Stem Cell Reasrch & Therapy, 14/10/2025
Bối cảnh
Chấn thương sụn chêm (Meniscus Injury – MI) là một bệnh lý phổ biến, đặc biệt ảnh hưởng đến các vận động viên thể thao. Phẫu thuật cắt bỏ sụn chêm (meniscectomy) là lựa chọn điều trị chính, nhưng phương pháp này có thể đẩy nhanh sự phát triển của bệnh viêm khớp gối (osteoarthritis) và các bệnh thoái hóa khớp khác, đồng thời hiệu quả của nó vẫn còn gây tranh cãi. Điều trị MI gặp nhiều thách thức do sụn chêm có nguồn cung cấp máu hạn chế, cản trở khả năng tự phục hồi. Do nhiều hạn chế của các chiến lược điều trị truyền thống, các chiến lược trị liệu mới là cần thiết được nghiên cứu.
Tế bào gốc trung mô (MSCs) đã nổi lên như một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn để thúc đẩy tái tạo sụn chêm. Nghiên cứu này tập trung vào dịch tiết (secretome), còn được gọi là dịch nuôi cấy có điều kiện (CM), thu được từ MSCs có nguồn gốc từ nhau thai người (pcMSCs). Dịch tiết pcMSC được biết đến với đặc tính điều hòa miễn dịch và tái tạo mạnh mẽ. So với tế bào MSC, dịch tiết có thể dễ dàng xâm nhập vào các vết thương nhỏ hơn và phát huy tác dụng kéo dài in vivo. Tế bào tiền thân sụn chêm (MPCs) nội sinh đóng vai trò quan trọng trong việc tái tạo sụn chêm. Tuy nhiên, cơ chế kích hoạt MPC nội sinh của dịch tiết pcMSC để cải thiện MI vẫn chưa rõ ràng.
Phương pháp
Dịch tiết pcMSC được thu thập từ việc nuôi cấy tế bào trong môi trường MCDB201 không huyết thanh (serum-free medium). Sau khi thu nhận, dịch tiết được ly tâm và tinh sạch, sau đó được bảo quản ở -80°C, đảm bảo khi sử dụng chỉ rã đông một lần để tránh suy giảm nồng độ của các yếu tố cận tiết (paracrine factors).
Mô hình chấn thương sụn chêm in vitro trên tế bào được thiết lập bằng cách gây chấn thương tế bào tiền thân sụn chêm của chuột với H2O2 (100 hoặc 200 µM) để gây ra quá trình chết theo chương trình và lão hóa.
Mô hình chấn thương sụn chêm in vivo trên chuột: Chuột C57BL/6, giới tính đực, 7 tuần tuổi, được gây chấn thương MI thông qua phẫu thuật gây mất ổn định sụn chêm giữa (DMM). Chuột được huấn luyện trước 2 tuần để làm quen với các thử nghiệm hành vi. Chức năng vận động được đánh giá hàng tuần cho đến tuần thứ 11 thông qua phân tích dáng đi và các thử nghiệm rotarod (đánh giá khả năng phối hợp vận động, thăng bằng và học hỏi vận động).
Phân tích sự biểu hiện protein thông qua Western blotting. Đánh giá marker như CD44, Sca-1, CD140, CD34, CD105 bằng phương pháp dòng chảy tế bào (flow cytometry), và nhuộm hóa mô miễn dịch. Khả năng sống của tế bào được đánh giá bằng thử nghiệm WST.
Sau khi thử nghiệm trên mô hình động vật. Các mẫu mô được thu nhận và thực hiện phân tích mô học bao gồm nhuộm Hematoxylin và eosin (H&E) và safranin-O (SO) để đánh giá cấu trúc mô và hàm lượng proteoglycan. Nhuộm Masson’s trichrome cũng được sử dụng để đánh giá sự phân bố sợi collagen. Nhuộm miễn dịch huỳnh quang được thực hiện với các dấu ấn như Ki67, Gli-1, và TNF-α.
Các yếu tố quan trọng trong dịch tiết được xác định bằng phương pháp phân tích cytokine hàng loạt. Phân tích miRNA exosome được thực hiện thông qua siêu ly tâm, chiết xuất RNA, chuẩn bị thư viện, và giải trình tự (với dữ liệu có sẵn trên GEO, số truy cập: GSE247568). TargetScan được sử dụng để dự đoán gen mã hóa miRNA mục tiêu.
Kết quả
Dịch tiết pcMSC có khả năng giảm thiểu đáng kể MI ở cả mô hình tế bào và mô hình chuột. Dịch tiết pcMSC sửa chữa tổn thương sụn chêm được gây ra bằng cơ học ở chuột bằng cách kích hoạt sự tăng sinh và ức chế quá trình chết theo chương trình của các tế bào gốc tiền thân sụn chêm nội sinh, đồng thời làm tăng đáng kể sự biểu hiện protein Gli-1 và Ki67 trong mô sụn chêm. Ngoài ra, dịch tiết pcMSC làm giảm đáng kể yếu tố hoại tử khối u-α (TNF-α), nhờ đó hỗ trợ trong điều hòa miễn dịch và sửa chữa sụn chêm.
Các tác dụng tái tạo có được là nhờ trung gian thông qua các yếu tố cận tiết và miRNA của exosome có trong dịch tiết pcMSC. Các yếu tố này được xác định liên quan đến việc điều chỉnh kích hoạt tế bào gốc nội sinh (SUFU và RUNX2), đáp ứng chống viêm (MCP1 và MCP3), chống thoái hóa chất nền sụn (TIMP1, TIMP2, và mTOR), và chết theo chương trình (Caspase-3).
Kết luận
Đây là nghiên cứu đầu tiên sử dụng cả mô hình in vitro MPCs bị tổn thương do H2O2 và mô hình in vivo MI do DMM gây ra bằng cơ học để chứng minh hiệu quả điều trị của dịch tiết pcMSC thông qua kích hoạt các tế bào gốc tiền thân sụn chêm trong tái tạo sụn chêm.
Các yếu tố tăng trưởng và miRNA có trong dịch tiết của pcMSC:
- Thúc đẩy tăng sinh tế bào tiền thân sụn chêm và ức chế tế bào sụn chết theo chương trình.
- Điều hòa miễn dịch của mô bị tổn thương.
- Ngăn ngừa thoái hóa chất nền sụn và thúc đẩy sự di chuyển của tế bào.
Tóm lại, những phát hiện này có thể hướng dẫn việc phát triển các liệu pháp tế bào gốc hiệu quả cho bệnh nhân bị tổn thương sụn chêm do luyện tập thể thao.
Tài liệu tham khảo
Bài viết được dịch và tóm tắt từ bài báo (nếu có): Chen, WH., Lai, WY., Le, DC. et al. (2025). Secretome from human placenta-derived mesenchymal stem cells repairs mechanically induced meniscus injury in mice by activating the proliferation and suppressing the apoptosis of endogenous meniscus progenitor cells. Stem Cell Res Ther 16, 565.
https://doi.org/10.1186/s13287-025-04688-6
Nguồn: Stem Cell Reasrch & Therapy
Link: https://rdcu.be/eL6e8
