Medical Xpress, 02/07/2024
Việc lựa chọn các tế bào cụ thể để sử dụng trong liệu pháp nghiên cứu đã giúp cải thiện khả năng phục hồi chức năng tim trong một nghiên cứu mới sử dụng mô hình nhồi máu cơ tim, thuật ngữ y học cho các cơn đau tim.
Một nhóm do các nhà nghiên cứu tại Viện Hệ thống Nano California tại UCLA và Đại học Columbia đã phát triển một phương pháp phân loại và phân nhóm các tế bào gốc dựa trên số lượng túi liên quan đến giao tiếp tế bào mà chúng giải phóng. Điều trị bằng tế bào bài tiết cao đã phục hồi chức năng tim trở lại trạng thái như trước khi bị tổn thương do nhồi máu cơ tim.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Nhiều phương pháp điều trị đang được phát triển để chống lại các bệnh đáng lo ngại bằng cách sử dụng tế bào làm phương tiện phân phối các phân tử trị liệu hoặc dùng làm liệu pháp điều trị. Một số sử dụng tế bào gốc trung mô (mesenchymal stem cells – MSC), một quần thể tế bào được tìm thấy trong mô mỡ hoặc tủy xương.
Để giúp chống lại bệnh tim – nguyên nhân gây tử vong phổ biến nhất ở Hoa Kỳ và trên toàn thế giới – một phương pháp nhằm mục đích chữa lành cơ tim bị tổn thương sau nhồi máu cơ tim bằng cách cung cấp các chất bài tiết ra tự nhiên của tế bào gọi là túi ngoại bào.
Các túi ngoại bào là một góc nhìn về cách các tế bào trong cơ thể giao tiếp với nhau. Chúng được tạo thành từ các màng giàu protein có thể mang các thông tin DNA và RNA bên trong. Thường liên quan đến việc giảm viêm hoặc thúc đẩy quá trình lành thương, những túi ngoại bào này được cho là có khả năng cung cấp nhiều thông tin hơn so với các protein hoặc hormone truyền tín hiệu nhỏ hơn.
Mặc dù các túi do MSC tiết ra có hiệu quả tái tạo mô tim trong nghiên cứu tiền lâm sàng, nhưng thành công đó khó thực hiện trong các nghiên cứu với bệnh nhân. Một phần lý do có thể là tốc độ sản xuất túi ngoại bào rất khác nhau giữa các MSC từ các bệnh nhân hoặc mô khác nhau.
Cho đến nay, không có dấu hiệu nào được biết đến trên chính các tế bào được sử dụng để dự đoán tế bào nào sẽ tiết ra nhiều túi ngoại bào hơn và không có phương pháp nào để phân loại các tế bào dựa trên chức năng quan trọng này.
Nhóm nghiên cứu đã phân loại MSC bằng cách sử dụng các hạt nano chứa hydrogel hình cái bát do các nhà nghiên cứu CNSI phát triển. Bên trong các hạt nano được gắn với một số protein và kháng thể nhất định mà MSC và túi bám vào, cho phép các nhà nghiên cứu thu giữ các tế bào đơn và lọc dựa trên số lượng túi mà chúng giải phóng bằng các dụng cụ tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm. Khi các MSC có mức độ bài tiết cao được tăng sinh trong môi trường nuôi cấy trong hai tuần, các quần thể mở rộng này đã duy trì tốc độ sản xuất cao đó và tăng trưởng nhanh hơn so với các MSC có mức độ bài tiết thấp. Các nhà khoa học đã đánh giá những gen nào được biểu hiện trong MSC và phát hiện ra rằng các gen liên quan đến quá trình tái tạo và phát triển mạch máu được kích hoạt ở mức độ cao hơn trong các tế bào tiết nhiều.
MSC bài tiết cao hoặc thấp được sử dụng để điều trị nhồi máu cơ tim ở hai nhóm chuột. Sau 28 ngày, cả hai nhóm đều cho thấy sự gia tăng về hai chỉ số chức năng tim, trong khi nhóm đối chứng lại cho thấy sự suy giảm. Đáng chú ý, những người được điều trị bằng tế bào bài tiết cao đã đạt đến mức gần đạt mức cơ bản trước khi bị tổn thương tim.
Trong mô hình phòng thí nghiệm, mô tim được điều trị bằng tế bào gốc bài tiết cao (hình bên phải) cho thấy khả năng tái tạo nhiều hơn mô tim được điều trị bằng tế bào gốc bài tiếc thấp (hình giữa) và không được điều trị (hình bên trái). Nguồn: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49123-1
Với bằng chứng của nghiên cứu rằng việc phân lập và tăng sinh các MSC giải phóng nhiều túi ngoại bào hơn có thể mang lại kết quả tốt hơn sau cơn đau tim, nghiên cứu này có thể cung cấp một con đường mới để hiện thực hóa tiềm năng của liệu pháp tế bào trong việc mang lại lợi ích cho sức khỏe con người.
Nói một cách xa hơn, các phát hiện này cho thấy các phương pháp điều trị dựa trên tế bào khác có thể hiệu quả hơn nếu sử dụng hạt nano để chọn lọc sản xuất chất bài tiết trị liệu cao hơn. Việc phân loại các tế bào có mức độ bài tiết cao cũng có thể giúp việc sản xuất thuốc có nguồn gốc từ tế bào trong phòng thí nghiệm hiệu quả hơn.
Tài liệu tham khảo
Doyeon Koo et al, Optimizing cell therapy by sorting cells with high extracellular vesicle secretion, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49123-1
Nguồn: Medical Xpress
Link: https://medicalxpress.com/news/2024-07-therapeutic-stem-cells-function-heart.html#google_vignette
