Tổng quan về tế bào gốc trung mô – Phần 1

Bài viết được viết bởi BS.TS Hoàng Minh Đức – Trưởng nhóm Dự án sản xuất thử nghiệm, Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec

Tế bào gốc trung mô là dòng tế bào gốc sở hữu các đặc tính nhận diện sinh học đặc biệt như khả năng tăng sinh khi được nuôi cấy bên ngoài cơ thể (tế bào gốc ngoại sinh) và có khả năng biệt hoá thành một số loại tế bào khác nhau như tế bào xương, sụn, mỡ, thần kinh, v…v…

Trên cơ thể con người, tế bào gốc trung mô có thể tìm được ở nhiều cơ quan nhưng nhiều nhất là ở tủy xương, mô mỡ, và dây rốn. Xét trên khía cạnh ứng dụng, tế bào gốc trung mô từ tuỷ xương (Bone marrow derived mesenchymal stem cells – BM-MSC), tế bào gốc trung mô từ mô mỡ (Adipose derived mesenchymal stem cells – AD-MSC), và tế bào gốc trung mô từ dây rốn (Umbilical cord derived mesenchymal stem cells – UC-MSCs) là ba dòng tế bào gốc được sử dụng nhiều nhất trong các lĩnh vực như chữa khớp gối, bại não, loạn sản phế quản phổi, phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD), tiểu đường, trẻ hoá da mặt, v…v…

Các dòng tế bào này cho thấy sự bảo đảm an toàn sau khi ghép tế bào gốc và có hiệu suất cao trong những mặt bệnh tương quan đến hệ thần kinh và phổi do đặc tính điều hoà miễn dịch ( giảm viêm, giảm kích thích hệ miễn dịch tại những vùng viêm, ức chế những tế bào miễn dịch, v …. v … ) và năng lực tiết ra những chất kích thích tăng trưởng cũng như những vi thể ngoại bào tương hỗ cho việc tái tạo hệ thần kinh, kích thích những tế bào gốc nội sinh tăng trưởng .Chính vì thế, việc tàng trữ những dòng tế bào gốc BM-MSC, AD-MSC, và UC-MSCs như một nguồn tế bào hoàn toàn có thể sử dụng trong tương lai khi thiết yếu là một nhu yếu thích đáng và khả thi của người mua .
Tủy xương

1. Tế bào gốc trung mô từ tủy xương

Từ những năm 1950, tủy xương trong y văn được miêu tả như một nguồn dồi dào tế bào gốc tạo máu và hỗn hợp các tế bào hỗ trợ cho quá trình sản sinh các thành phần tạo máu. Đến những thập niên 1960, hai nhà khoa học nổi tiếng là Ernest A. McCulloch và James E. Till thực hiện thí nghiệm nuôi cấy dung dịch tủy xương với kết quả cho thấy khả năng tạo cụm của các tế bào có trong tủy xương [1].

Thí nghiệm này là nền tảng cho thí nghiệm kế tiếp thực hiện bởi Friedenstein vào những năm đầu thập niên 70 chứng minh khả năng tăng sinh từ những cụm sau khi nuôi cấy tế bào tủy xương bên ngoài cơ thể (ex vivo). Hàng loạt những thí nghiệm được thực hiện và cho thấy khả năng tăng sinh của các tế bào tủy xương và khả năng biệt hóa thành một số tế bào đặc hữu như tế bào xương, sụn, mỡ. Từ đó, khái niệm tế bào gốc trung mô ra đời với tên gọi khoa học là Mesenchymal stem cells (MSCs) [2].

Trong tủy xương, quần thể tế bào gốc trung mô rất nhỏ với tỷ trọng chiếm từ 0.001 đến 0.01 % số lượng tế bào đơn nhân [ 3 ]. Mặc dù số lượng tế bào gốc trung mô rất nhỏ, nhưng dưới điều kiện kèm theo nuôi cấy thích hợp, dòng tế bào này vẫn có năng lực tăng sinh tiêu biểu vượt trội và năng lực biệt hóa tốt .
Tủy xương

Tế bào gốc trung mô từ tủy xương đến thời điểm này đã được chứng minh là dòng tế bào gốc đa năng, với khả năng biệt hóa giới hạn trong các dòng tế bào thuộc lớp trung mô như tế bào xương, sụn, và mỡ. Tuy nhiên, một số thí nghiệm khác cũng cho thấy rằng dòng tế bào gốc này cũng có khả năng biệt hóa thành tế bào gan, tế bào tim, tế bào thần kinh nhưng quá trình biệt hóa rất nhiều giai đoạn và có tỉ lệ thành công thấp.

Để tăng khả năng phân lập tế bào gốc trung mô từ tủy xương, việc phân tách các tế bào đơn nhân hiện hữu trong tủy xương là một trong những phương pháp đơn giản, ít tốn kém, và không tốn nhiều thời gian.

Trong số đó, giải pháp tích lũy tế bào đơn nhân bằng kỹ thuật ly tâm tỉ trọng Ficoll là giải pháp thông dụng nhất. Nguyên lý cơ bản của kỹ thuật này nằm ở quy trình phân tách những loại tế bào khác nhau bên trong tủy xương dựa vào tỉ trọng của chúng khi ly tâm với Ficoll [ 4 ] .Sau quy trình ly tâm, hồng cầu, tế bào bạch cầu trung tính, và những cặn xương sẽ nằm ở lớp dưới cùng của ống ly tâm, lớp tế bào đơn nhân sẽ nằm ở lớp giữa Ficoll và huyết tương, hay còn gọi là lớp Buffy coat .

Tại thời điểm ban đầu của quá trình nuôi cấy (Passage 0 – P0), tế bào gốc trung mô từ tủy xương có đặc điểm hình thái tương tự như nguyên bào sợi với kích thước nhỏ, hai đầu tế bào phân cực kéo dài, có khả năng tăng sinh và nhân đôi ở tốc độ chậm.

Hình thái của những tế bào này thường trở nên như nhau và tăng sinh nhanh hơn qua những lần cấy chuyển. Khi dòng tế bào đã không thay đổi, tế bào gốc trung mô từ tủy xương hoàn toàn có thể cấy chuyển từ 10 đến 20 lần tùy thuộc vào thực chất của tế bào thường tương quan trực tiếp đến thể trạng người hiến như độ tuổi, bệnh lý, v … v …

2. Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ

Các kiến thức về tế bào gốc trung mô từ mô mỡ đa số bắt nguồn từ các nghiên cứu sinh học cơ bản về mô mỡ và chức năng của chúng bên trong cơ thể con người.

Mô mỡ là loại mô nền bên dưới da, hoặc bao quanh các cấu trúc nội tạng bên trong cơ thể với chức năng bảo vệ, giữ nhiệt, và lưu trữ năng lượng cho cơ thể. Có hai loại mô mỡ được tìm thấy bao gồm mô mỡ nâu và mô mỡ trắng. Mô mỡ nâu là mô mỡ có chức năng chuyên biệt và được tìm thấy nhiều ở các trẻ sơ sinh để giữ nhiệt cho cơ thể.

Mỡ nâu
Mô mỡ nâu có chứa rất nhiều ti thể với năng lực trao đổi chất lớn và thường ít khi thấy ở người lớn ngoài trừ ở vị trí xung quanh cổ. Ở người lớn, mô mỡ trắng chiếm hầu hết nằm nhiều bên dưới da .Mô mỡ có nguồn gốc từ phần trung mô trong quy trình tăng trưởng của người và là nguồn dồi dào tế bào gốc trung mô. Tại mô mỡ, quy trình hình thành mỡ ( adiposegenesis ) gồm có quy trình trưởng thành những tế bào mỡ, và quy trình hình thành khối mô mỡ bên trong khung hình. Để hoàn toàn có thể triển khai xong quá trình này, công dụng của tế bào gốc trung mô đóng một vai trò rất quan trọng vì tế bào gốc trung mô duy trì năng lực biệt hóa của mình thành những tế bào mỡ trưởng thành .Tương tự như tủy xương, dòng tế bào gốc trung mô cũng được tìm thấy ở mô mỡ với những đặc tính tựa như như năng lực tăng sinh và năng lực biệt hóa ( đa năng ). Mô mỡ sau khi được tích lũy trải qua thực thi phẫu thuật tích lũy mô mỡ hoặc trải qua hút mỡ ( lipoaspirate ) được giải quyết và xử lý với enzymes collagenase để thu thập phân đoạn mạch nền ( Stromal-vascular cell fraction – SVF ) [ 5 ] .

Phân đoạn mạch nền này chứa các tế bào nội mô (endothelial cells), nguyên bào sợi (fibroblast), hồng cầu, bạch cầu, đại thực bào, tế bào quanh mạch (pericytes), và tế bào gốc trung mô.

Để được tư vấn trực tiếp, Quý Khách vui lòng bấm số hoặc đăng ký lịch trực tuyến TẠI ĐÂY. Tải ứng dụng độc quyền MyVinmec để đặt lịch nhanh hơn, theo dõi lịch tiện lợi hơn!

Tài liệu tham khảo:

  1. Friedenstein, A.J., J.F. Gorskaja, and N.N. Kulagina, Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs. Exp Hematol, 1976. 4(5): p. 267-74.
  2. Sadan, O., E. Melamed, and D. Offen, Bone-marrow-derived mesenchymal stem cell therapy for neurodegenerative diseases. Expert Opin Biol Ther, 2009. 9(12): p. 1487-97.
  3. Morrison, S.J. and D.T. Scadden, The bone marrow niche for haematopoietic stem cells. Nature, 2014. 505(7483): p. 327-34.
  4. Pittenger, M.F., et al., Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science, 1999. 284(5411): p. 143-7.
  5. Kappy, N.S., et al., Human Adipose-Derived Stem Cell (ASC) Treatment Modulates Cellular Protection in Both in Vitro and in Vivo Traumatic Brain Injury Models. J Trauma Acute Care Surg, 2017.
  6. SPEERT, H., Obstetric-gynecologic eponyms; Thomas Wharton and the jelly of the umbilical cord. Obstet Gynecol, 1956. 8(3): p. 380-2.
  7. Majore, I., et al., Growth and differentiation properties of mesenchymal stromal cell populations derived from whole human umbilical cord. Stem Cell Rev, 2011. 7(1): p. 17-31.
  8. Donders, R., et al., Human Wharton’s Jelly-Derived Stem Cells Display a Distinct Immunomodulatory and Proregenerative Transcriptional Signature Compared to Bone Marrow-Derived Stem Cells. Stem Cells Dev, 2018. 27(2): p. 65-84.
  9. Knudtzon, S., In vitro growth of granulocytic colonies from circulating cells in human cord blood. Blood, 1974. 43(3): p. 357-61.
  10. McElreavey, K.D., et al., Isolation, culture and characterisation of fibroblast-like cells derived from the Wharton’s jelly portion of human umbilical cord. Biochem Soc Trans, 1991. 19(1): p. 29S.
  11. Can, A., F.T. Celikkan, and O. Cinar, Umbilical cord mesenchymal stromal cell transplantations: A systemic analysis of clinical trials. Cytotherapy, 2017. 19(12): p. 1351-1382.
  12. Galipeau, J., et al., International Society for Cellular Therapy perspective on immune functional assays for mesenchymal stromal cells as potency release criterion for advanced phase clinical trials. Cytotherapy, 2016. 18(2): p. 151-9.
  13. Cell4life. The benefits of storing umbilical cord tissue stem cells. 2016 [cited 2018 10 March]; Available from: cells4life.com
Rate this post