Quan Hệ Đối Tác Nhằm Mục Đích Kiểm Tra Nhanh Bệnh Tôm

Nguồn tài trợ thúc đẩy nhanh việc thương mại hóa công nghệ trình tự gen giúp phát hiện bệnh trên tôm một cách nhanh chóng và tiết kiệm chi phí trong môi trường thực tế

Với sự tài trợ của USDA, Sherlock Biosciences và Viện Gloucester Marine Genomics sẽ thương mại hóa các xét nghiệm chẩn đoán bệnh trên tôm. Ảnh của Darryl Jory.

Bệnh truyền nhiễm có thể làm giảm sản lượng nuôi trồng thủy sản, khiến người sản xuất phải gánh chịu thiệt hại kinh tế nặng nề. Ví dụ, một đợt bùng phát Virus gây hội chứng đốm trắng (WSSV) có thể gây tỷ lệ chết cho tôm thẻ chân trắng lên đến mức gần 100% chỉ trong vòng một tuần. Trong 30 năm qua, thiệt hại kinh tế do virus gây ra ước tính lên tới 15 tỷ USD.

Trong bối cảnh tốc độ lây lan nhanh và mức độ gây chết tôm cao của dịch bệnh, người nuôi tôm cần các công cụ để nhanh chóng xác định nguyên nhân bùng phát dịch bệnh, từ đó thực hiện các biện pháp nhằm ngăn chặn và điều trị bệnh do virus. Sherlock Biosciences hiện đang hợp tác với Viện Gloucester Marine Genomics (GMGI) để phát triển một công cụ chẩn đoán thông qua Dự án Giai đoạn I Chương trình Nghiên cứu Đổi mới Doanh nghiệp Nhỏ (SBIR) của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA). Mục tiêu là cảnh báo các nhà sản xuất về một vấn đề trước khi nó trở thành một thảm họa.

“Mục tiêu cuối cùng là bán trực tiếp công cụ chẩn đoán cho người nuôi tôm. Hiện nay, nếu muốn xét nghiệm mẫu, người nuôi tôm phải gửi mẫu về phòng thí nghiệm trung tâm và chờ kết quả, điều này làm chậm thời gian chẩn đoán và ảnh hưởng đến khả năng ứng phó nhanh khi dịch bệnh bùng phát. Với nền tảng của chúng tôi, người nuôi tôm có thể nhận được thông tin họ cần chỉ trong vòng 30 phút,” Mary Wilson, giám đốc nghiên cứu khảo nghiệm tại Sherlock Biosciences, nói với Advocate.

Theo Andrea Bodnar, giám đốc khoa học, công cụ mới này được xây dựng dựa trên nghiên cứu do GMGI thực hiện trong nhiều năm nhằm phát triển xét nghiệm kiểm tra bệnh WSSV. Những nỗ lực đó đã thành công, tạo ra một xét nghiệm nhạy cảm có thể phát hiện ra virus với tải lượng rất thấp. Bodnar lưu ý rằng các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công cụ được phát triển ban đầu để điều chỉnh gen, một công nghệ được gọi là CRISPR.

Cô nói: “Chúng tôi đang sử dụng công nghệ tương tự để phát hiện các chuỗi gen cụ thể.”

Các trình tự này xác định duy nhất WSSV, trong khi công nghệ CRISPR chỉ giải phóng các trình tự di truyền cụ thể đó, không làm thay đổi những thứ khác. Việc khuếch đại những đoạn mã đó sẽ nhân chúng lên, một lượng nhỏ các chuỗi di truyền đã biết ban đầu tăng lên, giúp có đủ thông tin để phát hiện virus.

Một kỹ thuật được GMGI phát triển và thử nghiệm sử dụng chất đánh dấu huỳnh quang và một phân tử gắn kết để tạo ra ánh sáng, được nhìn thấy khi mẫu chứa virus được chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp. Ảnh GMGI.

Kỹ thuật do GMGI phát triển và thử nghiệm đã sử dụng chất đánh dấu huỳnh quang, một phân tử gắn kết để tạo ra ánh sáng, được nhìn thấy khi mẫu chứa virus được chiếu sáng bằng ánh sáng phù hợp. Cách tiếp cận này cho kết quả tương đương với tiêu chuẩn vàng trong phòng thí nghiệm để phát hiện virus, phản ứng chuỗi polymerase định lượng hoặc xét nghiệm qPCR. Tuy nhiên, thử nghiệm GMGI cần phải cải tiến thêm để có thể triển khai trong môi trường thực tế.

Đây là lúc Sherlock Biosciences xuất hiện. Mục tiêu ban đầu của công ty là chẩn đoán bệnh ở người, Wilson cho biết. Trong những nỗ lực này, Sherlock Biosciences đã nỗ lực đơn giản hóa việc chuẩn bị mẫu để những người vận hành chưa được đào tạo có thể sử dụng chẩn đoán trong khi vẫn duy trì độ nhạy để phản ứng với một tải lượng nhỏ mầm bệnh. Mục tiêu khác là có một xét nghiệm dành riêng cho một căn bệnh nhất định, từ đó giảm thiểu nguy cơ đọc sai kết quả.

Các đặc điểm như tốc độ, độ nhạy, độ đặc hiệu và chi phí thấp là những ưu điểm trong các xét nghiệm chẩn đoán bệnh ở người. Những đặc tính tương tự cũng hữu ích khi phát hiện bệnh ở động vật.

Wilson cho biết: “Khi nói đến vấn đề này, chúng tôi tin rằng axit nucleic vẫn là axit nucleic, bất kể nguồn nguyên liệu là gì. Các chất hóa học của chúng tôi rất hữu ích trong việc giải phóng và phát hiện axit nucleic trong các mẫu lâm sàng.”

Trong một tuyên bố vào tháng 10, Sherlock Biosciences và GMGI đã báo cáo những tiến bộ đáng kể trong việc chuyển đổi phương pháp GMGI sang chạy trên nền tảng của Sherlock Biosciences.

Sau khi chứng minh rằng chẩn đoán hoạt động, bước tiếp theo sẽ giống như thử nghiệm beta, với nhiều mẫu thử khác nhau. Tải lượng virus trong các mẫu này sẽ được đánh giá bằng công cụ mới khi triển khai trong môi trường thực tế, với kết quả được so sánh với kết quả từ phương pháp qPCR trong phòng thí nghiệm. Giai đoạn thử nghiệm beta này có thể diễn ra vào năm tới, thời gian tùy thuộc vào kinh phí và một số yếu tố khác. Thời gian thực hiện thử nghiệm beta vẫn chưa được công bố, chi phí cho thử nghiệm này sẽ được thanh toán thông qua khoản trợ cấp SBIR Giai đoạn II. Việc giới thiệu sản phẩm có thể bắt đầu sau khi hoàn thành thành công thử nghiệm beta.

Chi phí xét nghiệm chưa được xác định nhưng Sherlock Biosciences ước tính rằng việc chẩn đoán có thể được thực hiện với chi phí từ 5 đến 20 USD cho mỗi xét nghiệm. Chi phí này thấp hơn đáng kể so với chi phí chạy qPCR. Kết quả xét nghiệm mới cũng sẽ có sau vài phút, chứ không phải vài ngày.

Mặc dù Sherlock Biosciences đã hợp tác với GMGI và công việc ban đầu của họ là tập trung vào WSSV, nhưng Wilson lưu ý rằng nền tảng của công ty không tập trung vào nguồn gốc của chuỗi gen được phát hiện. Vì vậy, nhiều loại bệnh khác cũng có thể được thử nghiệm.

Wilson cho biết: “Chúng tôi tin rằng nền tảng này có thể được mở rộng sang các bệnh khác được ngành nuôi trồng thủy sản quan tâm. Chúng tôi tưởng tượng một tương lai mà thay vì gửi mẫu đi xét nghiệm, nông dân có thể tự kiểm tra một loạt các bệnh trong đàn giống của họ trên nền tảng của chúng tôi”.

Theo Hank Hogan

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/minutes-not-days-partnership-takes-aim-at-rapid-tests-for-shrimp-diseases/

Biên dịch: Huyền Thoại – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh