Trong cơ thể con người, các DNA nằm trong nhân tế bào (genomic DNA – gDNA) giữ vai trò quan trọng mang thông tin di truyền quyết định mọi đặc điểm và chức năng của cơ thể. Tuy nhiên, khi tế bào trải qua quá trình chết theo chương trình (apoptosis) hoặc hoại tử (necrosis), một phần gDNA được giải phóng ra ngoài nhân và lưu hành trong máu dưới dạng cfDNA (cell-free DNA). Khác với gDNA, cfDNA là các phân mảnh DNA tự do ngoại bào, có nguồn gốc từ nhiều loại tế bào khác nhau, bao gồm tế bào bình thường, tế bào ung thư, và các tế bào từ thai nhi trong thai kỳ.
cfDNA thể hiện vai trò ngày một quan trọng trong nghiên cứu và thực hành y học với những đột phá về công nghệ đặc trong xét nghiệm sàng lọc trước sinh không xâm lấn (NIPT) hay sinh thiết lỏng trong ung thư.
cfDNA có nguồn gốc từ nhiều loại tế bào, có thể được tìm thấy trong nhiều loại dịch cơ thể, xuất hiện cả trong điều kiện sinh lý bình thường cũng như trong các rối loạn bệnh lý.
Đối với phụ nữ mang thai, trong máu mẹ ngoài cfDNA của người mẹ còn có cfDNA thai nhi gọi là cffDNA (cell free fetal DNA), cffDNA có kích thước nhỏ hơn cfDNA của mẹ và chiếm từ 2% đến 20% tổng cfDNA của mẹ. Nồng độ cffDNA tăng dần theo tuổi thai.
Ở những bệnh nhân ung thư, các tế bào khối u giải phóng một loại cfDNA đặc biệt gọi là ctDNA (circulating tumor DNA). ctDNA bắt nguồn từ các tế bào khối u, bao gồm cả những tế bào khối u đã chết và tế bào khối u lưu hành. Lượng ctDNA trong máu có thể chiếm từ 0.05% đến 90% tổng lượng cfDNA, phụ thuộc vào các yếu tố như kích thước và vị trí của khối u, quá trình điều trị ung thư và chức năng gan thận của bệnh nhân.
Trong những năm gần đây, cfDNA đã được chứng minh như một dấu ấn sinh học tiềm năng trong sàng lọc và điều trị bệnh, đặc biệt trong chuyên ngành sản khoa và ung bướu.
Vai trò quan trọng trong sàng lọc trước sinh dựa trên cfDNA phải kể đến là xét nghiệm sàng lọc trước sinh không xâm lấn (NIPT). Xét nghiệm NIPT sử dụng cfDNA của thai nhi trong máu mẹ để phát hiện sớm các bất thường nhiễm sắc thể như hội chứng Down (trisomy 21), Edwards (trisomy 18) và Patau (trisomy 13)…
cfDNA còn đóng vai trò quan trọng trong sàng lọc, theo dõi và điều trị ung thư dựa trên nghiên cứu về dự đoán mức độ biểu hiện gen, định lượng nồng độ hay phát hiện các đột biến của ctDNA trong máu.
