Nghiên cứu sinh học của Nguyễn Thị Hoài Thu tại Hà Nội

Ngộ độc thực phẩm là một vấn đề sức khỏe toàn cầu, và một trong những nguyên nhân chính là do vi khuẩn Staphylococcus aureus và độc tố SEB của chúng. SEB là một siêu kháng nguyên có tính ổn định cao và khả năng kháng nhiệt tốt, khiến nó trở thành một mối đe dọa lớn trong an toàn thực phẩm. Theo tài liệu gốc, SEB có thể không bị phân hủy ở 100 độ C trong 30 phút, thậm chí ở 121 độ C trong 28 phút vẫn giữ được hoạt tính sinh học. Do đó, việc phát triển các phương pháp phát hiện nhanh và chính xác SEB là vô cùng quan trọng.

Luận văn của Nguyễn Thị Hoài Thu tập trung vào việc tạo ra kháng nguyên SEB tái tổ hợp không độc hoặc có độc tính thấp. Mục tiêu là duy trì tính kháng nguyên để ứng dụng trong việc tạo kháng thể đơn dòng, từ đó phát triển que thử nhanh phát hiện SEB. Nghiên cứu này nhằm cung cấp một giải pháp chi phí thấp và chủ động hơn so với việc nhập khẩu các bộ kit từ nước ngoài. Đề tài này được thực hiện trong khuôn khổ đề tài cấp Nhà nước. Do đó, nghiên cứu sinh cần phải nắm vững kiến thức chuyên môn.

Ngộ độc thực phẩm là một vấn đề sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng, gây ra bởi nhiều tác nhân, trong đó Staphylococcus aureus và độc tố SEB đóng vai trò quan trọng. SEB có khả năng gây bệnh cao và tính ổn định nhiệt, làm cho nó khó bị loại bỏ trong quá trình chế biến thực phẩm. Do đó, việc phát hiện và kiểm soát SEB trong thực phẩm là rất cần thiết. Việc nghiên cứu khoa học sinh học góp phần giảm thiểu rủi ro.

Việc tạo ra kháng nguyên SEB tái tổ hợp không độc nhưng vẫn giữ được tính kháng nguyên là một thách thức lớn. Quy trình sản xuất phải đảm bảo hiệu quả, chi phí thấp và phù hợp với điều kiện cơ sở vật chất tại Việt Nam. Hơn nữa, kháng nguyên tạo ra phải có chất lượng tốt, đảm bảo độ đặc hiệu và độ nhạy khi sử dụng trong các xét nghiệm phát hiện SEB. Kinh nghiệm nghiên cứu sinh đóng vai trò quan trọng trong thành công của đề tài.

Quy trình tạo đột biến điểm trên gen seb bao gồm các bước chính: thiết kế primer, khuếch đại gen bằng PCR, tạo đột biến bằng phương pháp site-directed mutagenesis, kiểm tra đột biến bằng giải trình tự gen. Các vị trí đột biến được lựa chọn dựa trên cấu trúc và chức năng của protein SEB, nhằm làm mất hoạt tính độc tố mà không ảnh hưởng đến khả năng gắn kết với kháng thể. Phương pháp này sử dụng enzyme và hóa chất chuyên dụng.

Sau khi tạo ra kháng nguyên tái tổ hợp, cần tiến hành các thí nghiệm để kiểm tra và xác nhận tính chất của nó. Các thí nghiệm bao gồm: điện di protein, Western blot, ELISA, và thử nghiệm độc tính trên động vật. Các thí nghiệm này nhằm xác định kích thước, độ tinh khiết, khả năng gắn kết với kháng thể và độ an toàn của kháng nguyên tái tổ hợp. Công bố khoa học là bước quan trọng để chia sẻ kết quả.

Để đảm bảo protein SEB đột biến được tạo ra với số lượng và chất lượng tốt nhất, cần tối ưu hóa các điều kiện biểu hiện gen trong tế bào chủ. Điều này bao gồm việc điều chỉnh nhiệt độ, thời gian nuôi cấy, nồng độ chất cảm ứng (IPTG) và các yếu tố dinh dưỡng khác. Các thử nghiệm được thực hiện để xác định các điều kiện tối ưu cho biểu hiện gen SEB đột biến trong tế bào E. coli BL21.

Quy trình chế tạo que thử nhanh bao gồm các bước chính: sản xuất kháng thể đặc hiệu với SEB, gắn kháng thể lên que thử, và thiết kế hệ thống phát hiện tín hiệu. Que thử hoạt động dựa trên nguyên lý miễn dịch sắc ký, trong đó kháng thể đặc hiệu với SEB sẽ gắn kết với độc tố nếu có trong mẫu, tạo thành phức hợp kháng nguyên-kháng thể. Phức hợp này sẽ di chuyển dọc theo que thử và tạo ra tín hiệu màu tại vạch thử nghiệm nếu mẫu dương tính.

Sau khi chế tạo, que thử nhanh cần được đánh giá hiệu quả và độ chính xác bằng cách so sánh kết quả với các phương pháp xét nghiệm chuẩn khác, như ELISA hoặc PCR. Các chỉ số quan trọng cần đánh giá bao gồm độ nhạy, độ đặc hiệu, giới hạn phát hiện và độ lặp lại của que thử. Que thử cần đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo kết quả chính xác và tin cậy.

Nghiên cứu này đã đóng góp vào việc nâng cao kiến thức về độc tố SEB và các phương pháp phát hiện nó. Thành công trong việc tạo ra kháng nguyên tái tổ hợp không độc mở ra tiềm năng phát triển các công cụ xét nghiệm nhanh chóng và hiệu quả, giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Ngoài ra, nghiên cứu này cũng góp phần vào việc phát triển ngành sinh học phân tử và công nghệ sinh học tại Việt Nam.

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc: (1) Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế gây độc của SEB để tìm ra các biện pháp ngăn chặn hiệu quả hơn. (2) Phát triển các loại kháng thể đơn dòng có độ đặc hiệu và ái lực cao với SEB. (3) Đánh giá hiệu quả của que thử nhanh trong việc phát hiện SEB trong các loại thực phẩm khác nhau. (4) Nghiên cứu về sự phân bố và đa dạng di truyền của các chủng Staphylococcus aureus sinh độc tố SEB tại Việt Nam.

Để tiếp tục phát triển lĩnh vực nghiên cứu sinh học và công nghệ sinh học tại Việt Nam, việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, đặc biệt là các nghiên cứu sinh, là vô cùng quan trọng. Cần tạo điều kiện tốt nhất cho các nghiên cứu sinh được tiếp cận với các kiến thức, kỹ năng và trang thiết bị hiện đại, đồng thời khuyến khích họ tham gia vào các dự án nghiên cứu có tính ứng dụng cao. Các chương trình học bổng nghiên cứu sinh cần được mở rộng và tăng cường để thu hút những tài năng trẻ.