có thể. “Ở nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới, họ có máy giải trình tự nhỏ hơn nhưng không thể giải trình tự nhiều mẫu được như ở Sanger. Vì vậy, chúng tôi muốn hệ thống hoạt động tốt như nhau trên các máy đó giống như ở đây trên các thiết bị của chúng tôi”, Sillitoe chia sẻ.

Harrison nói với tờ Observer rằng ba phiên bản khác nhau của công nghệ hiện đang trong quá trình thử nghiệm. “Trong những tháng tới, chúng tôi sẽ xem liệu chúng tôi có thể hoán đổi các bit và cuối cùng có thể tạo ra một sự kết hợp hay không. Mục đích sẽ là đưa một hệ thống vào hoạt động trong vòng một năm đồng thời liên tục cải tiến thiết bị”.

“Điểm quan trọng là chúng ta phải phát triển một hệ thống sử dụng thuốc có giá thành rẻ, không yêu cầu đội ngũ kỹ thuật viên được đào tạo chuyên sâu và có thể được sử dụng trên quy mô lớn”, Harrison nói.

“Hiện tại, đối với nhiều loại vi rút đường hô hấp, chúng tôi đã giải mã gen được khoảng 1.000 - 2.000 loại. Chúng tôi muốn tạo ra hàng trăm ngàn bộ gen cho mỗi loại vi rút trong tương lai gần. Nếu điều này thành hiện thực, những thông tin này sẽ góp phần quan trọng không chỉ trong việc theo dõi một căn bệnh mới mà còn giúp đẩy nhanh quá trình phát triển vắc xin và thuốc”.

Nhóm nghiên cứu tại Viện Sanger không phải là nhóm các nhà khoa học duy nhất đang nỗ lực mở rộng các cuộc khảo sát bộ gen để bao quát nhiều loại virus mới nổi khác. Các trung tâm ở Mỹ và ở Đức cũng đang thực hiện các dự án tương tự.

Thu Hà