Journal of International Medical Research, 24/06/2025
Giới thiệu
Máu dây rốn là một trong những nguồn tế bào gốc tạo máu (HSC – hematopoietic stem cells ) giàu tiềm năng, đặc biệt quan trọng trong điều trị các bệnh về huyết học như ung thư máu, thiếu máu bất sản và các bệnh rối loạn miễn dịch. Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của HSC từ máu dây rốn là số lượng thấp và khả năng nhân bản thấp khi nuôi cấy ngoài cơ thể (ex vivo). Việc tìm ra cách thức hỗ trợ mở rộng số lượng HSC hiệu quả mà vẫn giữ được tính gốc – tức đặc tính nguyên thủy của tế bào gốc – là bài toán quan trọng trong y học tái tạo.
Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học đã tập trung vào tế bào gốc trung mô từ dây rốn (UC-MSCs – Umbilical cord mesenchymal stem cells), một loại tế bào hỗ trợ có khả năng mô phỏng “vi môi trường tạo máu” tương tự như trong tủy xương.
Cơ chế UC–MSC hỗ trợ mở rộng HSC in vitro
- Tiết cytokine đa dạng giúp mô phỏng vi môi trường tạo máu:
UC-MSC tiết ra một loạt các yếu tố tăng trưởng và cytokine có vai trò như tín hiệu hóa học giúp HSC sinh trưởng và biệt hóa. Các chất này bao gồm:
- SCF (Stem Cell Factor): hỗ trợ tăng sinh và duy trì HSC.
- IL-6, IL-7, IL-11, IL-3: thúc đẩy sự phân bào và sống sót của HSC.
- FLT-3L: làm tăng hiệu quả biệt hóa của tế bào dòng lympho.
- TPO (Thrombopoietin): giúp duy trì khả năng tự làm mới của HSC.
- GM-CSF, HGF, BMP-9: điều hòa sự tương tác giữa HSC và vi môi trường.
Nhờ những cytokine này, UC-MSC có thể tạo ra một vi môi trường phù hợp, gần giống với môi trường tủy xương – nơi HSC thường cư trú và phát triển trong cơ thể.
- Tiếp xúc tế bào: Kích hoạt tín hiệu sinh tồn
Không chỉ tiết ra các yếu tố hòa tan, UC-MSC còn hỗ trợ thông qua tương tác trực tiếp với HSC qua màng tế bào.
- Các phân tử kết dính như ICAM-1, VCAM-1, và các protein ma trận ngoại bào đóng vai trò như “cầu nối” giúp tế bào gốc bám dính và nhận tín hiệu.
- Những tiếp xúc này kích hoạt các con đường tín hiệu nội bào (như Notch, Wnt/β-catenin…) góp phần quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình phân chia và biệt hóa có kiểm soát của HSC.
- Điều hòa miễn dịch
Một số yếu tố có khả năng điều hòa miễn dịch của UC-MSC. Nhờ vào khả năng ức chế miễn dịch và giảm phản ứng viêm, UC-MSC giúp tạo ra môi trường nuôi cấy “thân thiện”, giảm stress oxy hóa và ngăn ngừa chết tế bào (apoptosis) – từ đó gia tăng tỷ lệ sống và hiệu suất tăng sinh của HSC.
Kết quả thực nghiệm nổi bật
Các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy:
- Khi nuôi cấy đồng thời HSC với UC-MSC trong điều kiện phù hợp, tổng số lượng HSC tăng gấp 10–20 lần chỉ sau 10–14 ngày.
- Các chỉ dấu bề mặt CD34⁺ (đặc trưng cho tế bào gốc tạo máu nguyên thủy) vẫn được duy trì cao sau nuôi cấy, chứng tỏ UC-MSC không làm mất tính gốc của HSC.
- Các HSC sau nuôi vẫn thể hiện khả năng tái tạo tủy và biệt hóa trong mô hình ghép trên chuột suy giảm miễn dịch.
Thách thức và hướng đi tiếp theo
Dù kết quả khả quan, vẫn còn nhiều điểm cần cải thiện:
- Khó kiểm soát độ thuần khiết và đồng nhất của UC-MSC giữa các lô tế bào.
- Cần cơ chế chính xác hơn về tín hiệu nội bào và yếu tố epigenetic tham gia duy trì tính gốc HSC.
- Việc chuyển giao công nghệ mở rộng HSC sử dụng UC-MSC sang quy mô lâm sàng, chuẩn GMP vẫn cần thêm dữ liệu an toàn và hiệu quả lâu dài.
Kết luận
Việc sử dụng UC-MSC như một hệ thống hỗ trợ sinh học để mở rộng HSC từ máu dây rốn là một hướng đi đầy hứa hẹn trong y học tái tạo và điều trị huyết học. Với khả năng tiết cytokine phong phú, tiếp xúc tế bào và điều hòa miễn dịch, UC-MSC đang trở thành “người bạn đồng hành không thể thiếu” của tế bào gốc tạo máu trong các quy trình mở rộng in vitro.
Sự kết hợp giữa UC-MSC và công nghệ nuôi cấy tiên tiến có thể mở ra tương lai mới cho việc tăng nguồn tế bào gốc chất lượng cao, sẵn sàng cho các ứng dụng ghép tủy, điều trị miễn dịch, và thậm chí là liệu pháp gene.
Tài liệu tham khảo
Bài viết được dịch và tóm tắt từ bài báo: Bian, Z. Y., & Xu, L. (2025). Mechanism of umbilical cord mesenchymal stem cells in the expansion of umbilical cord blood-derived hematopoietic stem cells in vitro. Journal of International Medical Research, 53(6), 03000605251350968.
Nguồn: Journal of International Medical Research
Link: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/03000605251350968
