Tế bào gốc trung mô người (HMSC)

Tế bào gốc trung mô (MSCs) là các tế bào mô liên kết có khả năng tự tái tạo và khả năng biệt hóa đáng kể thành nhiều loại tế bào khác nhau. Điều này khiến chúng trở thành công cụ quý giá trong y học tái tạo, thử nghiệm thuốc và nghiên cứu bệnh tật. Chúng thường được thu thập từ các mô đa dạng như dây rốn, tủy xương và mô mỡ. Tuy nhiên, các nguồn mới như máu kinh nguyệt và nội mạc tử cung cũng đã được phát hiện. Các nguồn này được ưa chuộng vì tính dễ tiếp cận và tiềm năng ứng dụng lâm sàng [1]

Bài viết này sẽ làm sáng tỏ các đặc điểm chung, loại và ứng dụng tiềm năng của tế bào gốc trung mô trong nghiên cứu. Chủ yếu, nó sẽ thảo luận về:

  1. 1. Đặc điểm chung của tế bào gốc trung mô
  2. 2. Thông tin về nuôi cấy tế bào gốc trung mô
  3. 3. Các loại tế bào gốc trung mô khác nhau và đặc điểm nổi bật của chúng
    1. 3.1 Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ
    2. 3.2 Tế bào gốc trung mô từ tủy xương
    3. 3.3 Tế bào gốc trung mô từ dây rốn
  4. 4. Ứng dụng nghiên cứu của tế bào gốc trung mô

1. Đặc điểm chung của tế bào gốc trung mô

Phần này sẽ thảo luận về các đặc tính chung của tế bào gốc trung mô, bao gồm:

  • Đa tiềm năng

    Tế bào gốc trung mô (MSCs) là tế bào gốc đa tiềm năng. Chúng có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, khiến chúng trở thành công cụ nghiên cứu quý giá cho y học tái tạo.

  • Tự táitạo

    Giống như các tế bào gốc khác, tế bào gốc trung mô có khả năng tự tái tạo, do đó duy trì một nguồn cung cấp tế bào gốc ổn định trong thời gian dài.

  • Tiềm năng điều hòa miễn dịch

    MSCs có tác dụng điều hòa miễn dịch và do đó được sử dụng trong điều trị các bệnh tự miễn khác nhau.

  • Khả nănggây miễn dịch

    Thông thường, MSCs có mức độ miễn dịch thấp, giảm nguy cơ thải ghép miễn dịch trong quá trình ghép tạng. Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi tùy theo loại tế bào.

  • Sự sẵn có và khả năng tiếp cận

    MSCs có thể được tách chiết từ nhiều loại mô, bao gồm tủy xương, mô mỡ và mô dây rốn, giúp chúng dễ dàng tiếp cận cho nghiên cứu và ứng dụng điều trị.

 

2. Thông tin về nuôi cấy tế bào gốc trung mô

Để quản lý và xử lý hiệu quả các văn hóa tế bào gốc trung mô, việc nắm vững thông tin sau đây về nuôi cấy tế bào gốc trung mô (MSCs) là điều cần thiết. Kiến thức này không chỉ giúp công việc của bạn trở nên dễ dàng hơn mà còn thúc đẩy sự phát triển của các nghiên cứu của bạn.

Các điểm chính trong việc nuôi cấy tế bào gốc trung mô

Thời gian nhân đôi:

Thời gian nhân đôi dân số thay đổi tùy theo loại MSCs. Nó có thể dao động từ 15,8 đến 41,9 giờ [2].

Dính bám hoặc treo lơ lửng:

Tế bào gốc trung mô là loại bám dính.

Mật độ gieo tế bào:

Mật độ gieo tế bào khuyến nghị cho MSCs được duy trì trong khoảng 1 đến 3 x10⁴tế bào/cm². Để gieo tế bào, tế bào được rửa bằng 1 x PBS (dung dịch đệm phosphate) và ủ với accutase (dung dịch chuyển tế bào) trong khoảng 10 phút ở nhiệt độ phòng. Sau khi tế bào tách ra, môi trường nuôi cấy được thêm vào và tế bào được ly tâm. Sau đó, khối tế bào được tái phân tán cẩn thận và tế bào được phân phối vào bình nuôi cấy mới chứa môi trường nuôi cấy tươi.

Dung dịch nuôi cấy:

Dung dịch nuôi cấy Alpha MEM chứa 0.1 ng/ml bFGF (Yếu tố tăng trưởng cơ bản của tế bào sợi), 2.0 mM glutamine ổn định, ribonucleosides, deoxyribonucleosides, 1.0 mM natri pyruvate và 2.2 g/L NaHCO3 được sử dụng để nuôi cấy tế bào gốc trung mô. Dung dịch nuôi cấy nên được thay thế mỗi 2 đến 3 ngày.

Điều kiện nuôi cấy:

Văn hóa tế bào gốc trung mô được duy trì trong tủ ấm có độ ẩm ở nhiệt độ 37ºC và 5% CO2.

Bảo quản:

Tế bào gốc trung mô có thể được bảo quản trong pha hơi của nitơ lỏng hoặc ở nhiệt độ dưới -150 °C cho thời gian dài.

Quy trình đông lạnh và môi trường:

Dung dịch đông lạnh CM-1 hoặc CM-ACF được sử dụng để bảo quản tế bào gốc trung mô. Quá trình đông lạnh chậm thường được áp dụng, cho phép giảm nhiệt độ chỉ 1°C mỗi phút. Điều này giúp bảo vệ khả năng sống sót của tế bào.

Quá trình rã đông:

Tế bào gốc trung mô đông lạnh được ngâm nhẹ trong bể nước đã được đặt sẵn ở 37 °C trong khoảng 60 giây. Sau đó, môi trường nuôi cấy tươi được thêm vào, tế bào được tái phân tán và ly tâm. Bước này loại bỏ các thành phần của môi trường đông lạnh khỏi tế bào. Cụm tế bào thu được sau đó được thêm vào môi trường tăng trưởng và tế bào được phân phối vào các bình nuôi cấy mới.

Mức độ an toàn sinh học:

Phải sử dụng phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp 1 để xử lý và duy trì văn hóa tế bào gốc trung mô.

 

3. Các loại tế bào gốc trung mô khác nhau và đặc điểm nổi bật của chúng

Có nhiều loại tế bào gốc trung mô dựa trên nguồn gốc. Ba loại chính của tế bào gốc trung mô (MSC) được thảo luận trong phần này của bài viết.

3.1 Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ

  • Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ (AD-MSCs) là một loại tế bào gốc trung mô được chiết xuất từ mô mỡ hoặc mô mỡ.
  • Chúng có mặt phong phú trong mô mỡ, và quy trình tách chiết tương đối đơn giản thông qua một thủ thuật ít xâm lấn gọi là hút mỡ.
  • Chúng ít gây phản ứng miễn dịch khi cấy ghép đồng loại.
  • Các tế bào này có tiềm năng adipogen mạnh mẽ, tức là có xu hướng phân hóa thành tế bào mỡ (adipocyte) cao hơn so với các loại tế bào gốc trung mô khác.

Tế bào mô mỡ trung mô người (HMSC.AD) ở độ phóng đại 10x trong môi trường nuôi cấy tế bào MSC-2 và môi trường phân hóa mô mỡ, được nhuộm bằng Oil-Red-O, làm nổi bật triglyceride như một dấu hiệu của tế bào mỡ.

3.2 Tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ tủy xương

  • Tế bào gốc trung mô từ tủy xương (BM-MSCs) được thu thập từ tủy xương, thường lấy từ xương hông và xương đùi. Những tế bào không thuộc hệ tạo máu này được phát hiện vào năm 1970 bởi A.J. Friedenstein.
  • Quy trình thu thập BM-MSCs gây đau đớn và xâm lấn hơn, ví dụ như chọc hút tủy xương.
  • Cấy ghép tế bào gốc trung mô tủy xương yêu cầu sự tương thích chặt chẽ với người nhận để giảm nguy cơ thải ghép miễn dịch.
  • BM-MSCs có tiềm năng tạo xương. Chúng có xu hướng mạnh mẽ hơn trong việc phân hóa thành osteocytes, các tế bào xương.

Ở độ phóng đại 40x, các tế bào đang trải qua quá trình biệt hóa xương được nhuộm bằng Alizarin-Red-S để quan sát các lắng đọng canxi, và ở cùng độ phóng đại, các tế bào đang trải qua quá trình biệt hóa mỡ được nhuộm bằng Oil-Red-O.

3.3 Tế bào gốc trung mô từ dây rốn

  • Tế bào gốc trung mô từ dây rốn (UC-MSCs) được thu thập từ mô dây rốn.
  • Tổ chức dây rốn dễ dàng tiếp cận để tách chiết tế bào gốc sau khi sinh.
  • Giống như tế bào gốc tủy xương (BM-MSCs), tế bào gốc từ dây rốn cũng yêu cầu sự tương thích HLA giữa người nhận và người hiến để tránh phản ứng miễn dịch khi cấy ghép.
  • Chúng có xu hướng phân hóa thần kinh cao hơn và do đó là công cụ nghiên cứu quý giá cho các nghiên cứu thần kinh.

4. Ứng dụng nghiên cứu của tế bào gốc trung mô

Tế bào gốc trung mô (MSCs) được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu y sinh học nhờ tiềm năng điều trị đáng kể của chúng. Một số ứng dụng đầy hứa hẹn của các loại MSC khác nhau được đề cập trong phần này.

  • Nghiên cứu y học tái tạo: Tế bào gốctrung mô là các tế bào đa tiềm năng; chúng có khả năng phân hóa thành các loại tế bào khác nhau như sụn, xương, cơ và tế bào mỡ. Do đó, chúng được sử dụng như một phương pháp y học tái tạo để sửa chữa và thay thế các mô bị tổn thương hoặc hư hỏng. Các ứng dụng tái tạo của MSC chủ yếu được quan sát thấy trong các chấn thương da, xương và hệ cơ xương. Ví dụ, một nghiên cứu do Helena Debiazi Zomer và các cộng sự thực hiện vào năm 2020 cho thấy tế bào gốc trung mô từ mô mỡ (AD-MSCs) có khả năng thúc đẩy quá trình lành vết thương da ở mô hình chuột. Chúng kích thích quá trình tạo mạch máu và tái cấu trúc ma trận ngoại bào để tạo ra vết sẹo có chất lượng tốt hơn, tương tự như da khỏe mạnh bình thường so với nhóm đối chứng [3]. Nghiên cứu cũng đã quan sát thấy khả năng sửa chữa khuyết tật xương của tế bào gốc trung mô được chiết xuất từ dây rốn. Chúng phát huy tác dụng sửa chữa bằng cách thúc đẩy quá trình tạo mạch máu, quá trình tạo xương và kích thích sự di chuyển của tế bào gốc trung mô chủ hoặc phân hóa thành các tế bào tương tự tế bào tạo xương [4].
  • Bệnh/rối loạn hệ miễn dịch: Tế bào gốctrung mô có tác dụng điều hòa miễn dịch. Chúng có xu hướng điều chỉnh phản ứng miễn dịch và giảm viêm. Do đó, chúng được sử dụng để điều trị các bệnh tự miễn, chẳng hạn như viêm khớp dạng thấp, xơ cứng rải rác, bệnh viêm ruột, v.v. Một nghiên cứu đã khám phá tác dụng điều hòa miễn dịch của tế bào gốc trung mô (MSC) từ tủy xương đối với tế bào T trong máu ngoại vi của bệnh nhân viêm khớp dạng thấp. Tế bào MSC từ tủy xương (BM-MSC) có tác dụng ức chế tế bào T và ức chế các cytokine liên quan đến cơ chế bệnh lý của viêm khớp dạng thấp [5].
  • Nghiên cứu thần kinh và tim mạch: Tế bào gốc trung mô có tiềm năng lớn trong các ứng dụng nghiên cứu thần kinh và tim mạch. Chúng được sử dụng để điều trị các rối loạn thoái hóa thần kinh, bao gồm bệnh Parkinson và Alzheimer. Ngoài ra, chúng còn được áp dụng trong điều trị bệnh tim mạch vì có khả năng sửa chữa mô tim bị tổn thương sau các sự kiện tim mạch. Ngoài ra, MSCs còn thúc đẩy quá trình tạo mạch máu và do đó có giá trị trong nghiên cứu tim mạch. Một nghiên cứu đã khám phá tiềm năng điều trị của tế bào gốc trung mô từ mô mỡ và tủy xương trong mô hình nhồi máu cơ tim cấp tính (MI). Nghiên cứu cho thấy cả hai nguồn đều có lợi ích tương đương trong việc tái tạo mô tim và giảm xơ hóa [6]. Đáng chú ý, nghiên cứu được thực hiện vào năm 2022 cho thấy tế bào gốc trung mô từ dây rốn người (UC-MSCs) có tác dụng bảo vệ thần kinh trong mô hình chuột mắc bệnh Parkinson thông qua việc điều chỉnh vi sinh vật đường ruột. Mô hình chuột cho thấy chức năng vận động được cải thiện sau khi cấy ghép UC-MSCs qua đường mũi [7].

Tài liệu tham khảo

  1. Ding, D.C., W.C. Shyu, và S.Z. Lin, Tế bào gốc trung mô. Tạp chí Cấy ghép Tế bào, 2011. 20(1): tr. 5-14.
  2. Zhan, X.-S., et al., Nghiên cứu so sánh đặc điểm sinh học và hồ sơ chuyển mã gen của tế bào gốc trung mô từ các mô khác nhau của chó. Tạp chí Quốc tế về Khoa học Molecule, 2019. 20(6): tr. 1485.
  3. Zomer, H.D., et al., Tế bào gốc trung mô từ mô da và mô mỡ kích thích phân cực đại thực bào sang kiểu hình hỗ trợ sửa chữa và cải thiện quá trình lành vết thương da. Cytotherapy, 2020. 22(5): tr. 247-260.
  4. Kosinski, M., et al., Sửa chữa khuyết tật xương bằng vật liệu thay thế xương được hỗ trợ bởi tế bào gốc trung mô từ dây rốn. Tạp chí Tế bào Gốc Quốc tế, 2020. 2020.
  5. Pedrosa, M., et al., Tác dụng điều hòa miễn dịch của tế bào gốc trung mô/tế bào gốc trung mô từ tủy xương người đối với tế bào T trong máu ngoại vi của bệnh nhân viêm khớp dạng thấp. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): tr. 16-28.
  6. Omar, A.M., et al., Nghiên cứu so sánh tiềm năng điều trị của tế bào gốc trung mô từ mô mỡ và tủy xương trên mô hình nhồi máu cơ tim cấp tính. Tạp chí Y học Oman, 2019. 34(6): tr. 534-543.
  7. Sun, Z., et al., Tế bào gốc trung mô từ dây rốn người cải thiện chức năng vận động trong mô hình chuột bệnh Parkinson thông qua điều chỉnh vi sinh vật đường ruột. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: tr. 808905.

 

Chúng tôi đã phát hiện rằng bạn đang ở một quốc gia khác hoặc đang sử dụng ngôn ngữ trình duyệt khác với ngôn ngữ hiện tại đã chọn. Bạn có muốn chấp nhận các cài đặt được đề xuất không?

Đóng