DR CALUX (Dioxin Response Chemically Activated Luciferase gene Expression) là một kỹ thuật dùng tế bào cảm biến sinh học để định lượng Dioxin và PCB trong mẫu vật phẩm.

Dựa vào đặc tính của các chất dioxin, PCB và các chất giống dioxin gắn đặc hiệu vào thụ cảm thể Aryl Hydrocacbon Receptor (AhR) trên bề mặt tế bào, các nhà nghiên cứu đã phát triển dòng tế bào đặc trưng (H4II) để phát hiện Dioxin và PCB.

Khi chất dioxin và PCB tiếp xúc với tế bào này, thụ cảm thể AhR trên bề mặt tế bào sẽ gắn với chúng. Phức hợp này sau đó di chuyển vào trong nhân, và gắn đặc hiệu với protein ARNT. Phức hợp mới AhR-ARNT tiếp tục gắn đặc hiệu với vùng Dioxin Responsive Element  (DRE) nằm trên chuỗi DNA. Đây là vùng nằm ở phía trên, tại vùng khởi động của rất nhiều gen, trong đó có gen mã hóa cho quá trình tổng hợp Enzym Luciferase. Enzym Luciferase sẽ chuyển hóa cơ chất Luciferin. Phản ứng chuyển hóa cơ chất này phát ra ánh sáng. Cường độ ánh sáng sẽ tương ứng với lượng dioxin và PCB tiếp xúc với tế bào cảm biến. Giá trị cường độ ánh sáng được đo và dùng để tính toán nồng độ dioxin và PCB có trong mẫu dựa trên đường chuẩn xây dựng từ việc cho tế bào tiếp xúc với TCDD ở các nồng độ đã biết trước khác nhau.

Sau khi thu thập mẫu (huyết thanh, sữa, thực phẩm…), quy trình tách mỡ được tiến hành có sử dụng các dung môi hữu cơ, định lượng mỡ, sau đó tiến hành tinh sạch mẫu bằng cột acid silica, cho thành phần này tiếp xúc với tế bào cảm biến sinh học đã được nuôi trong đĩa 96 giếng theo quy trình chuẩn, sau khoảng 24h, các tế bào ở mỗi giếng được phá vỡ màng và cho tiếp xúc với cơ chất Luciferin tạo phản ứng phát quang, cường độ ánh sáng được đo bằng máy ở bước sóng 560nm, từ dữ liệu cường độ ánh sáng của mẫu kiểm tra và các mẫu chuẩn, đường chuẩn sẽ được xây dựng để tính toán giá trị cho các mẫu kiểm tra.

Khi sử dụng kỹ thuật DR CALUX, kết quả cuối cùng là tổng BEQ (tương đương với chỉ số TEQ của phương pháp GCMS) của tất cả các đồng đẳng Dioxin và PCB. Khác với kỹ thuật GCMS, kỹ thuật DR CALUX không định lượng nồng độ từng đồng đẳng dioxin và PCB riêng rẽ.

Kỹ thuật phân tích dioxin bằng phương pháp DR CALUX do Giáo sư Bram Brouwer người Hà Lan xây dựng và phát triển tại hệ thống phòng thí nghiệm của BioDetection System(BDS). Hiện nay đã có trên 30 phòng thí nghiệm ở các nước  trên thế giới sử dụng phương pháp DR CALUX để định lượng dioxin/furan và PCB trong các mẫu môi trường, thực phẩm và sinh phẩm. Phương pháp DR CALUX được nhiều tổ chức quốc tế công nhận.

Phòng thí nghiệm phân tích dioxin bằng phương pháp DR CALUX tại Học Viện Quân Y

Năm 2011, Học viện Quân Y đã ký hợp đồng chuyển giao công nghệ DR CALUX với công ty BDS của Hà Lan. Tháng 12 năm 2012, các cán bộ được cử đi đào tạo tại phòng thí nghiệm của BDS nằm trong khuôn viên khu Công nghệ khoa học Science Park của thủ đô Amsterdam. Tháng 9 năm 2013, chuyên gia của BDS đã sang Việt Nam, trực tiếp kiểm tra năng lực và hướng dẫn quy trình chuẩn tại phòng thí nghiệm DR CALUX đặt tại Trung tâm Nghiên cứu Y Dược học Quân sự , Học viện Quân Y (HVQY). Tháng 6 năm 2014, BDS đã cấp chứng chỉ đào tạo cho 5 cán bộ nghiên cứu của HVQY. Đồng thời, phòng thí nghiệm DR CALUX của HVQY tiếp nhận 14 mẫu từ BDS để tiến hành kiểm tra chéo nhằm đánh giá năng lực phân tích của phòng thí nghiệm. Sau 1 tháng tiến hành, phòng DR CALUX của HVQY đã viết báo cáo kết quả nồng độ của 14 mẫu gửi sang BDS. Chuyên gia BDS đã viết báo cáo, trình bày kết quả phân tích đối chiếu giữa hai phòng thí nghiệm của HVQY và BDS. Kết quả cho thấy, phòng thí nghiệm DR CALUX của HVQY cho kết quả phân tích rất tốt, bao gồm cả các mẫu có nồng độ nằm trong giới hạn đường chuẩn (Mẫu không cần pha loãng- Phase II A) và các mẫu có nồng độ vượt quá ngưỡng đường chuẩn (mẫu cần pha loãng-Phase II B).

Triển khai kỹ thuật DR CALUX trong các nghiên cứu dioxin tại Việt Nam

Kỹ thuật DR CALUX có ưu điểm là giá thành rẻ, không đòi hỏi quá lớn khoản đầu tư trang thiết bị, máy móc ban đầu và  điều kiện bảo trì, bảo dưỡng, nên phù hợp với điều kiện tại Việt Nam. Đặc biệt, việc định lượng tổng BEQ qua cơ chế tác động lên thụ cảm thể AhR của tế bào giúp cho giá trị BEQ có mối liên hệ chặt chẽ hơn với cơ chế tác động của dioxin lên cơ thể sinh vật. Vì thế, việc sử dụng chỉ số BEQ của kỹ thuật DR CALUX trong các nghiên cứu dịch tễ học quần thể người để tìm hiểu mối liên quan giữa phơi nhiễm dioxin và sức khỏe, bệnh tật rất có ý nghĩa.

Hiện nay, nằm trong chương trình “Nghiên cứu khắc phục hậu quả lâu dài chất da cam/dioxin do Mỹ sử dụng trong chiến tranh đối với môi trường và sức khỏe con người Việt Nam”, trong số các đề tài nghiên cứu do Học viện Quân Y chủ trì, có hai đề tài đang sử dụng kỹ thuật DR CALUX. Đó là các đề tài: “Nghiên cứu sự biến động về sức khỏe, bệnh tật và nồng độ dioxin ở người có nồng độ dioxin cao; đề xuất giải pháp điều trị” và đề tài “Nghiên cứu biến đổi nồng độ một số hormone ở người phơi nhiễm dioxin”. Những kết quả của các đề tài này sẽ giúp làm sáng tỏ ảnh hưởng của dioxin lên sức khỏe người dân, đặc biệt là đối tượng đang sống tại những khu vực ô nhiễm dioxin nguồn gốc từ chất Da cam sử dụng trong chiến tranh. Kết quả các đề tài sẽ đưa ra những luận cứ khoa học nhằm xây dựng những giải pháp dự phòng, khắc phục những tổn hại do dioxin gây nên đối với con người và môi trường sống một các có hiệu quả.

Nguồn: Bộ Tài nguyên và môi trường