Sự di trú của tế bào gốc: Tại vị trí tổn thương, các yếu tố gây viêm được giải phóng sẽ kích hoạt tế bào nội mô mạch máu, biểu hiện các phân tử bề mặt cho sự bám dính và di cư của tế bào gốc. Đồng thời, tế bào gốc được huy động, tương tác với tế bào nội mô mạch máu để đi xuyên qua mạch máu, đến vị trí tổn thương để chữa lành.

Cách ghép tế bào gốc trung mô

Trước hết, làm sao để tế bào gốc đến được vị trí tổn thương? Có hai con đường chính để đưa tế bào gốc đến vùng tổn thương là ghép cục bộ và truyền tĩnh mạch.

Đối với ghép cục bộ, tế bào gốc được tiêm trực tiếp vào vùng tổn thương. Đây là cách chủ động để kiểm soát được chắc chắn rằng tế bào gốc được đưa đúng đến vị trí mà bác sĩ mong muốn.

Đối với con đường tiêm truyền qua tĩnh mạch, việc kiểm soát đường đi của tế bào phức tạp hơn. Thực tế, tại vị trí tổn thương, tế bào tổn thương và các tế bào xung quanh nó đã tiết ra các tín hiệu. Bản chất của các tín hiệu này là các yếu tố hòa tan trong máu, nó sẽ theo dòng máu đến khắp nơi trong cơ thể với thông tin phát ra báo hiệu rằng có tổn thương xảy ra tại một vị trí cụ thể trong cơ thể. Tùy vị trí tổn thương khác nhau mà các tín hiệu phát ra sẽ có những đặc trưng riêng và nhờ đó các tế bào gốc có thể nhận diện và đi đến được đúng vị trí. Bên cạnh khả năng tự có của cơ thể, bác sĩ cần phải can thiệp trước đó nhằm đưa tế bào đến đúng vị trí. Tế bào gốc được nhận tín hiệu sẽ bắt đầu quá trình hoạt hóa, di chuyển để đi đến vị trí tổn thương, tham gia chữa lành vết thương. Quá trình này được gọi là cư trú.

Quá trình di chuyển phức tạp của tế bào gốc được điều phối bởi một lượng lớn các cytokine, phân tử bám dính và các yếu tố tăng trưởng cần thiết cho việc kiểm soát tốt sự tái sinh các mô chức năng một cách an toàn và hiệu quả. Cytokine là các protein hay glycoprotein không phải kháng thể được sản xuất và phóng thích bởi các tế bào bạch cầu viêm và một số tế bào khác không phải bạch cầu. Các protein này hoạt động trong vai trò là các chất trung gian điều hòa giữa các tế bào trong cơ thể. Cytokine giúp tế bào “sống sót”, tham gia vào rất nhiều quá trình sinh học trong cơ thể như tạo phôi, sinh sản, tạo máu, đáp ứng miễn dịch, viêm.

Khả năng sửa chữa tổn thương

Các tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cell – MSC) là các tế bào gốc đa tiềm năng, có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau của mô bao gồm nguyên bào xương, nguyên bào sụn, tế bào cơ, tế bào mỡ,… Khi đến được vị trí tổn thương thì các MSC sẽ thực hiện chức năng sửa chữa bằng các cách khác nhau như tiếp tục tăng sinh để cung cấp nguồn tế bào gốc cho sửa chữa tổn thương, tham gia biệt hóa trực tiếp thành tế bào chức năng, hoặc tiết ra các yếu tố giúp huy động tế bào nội sinh đến vị trí tổn thương như đã đề cập ở trên.

Khả năng biệt hóa của tế bào gốc trung mô thành các tế bào khác.

Sau khi MSC đi tới các vùng mô bị tổn thương, chúng tương tác chặt chẽ với các kích thích tại chỗ, như các cytokine viêm, các phối tử (ligand) của Toll-like receptor (TLRs) và sự giảm oxy. Các yếu tố này có thể kích thích MSC sản xuất một số lượng lớn các yếu tố tăng trưởng để thực hiện nhiều chức năng cho sự tái sinh mô. Nhiều yếu tố là chất trung gian quan trọng trong sự hình thành mạch và ngăn ngừa quá trình chết theo chương trình của tế bào, ví dụ yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu VEGF, yếu tố tăng trưởng giống insulin 1 (IGF-1), yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (bFGF), yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF), IL-6 và CCL-2.

Ngoài ra, các MSC có đặc tính lẩn tránh miễn dịch nên có tiềm năng ứng dụng lâm sàng lớn, đặc biệt đối với bệnh mảnh ghép chống vật chủ (graft-versus-host disease - GVHD).

MSC được chứng minh có hiệu quả trong điều trị nhiều bệnh miễn dịch ở người. Cơ chế suy giảm miễn dịch do viêm là cơ sở cho việc thiết kế các mô hình ứng dụng lâm sàng của MSC. Đầu tiên, lựa chọn thời điểm tối ưu cho việc ghép MSC dựa trên cấp độ và tỷ lệ tiết cytokine khác nhau trong suốt tiến trình phát triển bệnh ở cơ thể người bệnh. Thứ hai, sử dụng cytokine để cảm ứng tế bào trước khi ghép hoặc bổ sung cytokine trước khi ghép có thể được ứng dụng để cải thiện hiệu quả điều trị của MSC. Thứ ba, hiệu quả điều trị của MSC phụ thuộc vào bản chất của các bệnh khác nhau do môi trường viêm khác nhau. Ngay cả đối với một bệnh cụ thể, sự đa dạng của vi môi trường trong các mô khác nhau cũng có thể tạo ra tác dụng chữa bệnh khác nhau của MSC. Hơn nữa cơ chế chính xác của MSC trong cơ thể có thể phức tạp hơn so với những thông tin thu nhận được ở mức in vitro. Do đó, việc xác định cơ chế chính xác sẽ giúp phát triển các phác đồ tốt hơn cho việc ứng dụng lâm sàng sử dụng MSC.

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh, tiềm năng của MSC giảm dần theo tuổi người hiến tế bào và thời gian nuôi cấy, do đó Hiệp hội Quốc tế về Liệu pháp Tế bào khuyến cáo chỉ nên sử dụng MSC mới tách từ những bệnh nhân trẻ tuổi, không nên sử dụng tế bào từ người cao tuổi, tế bào đã qua nuôi cấy hoặc bảo quản lạnh (tế bào đã qua nuôi cấy hoặc bảo quản lạnh sẽ tăng khả năng chuyển thành dạng ác tính, có khả năng tạo u cao). Nhìn chung, các thử nghiệm trên đã cho thấy tính an toàn cao của MSC khi sử dụng, đồng thời bệnh nhân phần nào cải thiện được tình trạng bệnh.

Ứng dụng trong chữa bệnh

Trên mô hình thí nghiệm động vật, MSC đã được chứng minh có khả năng làm giảm sự tiến triển của nhiều bệnh mạn tính như các bệnh thoái hóa thần kinh (bệnh Alzheimer, Parkinson), các bệnh tự miễn (viên khớp dạng thấp, tiểu đường typ I), các bệnh tim mạch (nhồi máu cơ tim)…

Ở người, trong khoảng 20 năm trở lại đây, số lượng các thử nghiệm lâm sàng và chữa trị sử dụng MSC đã tăng vượt bậc. Những bệnh được quan tâm nhiều nhất bao gồm các bệnh tim mạch, các bệnh tự miễn, viêm xương khớp, gan, rối loạn hô hấp…

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về tế bào gốc đã xuất hiện từ khá lâu, nhưng thời gian đầu chủ yếu tập trung vào tế bào gốc tạo máu. Gần đây đã có nhiều nghiên cứu sâu hơn về MSC, một số nhóm nghiên cứu đã đạt được những thành công nhất định như Viện Tế bào gốc, ĐH KHTN TP. HCM, Bệnh viện Nhi Trung ương,… Các nhóm này đã phân lập được MSC từ nhiều nguồn khác nhau (tủy xương, mô mỡ, máu cuống rốn, tĩnh mạch dây rốn,…) với độ tinh khiết cao, đồng thời biệt hóa được MSC thành nhiều dạng tế bào khác nhau như tế bào tạo xương, cơ tim, tế bào beta tuyến tụy,… Một số bệnh như bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính - COPD, thoái hóa khớp gối, bệnh Lupus ban đỏ hệ thống, đái tháo đường type 1 đã được chữa trị bằng liệu pháp tế bào gốc ở một số bệnh viện và thu được kết quả khả quan.

TS Vũ Bích Ngọc