Scientific Reports, 02/07/2025
Bối cảnh nghiên cứu
Tổn thương não trung ương là một trong những nguyên nhân hàng đầu dẫn đến suy giảm thần kinh vĩnh viễn và hiện vẫn thiếu các phương pháp điều trị hiệu quả nhằm phục hồi hoàn toàn mô thần kinh. Trong bối cảnh đó, liệu pháp tế bào gốc, đặc biệt là tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ thạch Wharton (WJ‑MSCs – mesenchymal stem/stromal cells isolated from Wharton’s Jelly), đã nổi lên như một chiến lược tiềm năng để tái tạo mô thần kinh nhờ khả năng tiết yếu tố hướng thần, điều hòa miễn dịch và hỗ trợ tái cấu trúc mô.
Thiết kế và phương pháp nghiên cứu
- Mô hình tổn thương não
- Chuột Wistar trưởng thành được gây tổn thương vỏ não – đồ thị bằng ouabain, một chất ức chế Na⁺/K⁺-ATPase, nhằm mô phỏng tổn thương tế bào thần kinh và rối loạn chuyển hóa ion.
- Cấy ghép tế bào gốc
- Các tế bào WJ‑MSCs người được nuôi dưới:
- Điều kiện normoxia (21% O₂) hoặc
- Physioxia (5% O₂) – mô phỏng môi trường sinh lý trong cơ thể.
- Tế bào được cấy vào vùng tổn thương dưới 2 dạng:
- Huyền dịch PBS (dung dịch đệm phosphate)
- Hydrogel (fibrinogen gel)
- Đánh giá biến động yếu tố tăng trưởng
- Định lượng biểu hiện mRNA và protein của các yếu tố:
- BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor)
- GDNF (Glial Cell Line-Derived Neurotrophic Factor)
- VEGF-A (Vascular Endothelial Growth Factor A)
- Mẫu được thu tại các thời điểm: 24 giờ, ngày 7, 14 và 21 hậu tổn thương.
- Nguồn phân tích: mô vỏ não – đồi thị tổn thương và dịch não tủy (CSF).
Kết quả chính
- Biểu hiện BDNF
- Trong nhóm tổn thương không điều trị (OUA), BDNF tăng mạnh sau 24 giờ như một phản ứng nội sinh với tổn thương.
- Khi cấy WJ‑MSCs, biểu hiện BDNF không tăng ngay lập tức, nhưng tăng đáng kể từ ngày 7 đến ngày 21.
- Cao nhất ở nhóm WJ‑MSCs 5% O₂ + hydrogel vào ngày 21, cho thấy sự tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy và phương thức phân phối giúp duy trì hiệu quả kích thích hướng thần kéo dài.
- Biểu hiện GDNF
- Biểu hiện GDNF giảm nhẹ tại 24h sau tổn thương.
- Tuy nhiên, bắt đầu tăng rõ từ ngày 7, đặc biệt trong các nhóm sử dụng WJ‑MSCs nuôi dưới 5% O₂, vượt trội ở nhóm dùng hydrogel, phản ánh vai trò của môi trường gel trong việc giữ tế bào tại vị trí cấy và kéo dài thời gian hoạt hóa sinh học.
- Biểu hiện VEGF-A
- VEGF-A giảm tạm thời tại 24 giờ nhưng tăng trở lại từ ngày 7, phản ánh quá trình hồi phục mạch máu và vi tuần hoàn.
- Không có sự khác biệt lớn giữa các nhóm gel hoặc điều kiện oxy, trừ trường hợp sử dụng hydrogel fibrinogen đơn thuần (không mang tế bào) gây ức chế nhẹ.
- Nồng độ protein trong dịch não tủy
- Kết quả phân tích CSF cho thấy xu hướng tương đồng với biểu hiện gen tại mô – củng cố mối liên hệ giữa cấy ghép tế bào và tác động hệ thống.
Bình luận khoa học
- WJ‑MSCs thể hiện khả năng điều biến môi trường vi mô thần kinh tổn thương, chủ yếu thông qua cơ chế cận tiết yếu tố tăng trưởng và điều hòa biểu hiện gen tại chỗ.
- Điều kiện nuôi physioxia (5% O₂) được chứng minh giúp duy trì khả năng tiết cytokine, bảo toàn đặc tính sinh học của MSCs, nâng cao hiệu quả điều trị sau cấy ghép.
- Hydrogel sinh học đóng vai trò quan trọng như hệ dẫn truyền sinh học, kéo dài thời gian sống và tương tác giữa MSCs và mô tổn thương.
Kết luận và ý nghĩa ứng dụng
- Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng rõ ràng rằng WJ‑MSCs, đặc biệt khi nuôi trong điều kiện giảm oxy và phân phối bằng hydrogel, có thể kích thích biểu hiện các yếu tố dinh dưỡng thần kinh quan trọng trong thời gian dài.
- Mô hình tổn thương chuột chỉ ra tiềm năng lâm sàng trong điều trị các bệnh lý thần kinh cấp – mạn như chấn thương sọ não, đột quỵ, và bệnh thoái hóa thần kinh.
- Hướng tới tương lai, thiết kế hệ thống mang tế bào (cell-delivery systems) và điều kiện nuôi sinh lý sẽ là chìa khóa để hiện thực hóa các liệu pháp tái tạo thần kinh sử dụng MSCs.
Tài liệu tham khảo
Bài viết được dịch và tóm tắt từ bài báo: Lech, W., Kot, M., Welniak-Kaminska, M., Drabik, M., Buzanska, L., & Zychowicz, M. (2025). Dynamic changes in BDNF, VEGF, and GDNF after transplanting human protein-based scaffolds with Wharton’s Jelly MSCs in a rat brain injury model. Scientific Reports, 15(1), 22625.
Nguồn: Scientific Reports
Link: https://www.nature.com/articles/s41598-025-04269-w#citeas
