Frontiers in bioengineering and biotechnology, 25/09/2025
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) được coi là ứng viên tiềm năng trong y học tái tạo nhờ khả năng biệt hóa đa dòng, tái tạo mô, sinh miễn dịch thấp và khả năng điều hòa miễn dịch mạnh. So với MSCs từ tủy xương hoặc mô mỡ, hAMSCs tăng sinh nhanh hơn, ít nguy cơ thải ghép, và nguồn cung dồi dào, thu nhận không xâm lấn và không gây tranh cãi đạo đức. Khi kết hợp với vật liệu sinh học như polymer tự nhiên, polymer tổng hợp hoặc scaffold, hAMSCs có khả năng sống, tăng sinh và tích hợp vào mô bị tổn thương tốt hơn. Các scaffold được thiết kế với tính tương thích sinh học, khả năng phân hủy và mô phỏng cấu trúc ECM (chất nền ngoại bào) tự nhiên giúp nâng cao năng lực tái tạo của tế bào. Cách tiếp cận kết hợp này hứa hẹn mở ra các liệu pháp y học tái tạo hiệu quả và cá thể hóa hơn cho nhiều bệnh lý mạn tính và suy thoái mô.
Giới thiệu
Y học tái tạo tập trung vào sửa chữa và tái tạo mô, cơ quan bằng cách thay thế tế bào bị tổn thương. Tế bào gốc trung mô (MSCs) là nền tảng quan trọng, có tiềm năng phục hồi nhiều loại mô và điều trị bệnh lý khác nhau. Trong đó, tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) nổi bật nhờ đặc tính sinh học độc đáo, nguồn cung dễ tiếp cận và khả năng kết hợp hiệu quả với vật liệu sinh học, scaffold để thúc đẩy sửa chữa và tái tạo mô. hAMSCs được lấy từ màng ối của nhau thai — lớp màng mỏng, không mạch máu, có cấu trúc phân tầng, bảo vệ thai nhi và tiết prostaglandin, đặc biệt PGE₂, trong quá trình chuyển dạ.
Trong màng ối tồn tại hai loại tế bào gốc chính:
- i) Tế bào biểu mô màng ối người (hAECs) – nằm ở lớp trong cùng, tiếp xúc trực tiếp với dịch ối, có nguồn gốc từ ngoại bì phôi.
- ii) Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) – nằm trong lớp mô đệm của màng ối, có nguồn gốc từ nội bì phôi.
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) được phân lập từ lớp trung bì của màng ối với hiệu suất cao (~5 × 10⁸ tế bào/bánh nhau). Trong in vitro, hAMSCs là tế bào bám dính, hình thái nguyên bào sợi, tăng sinh ổn định qua 14 lần cấy chuyền, đường kính trung bình ~15 µm, và thể hiện đặc tính lai giữa tế bào biểu mô và trung mô ở mức siêu cấu trúc. Tuy nhiên, sự khác biệt trong quy trình phân lập giữa các nghiên cứu gây khó khăn cho so sánh và diễn giải kết quả; bài tổng quan này chỉ phân tích các nghiên cứu nêu rõ nguồn gốc MSCs từ màng ối.
Bảng 1. Các đặc điểm chính của hAMSCs
| Đặc điểm | Mô tả |
| Nguồn gốc | Từ màng ối nhau thai người |
| Hình thái | Bám dính, tương tự nguyên bào sợi, 9 – 24 µm |
| Biệt hoá | Tạo xương, sụn, mỡ; cũng có thể biệt hoá thành tế bào thần kinh đệm, tế bào gan, tế bào tuỵ, tế bào tim và tế bào cơ. |
| Marker vạn năng | OCT4, SSEA-3, SSEA-4 |
| Khả năng sinh u | Không có bằng chứng hình thành khối u; biểu hiện TERT thấp hoặc không có. |
| Tính sinh miễn dịch | Biểu hiện MHC-I thấp, không có MHC-II; có tính ưu thế miễn dịch (miễn dịch đặc quyền). |
Bảng 2. Ứng dụng điều trị của tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs).
| Lĩnh vực ứng dụng | Mô tả |
| Tái tạo xương/sụn | Phục hồi khuyết tật xương–sụn, tái tạo mô tương tự mô sụn. |
| Xơ hoá | Làm giảm xơ hóa gan, thận và phổi; điều hòa biểu hiện các gen của chất nền ngoại bào (ECM). |
| Tim/mạch máu | Biệt hóa thành tế bào cơ tim, thúc đẩy hình thành mạch máu, cải thiện quá trình làm lành các tổn thương sau nhồi máu. |
| Cơ xương | Sửa chữa tổn thương mất thể tích cơ (VML), biệt hóa cơ (myogenic differentiation), và điều hòa tín hiệu Wnt. |
| Hệ thần kinh | Tái tạo sợi trục thần kinh, bảo vệ tế bào thần kinh, và giảm viêm. |
| Lành thương | Thúc đẩy sự di chuyển của nguyên bào sợi, tăng sinh tế bào sừng (keratinocyte), và có tác dụng ức chế quá trình chết tế bào theo chương trình (chống apoptosis). |
Tiềm năng biệt hoá của hAMSCs
hAMSCs có khả năng biệt hóa đa dòng in vitro thành tế bào xương, sụn, mỡ và nhiều loại tế bào khác như thần kinh, gan, tụy, cơ tim, cơ trơn và tế bào tạo mạch, thể hiện đa tiềm năng năng rõ rệt. Chúng biểu hiện dấu ấn pluripotent như OCT4, SSEA-3 và SSEA-4 nhưng không gây u và có TERT rất thấp hoặc không có. Khả năng biệt hóa của hAMSCs phụ thuộc mạnh vào điều kiện nuôi cấy; cấy chuyền nhiều lần trong môi trường không chứa yếu tố động vật có thể làm thay đổi kiểu hình và giảm năng lực biệt hóa.
Hoạt tính tạo mạch và chống xơ hóa của hAMSCs
hAMSCs có khả năng tạo mạch và sinh mạch mạnh, biểu hiện cao các yếu tố tạo mạch như VEGF-A, angiopoietin-1, HGF, FGF-2 và yếu tố chống apoptosis AKT-1. Trong in vitro, hAMSCs thay đổi hình thái khi biệt hóa nội mô nhưng vẫn hạn chế biểu hiện dấu ấn nội mô trưởng thành, gợi ý cơ chế tự điều hòa và hiệu ứng tạo mạch chủ yếu gián tiếp. Ngoài ra, hAMSCs cũng có khả năng ức chế sinh mạch và giảm viêm, như chứng minh trong mô hình tổn thương giác mạc do kiềm, với giảm tân mạch, độ đục giác mạc và xâm nhập tế bào viêm.
Tác dụng kích thích tăng sinh và ức chế quá trình chết tế bào theo chương trình của hAMSCs
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) góp phần thúc đẩy quá trình lành vết thương và tái tạo mô thông qua các yếu tố tiết (secretome) của chúng, bằng cách hoạt hóa các con đường tín hiệu PI3K/Akt, kích thích tăng sinh tế bào biểu bì, ức chế quá trình chết tế bào theo chương trình và tăng cường sự di chuyển của nguyên bào sợi.
Ngoài ra, hAMSCs còn được ứng dụng trong tạo cấu trúc 3D của da. Trong y học ung thư và y học sinh sản, các cytokine tiết ra từ hAMSCs như FGF-2, IGF-1, HGF, VEGF và EGF đã cho thấy tác dụng kích thích tăng sinh và hạn chế tế bào chết trong mô hình ung thư buồng trứng và suy buồng trứng sớm.
Điều hòa miễn dịch và ức chế miễn dịch của hAMSCs
hAMSCs có đặc tính điều hòa miễn dịch nổi bật và tiềm năng ứng dụng cao:
- hAMSCs có trạng thái đặc quyền miễn dịch, đóng vai trò quan trọng trong duy trì dung nạp miễn dịch mẹ – thai nhi. Chúng biểu hiện thấp MHC-I, không có MHC-II và các phân tử đồng kích thích (CD40, CD80, CD86), giúp tránh bị nhận diện miễn dịch.
- Không ghi nhận thải ghép cấp sau cấy ghép hAMSCs hoặc hAECs ở người và động vật; các tế bào này có thể tồn tại ít nhất 2 tháng trong mô ghép.
- hAMSCs tác động đến nhiều loại tế bào miễn dịch (T, B, NK, DC, đại thực bào, bạch cầu trung tính) thông qua tương tác tế bào – tế bào và các yếu tố hòa tan như IL-6, PGE2, TGF-β, NO, IDO, HGF, IGF-1…
- Các cytokine viêm của vật chủ có thể kích hoạt hAMSCs tiết ra các chất điều hòa miễn dịch và thúc đẩy sửa chữa mô → tạo nên mạng lưới điều hòa miễn dịch hai chiều phức tạp và phụ thuộc bối cảnh.
- hAMSCs ức chế biệt hóa bạch cầu đơn nhân thành tế bào tua, cảm ứng đại thực bào M2, và ức chế tăng sinh tế bào T, thể hiện vai trò chống viêm rõ rệt.
- Khả năng này phụ thuộc liều lượng và cần tương tác trực tiếp giữa tế bào cùng các yếu tố hòa tan (PGE2, IL-10, TGF-β, NO, IDO).
Tổng hợp lại, hAMSCs không chỉ mang đặc tính của các MSC khác (BM-MSC, ADSCs) mà còn biểu hiện thêm các dấu ấn đa năng, không gây u, dễ thu nhận và không gây tranh cãi đạo đức, ổn định theo tuổi và môi trường, khiến chúng trở thành nguồn MSC đầy hứa hẹn cho liệu pháp tế bào và y học tái tạo. Nhiều nghiên cứu tiền lâm sàng gần đây cũng đã chứng minh hiệu quả tái tạo mô của hAMSCs trên nhiều mô hình bệnh lý khác nhau.
Tổn thương xương và sụn
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) đã được ứng dụng trong điều trị tổn thương xương và sụn, mở ra tiềm năng cho tái tạo xương – sụn trong lâm sàng. Các tấm hAMSCs bao bọc hạt sụn cho thấy hiệu quả phục hồi khuyết tật xương – sụn ở thỏ, giúp hình thành mô sụn giống sụn hyaline với sự hòa nhập tốt hơn vào sụn lành xung quanh và tái tạo xương dưới sụn vượt trội so với nhóm đối chứng. Nghiên cứu của nhóm Muiños-López cũng chứng minh rằng kết hợp hAMSCs với màng ối người (hAM) cải thiện khả năng sửa chữa sụn tương đương tế bào sụn trưởng thành. Ngoài ra, trong mô hình nuôi cấy vi khối (micromass), hAMSCs có thể biệt hóa thành tế bào sụn, khẳng định tiềm năng ứng dụng lâm sàng trong điều trị tổn thương sụn.
Xơ hoá
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) thể hiện hiệu quả rõ rệt trong điều trị xơ hóa mô, đặc biệt là xơ gan. Chúng ức chế hoạt hóa tế bào hình sao gan (HSC), giảm lắng đọng collagen, và ức chế tín hiệu Wnt thông qua các yếu tố tiết như IGFBP-3, DKK-1, DKK-3. Ngoài ra, hAMSCs còn tăng biểu hiện các gen phân hủy chất nền ngoại bào (MMP-2, MMP-9, MMP-13, TIMP-1), góp phần làm giảm xơ hóa ở gan, thận và phổi.
Thông qua secretome và dịch nuôi giàu exosome (ERCM), hAMSCs còn thúc đẩy lành vết thương ở da, bằng cách kích thích tăng sinh tế bào biểu bì, hoạt hóa nguyên bào sợi, tạo mạch, và điều hòa hình thành mô sẹo.
Bệnh lý tim mạch
Trong các mô hình tiền lâm sàng về bệnh tim thiếu máu cục bộ, tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) cho thấy khả năng phục hồi chức năng tim và giảm kích thước vùng nhồi máu. Các tế bào được cấy ghép có thể biệt hóa thành tế bào giống cơ tim, đồng thời dịch nuôi cấy của hAMSCs cũng mang lại hiệu quả bảo vệ tim, kích thích tạo mạch và giảm xơ hóa cơ tim.
Bệnh lý về mạch máu
Các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) có khả năng tái tạo cơ và mạch máu trong nhiều mô hình tổn thương:
- Trong mô hình mất khối lượng cơ (VML), hAMSCs được cảm ứng biệt hóa cơ bằng 5-azacytidine cho thấy tăng tạo mạch và phục hồi mô cơ, nhờ hoạt hóa tín hiệu Wnt/β-catenin.
- Khi cấy vào thành bàng quang tổn thương, hAMSCs biệt hóa thành tế bào cơ trơn, thúc đẩy tái tạo mô cơ tầng.
- Cấy trực tiếp hAMSCs vào chi bị thiếu máu cục bộ giúp tăng tưới máu, mật độ mao mạch và dòng máu dưới da, gợi ý tác dụng thúc đẩy tân sinh mạch chủ yếu qua các yếu tố hòa tan do tế bào tiết ra.
Hệ thần kinh trung ương
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) cho thấy hiệu quả rõ rệt trong phục hồi hệ thần kinh trung ương (CNS), bao gồm bảo vệ thần kinh, tái tạo neuron và cải thiện chức năng vận động.
- Trong mô hình tổn thương tủy sống cấp ở chuột, tiêm tĩnh mạch hAMSCs giúp cải thiện cảm giác, dáng đi, giảm viêm, giảm tế bào viêm ED1 và cytokine (TNF-α, IL-6, IL-1β), đồng thời giảm apoptosis, tăng tạo mạch và tái sinh sợi trục thần kinh.
- hAMSCs cũng kích thích tái sinh sợi trục ở neuron võng mạc chuột bị tổn thương, phục hồi hoạt động thần kinh trong cả điều kiện bình thường và thiếu oxy.
Dù tiềm năng trị liệu rất lớn, ứng dụng lâm sàng của hAMSCs trong y học thần kinh vẫn ở giai đoạn đầu, nhưng sự kết hợp hAMSCs với giàn giáo và vật liệu sinh học đang mở ra hướng đi mới trong kỹ thuật mô và phục hồi chức năng thần kinh.
Vật liệu sinh học, scaffolds của hAMSCs
Vật liệu sinh học là những vật liệu có tương tác thuận lợi với hệ thống sinh học, có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc được thiết kế nhân tạo nhằm thay thế, phục hồi hoặc cải thiện chức năng của mô và cơ quan. Trong y học tái tạo, việc sử dụng vật liệu sinh học đã phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong kỹ thuật mô và y học chỉnh hình.
Khi kết hợp với tế bào gốc trung mô (MSCs), trong đó có tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs), vật liệu sinh học được xem là một trong những hướng tiếp cận đầy hứa hẹn nhất để điều trị nhiều bệnh lý. Sự kết hợp này giúp:
- Tối ưu hóa vi môi trường sinh học cần thiết cho tái tạo tế bào
- Tăng cường khả năng điều trị và phục hồi chức năng mô
- Cải thiện sự tích hợp giữa implant/scaffold và mô của bệnh nhân
Vật liệu sinh học có thể được phân loại theo nguồn gốc và tính chất: kim loại, polymer, ceramic, vật liệu composite (kết hợp polymer với hạt gốm hoặc kim loại), vật liệu sinh học tự nhiên.
Bảng 3. Các loại vật liệu sinh học và giá thể được sử dụng cùng với hAMSCs
| Loại vật liệu sinh học | Ví dụ | Ứng dụng |
| Kim loại | Titan, Vàng-Niken nanowire | Giao diện thần kinh, implants |
| Polymer | Hydrogels, GelMA, PPCNg, PLLA/PEG | Nuôi cấy 3D, liệu pháp tiêm truyền |
| Ceramic | Hydroxyapatite, Bio-Oss | Tái tạo xương |
| Tự nhiên | Collagen, fibrin, chitosan | Sửa chữa mô mềm, lành vết thương |
| Hybrid/ECM | Màng ối đã khử tế bào, ECM từ hAMSCs | Lành vết thương, sửa chữa CNS |
Bảng 4. Các chiến lược hiện nay và những tiến bộ trong việc kết hợp tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) với vật liệu sinh học cho các ứng dụng y học tái tạo
| Vật liệu sinh học và scaffold | Kết quả/Cải thiện |
| Kim loại tổng hợp, chất bán dẫn, vật liệu nano oxit | Tăng cường khả năng biệt hóa tạo xương và tạo sụn |
| Hydrogels | – Giữ nguyên kiểu hình của hAMSC, biểu hiện dấu ấn của tế bào gốc và khả năng biệt hoá
– Tăng đáng kể trong quá trình tổng hợp và tiết các yếu tố sinh học |
| GelMA | – Tăng số lượng tế bào thần kinh trưởng thành trong sửa chữa tổn thương TBI
– Biểu hiện cao ở các gene NeuN, NSE, BDNF, MAP2 |
| Hydrogel RGDmix kết hợp peptide RGDSP | Làm tăng khả năng sống sót của hAMSC tại vị trí cấy ghép |
| PLLA | Cải thiện khả năng sửa chữa khiếm khuyết niệu đạo ở thỏ (hình thái, tái tạo mô, tỷ lệ biến chứng) và tăng cường tái tạo biểu mô |
| Chất nền khoáng | Tăng đáng kể sự hình thành xương mới (tín hiệu cận tiết) |
| Chitosan, HA, carbonate apatite hydrogel | – Tăng cường khả năng tăng sinh của hAMSC, thúc đẩy tân tạo mạch và giảm xơ hoá
– Tăng sinh và biệt hoá tạo xương cao hơn |
| Sợi tơ tằm | Thúc đẩy quá trình biệt hoá xương in vitro và in vivo, tiết ra các yếu tố liên quan đến quá trình hình thành mạch máu |
Tế bào gốc trung mô màng ối người (hAMSCs) được đánh giá cao về tiềm năng điều trị các bệnh viêm mạn, rối loạn cơ xương khớp và các bệnh thần kinh. Tuy nhiên, thành công lâm sàng phụ thuộc vào khả năng duy trì chức năng và sự sống sót của tế bào sau khi chuyển giao. Việc kết hợp hAMSCs với các vật liệu sinh học và scaffold cung cấp hỗ trợ cơ học, tín hiệu cấu trúc giúp hướng dẫn tái tạo mô, đồng thời bảo vệ tế bào khỏi môi trường vi mô bất lợi. Các scaffold tự nhiên hoặc tổng hợp, đặc biệt khi được chức năng hóa với yếu tố tăng trưởng hoặc thành phần chất nền ngoại bào (ECM), đã chứng minh khả năng tăng cường sự tăng sinh, biệt hóa và hoạt động cận tiết của hAMSCs trong các mô hình tiền lâm sàng.
Nhiều nghiên cứu in vivo cho thấy kết hợp hAMSCs với vật liệu sinh học tiên tiến cải thiện đáng kể quá trình liền sẹo da, sửa khiếm khuyết xương và phục hồi tổn thương hệ thần kinh trung ương nhờ tăng khả năng sống, thúc đẩy tạo mạch và rút ngắn thời gian hồi phục chức năng. Dù kết quả tiền lâm sàng hứa hẹn, việc ứng dụng lâm sàng vẫn còn hạn chế do biến thiên giữa người hiến, khả năng mở rộng sản xuất tế bào theo tiêu chuẩn GMP và thiếu chuẩn hóa quy trình. Trong tương lai, việc phát triển scaffold đặc hiệu cho từng mô cùng cải tiến công nghệ sản xuất và chuyển giao sẽ là yếu tố then chốt để khai thác tối đa tiềm năng điều trị của hAMSCs và tiến gần hơn đến ứng dụng lâm sàng.
Tài liệu tham khảo
Bài viết được dịch và tóm tắt từ bài báo (nếu có): Elvira H. de Laorden, Beatriz L. Rodilla, María Arroyo-Hernández, Maite Iglesias (2025), Advances in human amniotic placenta membrane-derived mesenchymal stromal cells (hAMSCs) for regenerative medicine: enhancing therapeutic potential with biomaterials and scaffolds, Frontiers in bioengineering and biotechnology, Volume 13.
Nguồn: Frontiers in bioengineering and biotechnology
