Tế bào gốc trong cơ thể bạn làm việc như một hệ thống sửa chữa, tái tạo bằng phương pháp phân chia thành các tế bào chuyên biệt để bổ sung, thay thế các tế bào già yếu, giảm chức năng hoặc mất chức năng. Trong đó, tế bào gốc trung mô là loại tế bào gốc có tiềm năng ứng dụng lớn nhất ở trong y học tái tạo. Đọc thêm để hiểu về ứng dụng tế bào gốc trung mô trong y học tái tạo, cũng như nuôi cấy loại tế bào này.

1. Tế bào gốc trung mô

Tế bào gốc có thể được phân loại theo nguồn gốc của chúng như: (a) phôi thai; (b) bào thai; (c) trưởng thành và (d) đa năng cảm ứng. Việc phân loại có thể được đơn giản hóa là trung mô phôi và trưởng thành.

Tế bào gốc phôi người (tế bào ES) có nguồn gốc từ lớp bên trong của phôi nang và do tính đa năng của chúng, được sử dụng trong kỹ thuật mô và y học tái tạo. Tế bào gốc trung mô của bào thai người (hfMSCs) có thể được thu hoạch từ các tế bào gốc có trong nước ối hoặc dây rốn. Chúng là đa năng, nhưng cũng giống như các tế bào phôi, chúng gặp khó khăn trong việc thu hoạch chúng do tính sẵn có hạn chế và cũng do các vấn đề đạo đức. Tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSCs) không có hạn chế lớn về mặt thu hoạch và khó khăn lớn nhất về mặt sử dụng lâm sàng của chúng là liên quan đến các quy trình cảm ứng trong phòng thí nghiệm để biệt hóa chúng thành các tế bào cụ thể cần thiết cho việc điều trị một số bệnh. Vì lý do này, tế bào gốc trưởng thành hứa hẹn nhất để sử dụng trong thực hành lâm sàng và nghiên cứu về các khía cạnh cơ bản của ngăn tế bào này.

Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ (ADSC) là tế bào trung mô, có khả năng tự đổi mới và cũng có thể được biệt hóa thành tế bào mỡ, tế bào chondrocytes, myocytes, nguyên bào xương và tế bào thần kinh trong số các dòng tế bào khác, dẫn đến chúng được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng để điều trị các bệnh như đái tháo đường, bệnh gan, tổn thương giác mạc, tổn thương khớp và da, trong số những bệnh khác. Ngoài ra, các tế bào gốc và đặc biệt là các tế bào có nguồn gốc từ mô mỡ, đóng một vai trò quan trọng trong y học tái tạo hoặc kỹ thuật mô vì chúng có thể được sử dụng để phát triển các phương pháp điều trị mới.

2. Tế bào trung mô ở trong y học tái tạo

2.1. Đặc điểm của thu hoạch tế bào gốc (stem cell harvesting)

Mô mỡ là một loại mô liên kết cụ thể; được cấu tạo bởi một nhóm tế bào gọi là tế bào mỡ, chuyên lưu trữ chất béo. Mô mỡ bao gồm sự liên kết, thông qua các sợi lưới, của các tế bào mỡ tạo thành các thùy, giữa các tế bào này có nhiều mạch máu.

Tế bào gốc trưởng thành mô mỡ, gọi là tế bào gốc hoặc tế bào gốc trung mô (MSC), có thể được thu hoạch thông qua phẫu thuật và cắt bỏ trực tiếp, hút mỡ ở thân và tứ chi cũng như kỹ thuật Coleman để cấy ghép và tái tạo mô mỡ. Kỹ thuật này đã cho thấy sản lượng tế bào mỡ tồn tại cao hơn so với phương pháp hút mỡ thông thường. Trong hút mỡ, chất béo không mong muốn của một phần cơ thể được loại bỏ bằng cách hút và tiêm vào những vùng cần tăng thể tích hoặc để cải thiện thẩm mỹ. Việc phân lập tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được thực hiện từ vật liệu thoát hơi nước nơi có thể tìm thấy các tế bào của phần mạch đệm (SVF); từ phần này, các loại tế bào khác nhau có thể được phân lập sau khi rửa, phân hủy bằng enzym và ly tâm mẫu. Các loại tế bào được tìm thấy trong SVF bao gồm: tiền tế bào, nguyên bào sợi, tế bào gốc trung mô trưởng thành, bạch cầu đơn nhân, đại thực bào, tế bào lympho cũng như pericytes liên quan đến sự hình thành mạch.

tế bào gốc trung mô từ mô mỡ
Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ có thể được tiếp cận dễ dàng mà không gây ảnh hưởng tới sức khỏe

2.2. Thu hoạch các dòng tế bào

Việc duy trì nuôi cấy các dòng tế bào trung mô cho phép thu hoạch một số lượng lớn hơn các tế bào gốc đa năng (PSC). Tuy nhiên, tại thời điểm này vẫn còn nhiều tranh cãi về các phương pháp lấy lại và tái lập trình hiệu quả nhất của tế bào và điều kiện nuôi cấy nào cho phép chúng duy trì trạng thái không phân biệt một cách không giới hạn. Việc nuôi cấy có thể giữ được kiểu hình ổn định có thể được tạo ra để biệt hóa thành dòng / mô tế bào cụ thể theo cách cụ thể và có thể tái sản xuất tại thời điểm mong muốn.

Thách thức chính đối với việc áp dụng các tế bào này trong các liệu pháp thay thế tế bào trong tương lai là có thể kiểm soát sự biệt hóa của chúng trong các mô cụ thể. Theo nghĩa này, có vô số phương pháp nuôi cấy, chiến lược tái lập trình, thao tác di truyền, điều chế biểu sinh cũng như tổ chức trong ma trận ba chiều và hướng tế bào gốc đến những khu vực cần thiết.

Tái tạo mô bằng cách sử dụng tế bào gốc đã kết hợp các ma trận ba chiều được xây dựng bởi các vật liệu sinh học khác nhau để cung cấp một vì môi trường gần với môi trường của kiến ​​trúc mô tự nhiên. Ma trận cùng với các yếu tố tăng trưởng, chẳng hạn như protein di truyền hình thái xương 2 và tế bào gốc mô mỡ mở rộng nuôi cấy, được sử dụng trong tái tạo mô, ví dụ, sau phẫu thuật ung thư.

Vật liệu sinh học rất quan trọng trong việc nuôi cấy SC vì chúng là cấu trúc cao phân tử ba chiều được sử dụng để đạt được tổ chức phát triển của tế bào, gần với tổ chức của mô. Trong số các vật liệu được sử dụng để lắp ráp các ma trận sinh học ba chiều để các tế bào gốc có thể nhúng vào, chúng ta có thể bao gồm silica, collagen và axit hyaluronic tương tác với các SC thông qua các protein giống như tích phân.

Các ma trận sinh học được tạo thành bởi collagen làm tăng phạm vi khả năng biệt hóa trong các dòng tế bào khác nhau như sụn, xương, da và phổi, trong khi những chất khác được hình thành bởi polysaccharide không được tìm thấy trong chất nền ngoại bào hạn chế khả năng biệt hóa của chúng. Kích thước của các hạt hoặc mật độ của mạng lưới được phát triển bởi các vật liệu sinh học khác nhau như silica ảnh hưởng đến tiềm năng tăng trưởng và khác biệt của tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ.

Người ta đã chứng minh rằng hệ thống kinase có liên quan đến việc truyền tín hiệu được tạo ra bởi sự tiếp xúc của tế bào với các ma trận sinh học. Các kinase được kích hoạt bởi mitogen dường như là cơ sở của tác động tăng sinh của các điều kiện nuôi cấy như vậy và có thể liên quan đến việc thu nhận kiểu hình ác tính của tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ trong các mô hình thử nghiệm hoặc trong phẫu thuật tái tạo.

2.3. Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ trong các nghiên cứu thực nghiệm và con người

Xử lý trong phòng thí nghiệm và việc chuyển giao và cấy ghép chúng trong phòng phẫu thuật phải được thực hiện tuân thủ các quy định về an toàn sinh học và tôn trọng các quy định liên quan đến đạo đức của các quy trình điều trị.

Các hồ sơ thử nghiệm mô hình động vật rất phong phú, vì lý do đó, một số được chọn, bằng cách minh họa, trong một cánh đồng đang phát triển mà người ta không thể khẳng định là đầy đủ.

Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ đã được sử dụng trong các thí nghiệm trong một mô hình loãng xương ở chuột, trong đó các tế bào gốc đã biệt hóa được cấy ghép để tái tạo mô xương. Trong khoảng thời gian 2 năm, việc tái tạo các mô xương bị ảnh hưởng đã đạt được

Bacou và cộng sự đã ghi lại một nghiên cứu trên chuột, trong đó các tế bào phân biệt với tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được tiêm vào cơ trước xương chày bị thương để đánh giá xem liệu sự tái tạo mô cơ có xảy ra hay không; sau 60 ngày ở nhóm được điều trị, tiết diện của cơ và lực có tối đa tăng lên so với nhóm chứng không được điều trị. Trong khi đó, một tác giả khác đã báo cáo việc sản xuất dystrophin ở chuột, trong một mô hình của bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne, khi tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được cấy ghép.

Trong một mô hình viêm tuyến giáp tự miễn ở chuột C57B/6, tác dụng điều trị của cấy ghép tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được nghiên cứu từ những con chuột cùng dòng (đồng chủng) và chuột BALB/c (gây dị ứng). Trong cả hai trường hợp, với cả tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ đồng sinh và đồng sinh, có sự giảm lượng tự kháng thể anti thyroglobulin cũng như phản ứng viêm và sự cân bằng giữa Th1/Th2 được khôi phục.

Trong một mô hình viêm khớp dạng thấp ở chuột, việc cấy ghép tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ của chuột hoặc người gây dị ứng và gây ra ít tổn thương sụn hơn và giảm kháng thể chống lại collagen II của chuột, cũng như interleukin 6 ở các nhóm được điều trị. Nghiên cứu về mô hình chuột đã được công bố trong đó quan sát thấy sự tái sản xuất của tuyến tụy với các tập hợp tế bào tương tự như các đảo nhỏ của Langerhans, được hình thành từ tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ và có khả năng tiết insulin.

thí nghiệm từ tế bào gốc trung mô mỡ
Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được ứng dụng nhiều trong các nghiên cứu thực nghiệm và con người

2.4. Thử nghiệm in vivo và lâm sàng trên cơ tim

Các nỗ lực đã được thực hiện để phục hồi các vùng cơ tim sau cơn đau tim ở cả mô hình động vật và người. Các xét nghiệm được tiến hành bằng cách tiêm tế bào gốc trực tiếp vào vị trí tổn thương sau nhồi máu với mục đích phục hồi độ dày và độ đàn hồi của thành, những thay đổi thường dẫn đến suy não thất. Tuy nhiên, kết quả vẫn chưa được vừa ý. Rõ ràng, việc không có hợp bào trong đó các tế bào được cấy ghép có thể cố định và tăng sinh là một trong những nguyên nhân gây ra những thất bại này, và vì vậy một số ma trận sinh học đã được giới thiệu, chẳng hạn như các loại dựa trên sợi nano peptit có khả năng tự lắp ráp trong không gian ba chiều. mạng lưới và với kết quả tốt hơn trong việc lưu giữ và tăng sinh các tế bào được cấy ghép

Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ có khả năng biệt hóa lớn hơn thành tế bào biểu mô và thúc đẩy hình thành mạch. Người ta biết rằng tình trạng thiếu oxy tạo điều kiện cho việc tiết ra các yếu tố tăng trưởng góp phần làm tăng sinh các tế bào cơ tim và giảm các vùng bị nhồi máu. Người ta cũng quan sát thấy rằng các tế bào mỡ có nguồn gốc từ mỡ ở tâm nhĩ có kiểu hình gần với tế bào cơ tim hơn và do đó dễ biệt hóa hơn trong các tế bào tim như vậy so với các tế bào được thu hoạch ở các vùng khác, chẳng hạn như mỡ omental. Hoạt động nội tiết của hệ tiết của các tế bào này cũng hỗ trợ sự biệt hóa thành các tế bào cơ tim.

Các tác giả khác báo cáo rằng tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được thẩm thấu và điều trị bằng các yếu tố do tế bào cơ tim tiết ra đã làm tăng khả năng tăng sinh của chúng tại vị trí cấy ghép và các chất đánh dấu tế bào tim được tiết ra, chẳng hạn như troponin, sarcomeric alpha actinin và desmin.

Thao tác di truyền của tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ là một con đường đang được khám phá trong các mô hình thử nghiệm liên quan đến nghiên cứu và điều trị các tình trạng gan hoặc tim khác nhau. Một ví dụ của phương pháp này trong đó liệu pháp chuyển gen và tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ giao nhau là nghiên cứu trong đó chúng được chuyển nạp với gen haem oxygenase 1, sản phẩm làm giảm tổn thương oxy hóa và quá trình chết của tế bào cơ tim.

Trong một mô hình nhồi máu cơ tim ở thỏ, các tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ đã được sửa đổi đã được cấy ghép để biểu hiện quá mức enzym trong khi nhóm đối chứng được điều trị bằng các tế bào không biến đổi. Khi chúng được đánh giá 4 tuần sau khi điều trị, những người đã nhận được các tế bào đã được sửa đổi biểu hiện một số lượng lớn hơn các chất đánh dấu như Connexin 43 và tyrosine hydroxylase cũng như sự biệt hóa lớn hơn đối với các tế bào cơ tim, tăng hình thành mạch, giảm sẹo sau nhồi máu và tăng trưởng các dây thần kinh giao cảm.

2.5. Thử nghiệm lâm sàng trong mô xương

Ở những bệnh nhân bị thiếu hụt xương trong hàm, những người được điều trị bằng tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ ngoài chất nền xương và fibrin tự thân, khi các mảnh ghép được kiểm tra trong chụp cắt lớp được thực hiện 90 ngày sau thủ thuật, sự phát triển của xương được kiểm tra ở những vùng thiếu hụt.

Một ví dụ về việc áp dụng cấy ghép tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ trong y học tái tạo là điều trị phục hồi vòm sọ của một bé gái 7 tuổi sau một chấn thương nghiêm trọng, với sự tiêu xương, trong đó phải thực hiện phẫu thuật cắt bỏ sọ não, để lại dị tật sọ não. 120 cm 2 như một di chứng. Bệnh nhân được điều trị bằng 15ml xương chậu bổ sung 10ml tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ được thu hoạch và phân lập trong quá trình phẫu thuật. Một chất kết dính mô bao gồm keo fibrin tự thân và lưới có thể hấp thụ được đã được sử dụng để tăng độ ổn định của mảnh ghép. Theo dõi bằng chụp cắt lớp sau cho thấy sự phục hồi đáng kể sau 3 tháng, có thể tháo lớp bảo vệ đã chèn vào năm trước tại thời điểm chấn thương.

Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ có khả năng biệt hóa thành dòng tế bào cần thiết để điều trị tái tạo các bệnh lý khác nhau như bệnh mạch vành, loãng xương, tái tạo xương hàm và bàn tiền đình, trong bệnh xơ cứng teo cơ bên, bệnh thiếu hoàn hảo tạo xương, bệnh Crohn (đóng toàn bộ lỗ rò da), rụng tóc, bệnh ghép so với vật chủ và bệnh đái tháo đường.

Điều này có nghĩa là lĩnh vực nghiên cứu thử nghiệm về ứng dụng tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ đang được mở rộng và các thử nghiệm lâm sàng song song đang phát triển, dẫn đến việc bổ sung thực nghiệm và lâm sàng đưa liệu pháp tế bào gần hơn với các tiêu chuẩn của thực hành y tế chính thống. Trên trang web này, có thể tham khảo các thử nghiệm lâm sàng với tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ hiện đang được tiến hành.

thử nghiệm tế bào gốc mô mỡ trong mô xương
Nghiên cứu thử nghiệm về ứng dụng tế bào gốc trưởng thành mô mỡ đang ngày một mở rộng

2.6. Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ trong điều trị ung thư

Trong những năm gần đây, liên quan đến việc sử dụng các tế bào này để điều trị các bệnh ung thư khác nhau, bằng chứng chỉ ra rằng các tế bào này có thể có vai trò tạo khối u hoặc chống khối u, tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau như các loại tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ, nguồn gốc của chúng, tế bào dòng ung thư được nghiên cứu, sự tương tác giữa tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ và các tế bào của hệ thống miễn dịch vật chủ.

Bằng cách này hay cách khác, các tác động có liên quan đến một tập hợp các hành động sinh học của SC mà các yếu tố quyết định vẫn chưa được hiểu rõ. SC có thể thúc đẩy sự biểu hiện của các yếu tố tăng trưởng cũng như sự phát triển của các tế bào gốc khối u. Tỷ lệ tăng khối u của SC được giải thích là do sự hình thành các mạch máu; và cũng do sự gia tăng khả năng sống sót của các tế bào gốc khối u, bằng cách giảm phản ứng miễn dịch của cơ thể đối với khối u và góp phần hình thành di căn. Nguồn gốc của các SC là một yếu tố điều kiện đáp ứng với các loại khối u khác nhau, điều này làm phức tạp thêm bức tranh.

Về các hoạt động chống khối u, có báo cáo trong các mô hình thử nghiệm bao gồm khối u ác tính, ung thư tuyến tụy và ung thư tuyến tiền liệt về việc các tế bào gốc có nguồn gốc khác nhau, chẳng hạn như tủy xương và mô mỡ, có thể gây giảm kích thước khối u bằng các cơ chế bao gồm ức chế hình thành mạch , quá trình apoptosis và can thiệp vào quá trình tăng sinh tế bào, đó là cơ chế được sử dụng để giải thích tác dụng đối với ung thư tuyến tiền liệt ở chuột khỏa thân được điều trị bằng tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ .

Các phương pháp tiếp cận khác để sử dụng tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ trong Ung thư học bao gồm việc đóng gói các tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ để bảo vệ chúng và đảm bảo rằng chúng có thể đóng vai trò là vật trung gian cho các loại thuốc chống ung thư tận dụng lợi thế di chuyển sang khối u nguyên phát hoặc di căn của nó. Việc sử dụng các SC đã được biến đổi gen để mang gen giảm khối u có thể được coi như một ‘viên đạn ma thuật’ chống lại các tế bào ung thư. Trong các mô hình thí nghiệm ở chuột, kết quả khả quan đã thu được ở u thần kinh đệm, sarcoma Kaposi, u ác tính hoặc ung thư phổi. Interleukin và interferon là một trong những yếu tố có thể được SCs mang đến vị trí khối u. Cũng cần nhắc lại rằng liệu pháp gen tự sát dựa trên việc gửi các tiền chất không hoạt động cùng với các tế bào được sửa đổi để biểu hiện các enzym chuyển gen có thể sửa đổi các tiền chất, làm cho chúng trở nên độc hại tại vị trí khối u.

Tại Viện nghiên cứu tế bào gốc và công nghệ Gen thuộc hệ thống bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec đã triển khai nghiên cứu phân lập, nuôi cấy, lưu trữ tế bào gốc trung mô (MSCs), là cơ sở hàng đầu tại Việt Nam trong nghiên cứu và ứng dụng loại tế bào này một cách bài bản và chuyên nghiệp. Những bệnh được ứng dụng nhiều nhất bao gồm tự kỷ, bại não, tiểu đường, xơ gan – teo mật, rối loạn cơ tròn, thoái hóa khớp gối,…Đặc biệt, tế bào gốc còn có thể điều trị hơn 80 bệnh trong đó có nhiều bệnh lý của hệ tạo máu, rối loạn miễn dịch di truyền: Ung thư máu, u tủy, suy tủy, u lympho, huyết tán – Thalassemia, ly thượng bì…

Tế bào gốc còn được sử dụng để chẩn đoán đánh giá nguy cơ của 15 loại ung thư di truyền ở nam giới: Ung thư tiền liệt tuyến, Ung thư đại trực tràng, U tủy thượng thận,…..Bên cạnh đó, tế bào gốc còn có thể tầm soát 17 loại ung thư di truyền ở nữ giới: Ung thư vú, Ung thư buồng trứng, Ung thư nội mạc tử cung,….

Sử dụng tế bào gốc chẩn đoán ung thư giúp bác sĩ xây dựng phác đồ theo dõi nhằm giảm nguy cơ mắc bệnh, tăng khả năng chữa khỏi bệnh hoặc kéo dài thời gian không mắc bệnh (nếu có nguy cơ).

Nguồn tham khảo: ncbi.nlm.nih.gov

Bài viết gốc: https://vinmec.com/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/te-bao-goc-cong-nghe-gen/te-bao-goc-trung-mo-va-ung-dung-trong-y-hoc-tai-tao/