Chống lại kẻ thù vô hình: Công nghệ mới giúp phát hiện mầm bệnh trong nước nhanh hơn

Chìa Vôi Vàng

27-03-2025 

“– When it is a matter of life and death, to survive, one must be intelligent.”

Trích “Luck”; Wild Wise Weird [1]

Các bệnh lây truyền qua đường nước tiếp tục là một mối đe dọa lớn đối với sức khỏe toàn cầu, với nước uống không an toàn gây ra hàng trăm nghìn ca tử vong hàng năm – đáng chú ý nhất là ở trẻ em dưới năm tuổi [2,3]. Các phương pháp truyền thống để phát hiện mầm bệnh trong nước, chẳng hạn như kỹ thuật nuôi cấy hoặc phản ứng chuỗi polymerase (polymerase chain reaction - PCR) chuyên sâu trong phòng thí nghiệm, thường chậm, tốn kém và đòi hỏi cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm tập trung. Những hạn chế này cản trở phản ứng kịp thời đối với ô nhiễm và các rủi ro sức khỏe cộng đồng.

Những tiến bộ gần đây trong chẩn đoán tại chỗ (point-of-care diagnostics - POC) và các kỹ thuật phân tử đang thay đổi cách chúng ta theo dõi và ứng phó với ô nhiễm nước. Các công nghệ này cho phép phát hiện mầm bệnh nhanh chóng, tại chỗ, giúp can thiệp y tế công cộng nhanh hơn và quản lý nước hiệu quả hơn [4].

Một trong những đổi mới đầy hứa hẹn là kỹ thuật khuếch đại đẳng nhiệt qua trung gian vòng lặp (loop-mediated isothermal amplification - LAMP) [5]. Kỹ thuật này có thể khuếch đại DNA ở nhiệt độ không đổi, giúp nó nhanh hơn và tiết kiệm năng lượng hơn so với các phương pháp PCR truyền thống. Nó có thể cho kết quả chính xác trong vòng chưa đầy một giờ, đòi hỏi thiết bị tối thiểu và chịu đựng các chất gây ô nhiễm mẫu tốt hơn các phương pháp khác. Do tính đơn giản và độ tin cậy, LAMP đặc biệt phù hợp cho các môi trường vùng sâu vùng xa hoặc thiếu nguồn lực [4].

LAMP đã chứng minh hiệu quả trong việc phát hiện một loạt các mầm bệnh lây truyền qua đường nước – bao gồm E. coli, Salmonella, Norovirus và các động vật nguyên sinh như Giardia và Cryptosporidium. Hơn nữa, nó có thể được điều chỉnh để xác định các vi khuẩn chỉ thị phân như Bacteroides, giúp truy tìm nguồn gốc ô nhiễm, chẳng hạn như nước thải sinh hoạt của con người, cung cấp thông tin quan trọng cho hành động y tế công cộng có mục tiêu [4].

Khi biến đổi khí hậu, đô thị hóa và cơ sở hạ tầng xuống cấp làm trầm trọng thêm các vấn đề về chất lượng nước trên toàn thế giới, việc triển khai các phương pháp xét nghiệm nhanh chóng và phi tập trung như LAMP sẽ rất cần thiết. Các công cụ này thể hiện một sự thay đổi mạnh mẽ từ quản lý an toàn nước mang tính phản ứng sang chủ động – trao quyền cho cộng đồng phát hiện sớm các mối đe dọa và bảo vệ sức khỏe cộng đồng hiệu quả hơn [6].

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/

[2] WHO Team. (2022). Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first and second addenda. WHO. https://www.who.int/publications/i/item/9789240045064 

[3] Wolf J, et al. (2022). Effectiveness of interventions to improve drinking water, sanitation, and handwashing with soap on risk of diarrhoeal disease in children in low-income and middle-income settings: a systematic review and meta-analysis. The Lancet, 400(10345), 48-59. https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(22)00937-0/fulltext 

[4] Khodaparast M, et al. (2024). Advances in point-of-care and molecular techniques to detect waterborne pathogens. npj Clean Water, 7, 74. https://www.nature.com/articles/s41545-024-00368-9 

[5] Notomi T, et al. (2000). Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acids Research, 28(12), e63. https://doi.org/10.1093/nar/28.12.e63 

[6] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267