News Medical Life Sciences, 03/09/2024
Sự kết hợp chính xác và hiệu quả của các yếu tố tăng trưởng và các xét nghiệm cytokine cytokine là chìa khóa để hiểu rõ hơn về cơ chế bệnh, các quá trình tế bào và hiệu quả của thuốc trong các lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc và miễn dịch học đang phát triển nhanh chóng.
Bài viết này giới thiệu các công cụ xét nghiệm miễn dịch chất lượng cao, nhanh chóng và đáng tin cậy từ dòng sản phẩm ClinMax™ của ACROBiosystems và nêu bật các ứng dụng của chúng trong nghiên cứu tế bào gốc trung mô (MSC) và các nghiên cứu về phản ứng miễn dịch.
Lời hứa của tế bào gốc trung mô
Tế bào gốc có tiềm năng điều trị to lớn do khả năng tự làm mới và khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cells–MSC) là tế bào gốc đa năng có nguồn gốc từ trung bì, thể hiện nhiều tiềm năng biệt hóa và khả năng tự làm mới cao. Những thành viên quan trọng của họ tế bào gốc được tìm thấy trong nhiều mô trên khắp cơ thể và MSC có thể được nuôi cấy và tăng sinh để biệt hóa thành tế bào thần kinh, tế bào sụn, tế bào cơ, tế bào tạo xương, tế bào mỡ và các loại tế bào khác tùy thuộc vào điều kiện chúng tiếp xúc in vitro. MSC được coi là một công cụ đáng kỳ vọng trong y học tái tạo, với 12 loại thuốc tế bào gốc dựa trên MSC đã được chấp thuận trên toàn cầu. Các tác dụng điều trị của những loại thuốc này chủ yếu được phát huy thông qua tín hiệu cận tiết, tiết ra nhiều loại chemokine, cytokine và yếu tố tăng trưởng. Việc hiểu và định lượng các yếu tố tiết ra này là chìa khóa để đánh giá tiềm năng điều trị của MSC và tối ưu hóa thành công các ứng dụng lâm sàng của chúng.
Yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF)
Yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF) đóng vai trò đa diện trong tín hiệu paracrine của tế bào gốc. Là một trong những yếu tố chính được tiết ra bởi MSC, HGF thể hiện các đặc tính điều hòa miễn dịch mạnh mẽ do khả năng ức chế sự tăng sinh tế bào T hiệu ứng. Chính điều này, thúc đẩy sự điều hòa giảm của cyclin D2 và sự điều hòa tăng của protein p27kip1, cuối cùng dẫn đến sự ngừng chu kỳ tế bào ở pha G1.
Về mặt hình thành mạch máu, HGF kích thích sự hình thành các mạch máu mới bằng cách thúc đẩy sự di chuyển và tăng sinh của các tế bào nội mô cơ trơn và mạch máu. Nó cũng tạo điều kiện phục hồi lưu lượng máu tại vị trí thiếu máu cục bộ và tái tạo mạng lưới mạch máu. HGF cũng thể hiện tác dụng chống apoptosis trên một số loại tế bào khác nhau, bao gồm tế bào cơ tim, tế bào ống thận, tế bào nội mô và tế bào gan. Nó cũng ức chế biểu hiện TGF-β1 để giúp chống lại tình trạng xơ hóa.
Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF)
Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF) cũng là một yếu tố chính được tiết ra bởi các tế bào gốc. Đáng chú ý nhất, VEGF kích thích sự tăng sinh và sống sót của tế bào nội mô, thúc đẩy quá trình tái tạo mạng lưới mạch máu, hình thành mạch máu mới và tái tạo mô.
Tiết ra VEGF là chỉ số quan trọng về khả năng tái tạo của tế bào gốc, cũng như tham gia vào một loạt các quá trình chống apoptosis. Ví dụ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng MSC biến đổi gen VEGF ức chế đáng kể quá trình apoptosis và thúc đẩy sự tăng sinh tế bào bình thường trong mô hình tổn thương thận cấp tính, đạt được điều này bằng cách tăng cường vi tuần hoàn.
Interleukin-6 (IL-6)
MSC tiết ra interleukin-6 (IL-6), có khả năng ức chế tình trạng viêm và phát huy tác dụng điều hòa miễn dịch. Phần lớn các nghiên cứu đã xác nhận rằng MSC điều hòa bạch cầu trung tính một cách thuận lợi. Bằng cách tiết ra IL-6, MSC có thể ức chế đáng kể quá trình apoptosis bạch cầu trung tính, ngay cả ở tỷ lệ MSC/bạch cầu trung tính thấp.
Các yếu tố tăng trưởng và cytokine khác
Tế bào gốc có thể tiết ra nhiều yếu tố tăng trưởng và cytokine khác nhau, chẳng hạn như:
- Angiopoietin 1/2 (Ang 1/2)
- Yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGF)
- Yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGF)
- Hormone tăng trưởng (GH)
- Yếu tố tăng trưởng giống insulin (IGF)
- Interleukin-10 (IL-10)
- Protein hấp dẫn tế bào đơn nhân hóa học-1 (MCP-1)
- Yếu tố tăng trưởng nhau thai (PGF)
- Yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PDGF)
- Yếu tố tế bào gốc (SCF)
- Yếu tố tăng trưởng chuyển dạng (TGF-β1)
Các chất có hoạt tính sinh học như thế này được sản xuất bởi tế bào gốc và có thể hoạt động phối hợp hoặc đối kháng. Chúng cũng có thể tham gia vào phản ứng viêm, điều hòa phản ứng miễn dịch và quá trình sửa chữa tổn thương mô.
Phát hiện cytokine nhanh chóng và được xác thực đầy đủ cho nghiên cứu phản ứng miễn dịch.
Cơ thể nhận biết và loại bỏ các tác nhân gây bệnh hoặc tế bào bất thường thông qua phản ứng miễn dịch của nó, và cytokine đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa và huy động quá trình này.
Các tế bào miễn dịch (như tế bào B, tế bào T và đại thực bào) và các tế bào khác (như tế bào nội mô và biểu mô) giải phóng cytokine khi được kích thích bởi các yếu tố bên ngoài, cho phép chúng điều chỉnh cường độ và hướng của phản ứng miễn dịch.
Cytokine cho phép giao tiếp giữa các tế bào miễn dịch, thức đẩy sự tăng sinh, biệt hóa và kích hoạt chức năng của chúng.
Ví dụ, interleukin-2 (IL-2) cải thiện sự tăng sinh và kích hoạt tế bào T để cải thiện hoạt lực của phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, trong khi interferon (IFN) tăng cường khả năng miễn dịch chống vi-rút.
Các cytokine khác điều chỉnh hướng di chuyển của tế bào miễn dịch, hướng các tế bào đến các vị trí viêm hoặc tổn thương để hỗ trợ phòng thủ miễn dịch tại vị trí.
Việc giải phóng cytokine không phù hợp hoặc quá mức có thể thúc đẩy phản ứng miễn dịch bất thường, có khả năng gây ra phản ứng viêm hoặc tự miễn. Rủi ro này nhấn mạnh vai trò quan trọng của việc điều hòa cytokine cân bằng trong phản ứng miễn dịch.
Sử dụng cytokine thích hợp có thể cải thiện khả năng bảo vệ miễn dịch và tránh được nguy cơ tổn thương miễn dịch. Do đó, phát hiện cytokine là điều cần thiết trong việc đánh giá phản ứng miễn dịch.
Nhiều cytokine, bao gồm interleukin (ví dụ: IL-1β, IL-2, IL-6, IL-10), yếu tố hoại tử khối u (TNF) và IFN, có thể được đo trong dịch cơ thể, máu và dịch nuôi cấy tế bào.
Các phép đo này phản ánh mức độ hoạt động của phản ứng miễn dịch và trạng thái hiện tại của hệ thống miễn dịch, cung cấp thông tin quan trọng về chẩn đoán, điều trị và theo dõi bệnh hiệu quả.
Phát hiện cytokine thường được sử dụng để tìm ra cơ chế bệnh, đánh giá hiệu quả của thuốc và phát triển các liệu pháp mới trong các lĩnh vực phát triển thuốc kháng thể, liệu pháp tế bào và các liệu pháp điều trị khác.
Phân tích cytokine Th1/Th2: xét nghiệm hạt đa dòng tế bào
Có thể phân loại tế bào T hỗ trợ (Th) thành các phân nhóm dựa trên khả năng tiết cytokine của chúng, ví dụ, Th1 và Th2.
Tế bào Th hiếm khi biệt hóa thành tế bào Th1 hoặc Th2 trong điều kiện sinh lý bình thường, nhưng khả năng biệt hóa của chúng tăng lên đáng kể khi được kích thích bởi các kháng nguyên cụ thể, chẳng hạn như chất kích thích hoặc mầm bệnh.
Tế bào Th1 và Th2 có vai trò khác nhau trong hệ thống miễn dịch và các quá trình bệnh. Tế bào Th1 chủ yếu kích thích và điều hòa miễn dịch tế bào, hoạt hóa đại thực bào, hoạt động của tế bào lympho T gây độc và quá mẫn cảm loại chậm.
Mặt khác, tế bào Th2 chủ yếu điều hòa miễn dịch dịch thể, với tiết IL-4 chịu trách nhiệm thúc đẩy sự tăng sinh, biệt hóa và sản xuất kháng thể của tế bào B.
Trong điều kiện bình thường, tế bào Th1 và Th2 ở trạng thái cân bằng nội môi. Việc phá vỡ sự cân bằng này được gọi là “mất cân bằng Th1/Th2” và có khả năng dẫn đến nhiều tình trạng khác nhau, bao gồm dị ứng, khối u và bệnh tự miễn.
Nghiên cứu các cytokine do tế bào Th1/Th2 tiết ra giúp hiểu rõ hơn về sự thay đổi cân bằng đang diễn ra. Điều này cho phép điều chỉnh mức Th1 hoặc Th2 để khôi phục sự cân bằng và đạt được hiệu quả điều trị.
Các quy định của FDA yêu cầu phát hiện cytokine dược lý và đánh giá nghiêm ngặt khả năng gây ra hội chứng giải phóng cytokine ( cytokine release syndrome–CRS) của thuốc điều hòa miễn dịch.
Hướng dẫn năm 2020 của FDA của các nghiên cứu về khả năng sinh miễn dịch nêu rõ rằng việc tiến hành các xét nghiệm giải phóng cytokine ở in vitro để đánh giá khả năng gây ra hội chứng giải phóng cytokine là rất quan trọng, đặc biệt là đối với liệu pháp sinh học.
Hướng dẫn xác nhận rằng các xét nghiệm nên được thực hiện bằng cách sử dụng tế bào người để đánh giá hoạt hóa miễn dịch và giải phóng cytokine. Các nghiên cứu cũng nên tập trung vào các cytokine chính như IL-2, IL-6, IL-10, IFN-γ và TNF-α.
Các xét nghiệm an toàn lâm sàng nên được báo cáo thông qua các kết quả xét nghiệm này, bao gồm việc lựa chọn liều khởi đầu và các kế hoạch giám sát phù hợp được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng.
Thật khó để dự đoán đầy đủ rủi ro CRS thông qua các nghiên cứu độc tính in vivo thông thường, điều này đã thúc đẩy khung pháp lý nhấn mạnh tầm quan trọng của các đánh giá in vitro.
Việc phát hiện các cytokine do tế bào Th1/Th2 tiết ra cũng rất cần thiết. Nồng độ cytokine trong huyết thanh bình thường và dịch nuôi cấy tế bào thấp, điều này tạo ra những thách thức cụ thể cho việc phát hiện, và các phương pháp ELISA truyền thống thường không đủ để phát hiện nhiều cytokines cùng một lúc.
Sự phát triển của công nghệ đo lưu lượng tế bào và công nghệ pha rắn kết hợp với sự ra đời của các kỹ thuật phát hiện đa phương pháp dựa trên hạt, cung cấp khả năng phân tích định tính và định lượng protein hòa tan trong dòng thải tế bào.
Kết luận
Các công cụ phát hiện cytokine ClinMax™ mạnh mẽ và đáng tin cậy của ACROBiosystems được thiết kế lý tưởng để hỗ trợ các tiến bộ trong nghiên cứu tế bào gốc và miễn dịch học.
Các công cụ này có tính đặc hiệu, độ nhạy và độ chính xác cần thiết cho các xét nghiệm cytokine chính xác và nhanh chóng, cho phép các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu hơn về phản ứng miễn dịch, các quá trình tế bào và các can thiệp điều trị tiềm năng.
Một bộ sưu tập đầy đủ của CLINMAX Cytokine ELISA chất lượng cao đã được xác nhận bởi các nghiên cứu về tế bào gốc và miễn dịch và có thể được sử dụng để hỗ trợ các nỗ lực phát triển thuốc.
Bộ xét nghiệm hạt đa năng Cytokine ClinMax™ Th1/Th2 cũng đã được xác nhận và phát triển thông qua công nghệ xét nghiệm hạt đa năng dựa trên phép đo lưu lượng tế bào. Bộ dụng cụ này sử dụng một xét nghiệm duy nhất để phát hiện định lượng IL-2, IL-4, IL-6, IFN-γ, TNF-α và IL-10 trong môi trường nuôi cấy tế bào và huyết thanh, cải thiện đáng kể hiệu quả nghiên cứu và cho phép phân tích đa năng nhiều mẫu có giá trị.
Nguồn: News Medical Life Sciences