Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thực nghiệm áp dụng quy trình nuôi cấy và bảo quản tạo cốt bào biệt hóa từ tế bào gốc trung mô tủy xương

1<br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Tế bào gốc (TBG) là những tế bào chưa biệt hóa, không có chức năng<br /> chuyên biệt nhưng có tiềm năng biệt hóa cao. Tùy theo nguồn gốc mà chúng<br /> có khả năng biệt hóa thành bất kỳ dòng tế bào mong muốn nào phụ thuộc vào<br /> điều kiện của môi trường nuôi cấy. Do có những đặc tính quan trọng này mà<br /> tế bào gốc trở thành một lĩnh vực đầy hứa hẹn trong việc cung cấp nguồn tế<br /> bào cho điều trị các bệnh khiếm khuyết về mô, tế bào. Kể cả khiếm khuyết về<br /> chức năng cũng như hình thái.<br /> TBG có nhiều loại và có thể tìm thấy ở nhiều cơ quan, tổ chức khác<br /> nhau của người trưởng thành, kể cả trong phôi, bào thai. Tùy theo mục đích<br /> sử dụng điều trị, TBG được thu gom chiết tách từ những nguồn đã được lựa<br /> chọn một cách thích hợp. Trong nhiều phương pháp điều trị bằng TBG thì<br /> một trong những nguồn cung cấp TBG thường được lựa chọn là tủy xương.<br /> Tủy xương là một tổ chức có chứa nhiều loại TBG với khả năng tăng sinh,<br /> biệt hóa khác nhau và có thể thu gom tương đối dễ dàng và an toàn [1].<br /> Tổn thương xương, khớp là tổn thương thường gặp do nhiều nguyên<br /> nhân gây nên, diễn biến phức tạp, điều trị không đơn giản. Từ hàng nghìn<br /> năm trước con người đã biết tìm nhiều cách phục hồi các thiếu hụt về xương<br /> nhằm duy trì các chức năng vận động của cơ thể. Các phẫu thuật ghép xương<br /> tự thân, ghép xương đồng loại, ghép các vật liệu thay thế xương, thậm chí<br /> đang có nhiều công trình nghiên cứu ghép xương dị loài đều nhằm điều trị các<br /> bệnh thiếu hụt xương. Các phương pháp trên tuy đã mang lại nhiều tiến bộ<br /> trong y học, song mỗi phương pháp đều có những nhược điểm khó khắc phục.<br /> Một số nghiên cứu tại Mỹ cho thấy có đến 5% các bệnh lý về xương<br /> không thể chữa liền bằng các phương pháp điều trị thông thường và họ đã<br /> hướng đến liệu pháp tế bào gốc [2].<br /> <br /> 2<br /> <br /> Nuôi cấy làm tăng số lượng tế bào, biệt hóa để có các dòng tế bào trực<br /> tiếp gần với mục đích điều trị. Bảo quản tế bào với mục tiêu tế bào phải được<br /> cất giữ nguyên vẹn theo thời gian nhằm lưu trữ, chủ động sử dụng sau này.<br /> Đây là hướng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn hiện đang được nhiều tác giả<br /> tiến hành trên thế giới cũng như ở Việt Nam.<br /> Hiện nay tại cơ sở nghiên cứu, hàng ngày chúng tôi cung cấp mô xương<br /> cho hàng chục bệnh nhân để ghép. Nhằm mục đích kết hợp áp dụng công<br /> nghệ tế bào gốc với công nghệ ghép mô xương mà mục tiêu trước mắt là xây<br /> dựng được các quy trình phân lập, nuôi cấy, biệt hóa, bước đầu đánh giá khả<br /> năng tạo xương trên thực nghiệm và bảo quản dòng tế bào này, chúng tôi tiến<br /> hành đề tài: "Nghiên cứu thực nghiệm áp dụng quy trình nuôi cấy và bảo<br /> quản tạo cốt bào biệt hóa từ tế bào gốc trung mô tủy xương". Đề tài gồm<br /> 2 mục tiêu:<br /> 1. Tách chiết phân lập, nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc trung mô tủy<br /> xương thỏ.<br /> 2. Biệt hóa tế bào gốc trung mô thành tạo cốt bào và bảo quản sau<br /> biệt hóa.<br /> <br /> 3<br /> <br /> Chương 1<br /> TỔNG QUAN TÀI LIỆU<br /> 1.1.Đại cương về tế bào gốc<br /> 1.1.1. Khái niệm về tế bào gốc<br /> Tế bào gốc là những tế bào chưa biệt hóa, chúng có khả năng biệt hóa<br /> thành các kiểu tế bào chức năng. Chúng có vai trò như hệ thống sửa chữa mô,<br /> tạo ra những tế bào khác hoạt động bình thường trên cơ thể sinh vật.<br /> Một tế bào gốc có ít nhất hai đặc tính dưới đây:<br /> Tính tự làm mới: tế bào đó có khả năng tiến hành một số lượng lớn<br /> chu kỳ phân bào, mà vẫn duy trì trạng thái không biệt hóa.Tế bào gốc trong<br /> bất cứ mô nào cũng có một quần thể có khả năng tự làm mới [3],[4],[5].<br /> <br /> Hình 1.1. Khả năng tự làm mới của tế bào gốc [5]<br /> <br /> 4<br /> <br /> Tính biệt hóa: Là quá trình trong đó một tế bào chưa biệt hóa trở thành<br /> tế bào chuyên hóa về chức năng. Trong suốt quá trình biệt hóa, do sự điều<br /> hòa biểu hiện gen, một số gen nhất định được biệt hóa trong khi những gen<br /> khác bị bất hoạt dẫn đến các tế bào được biệt hóa phát triển những cấu trúc<br /> đặc hiệu và thực hiện những chức năng nhất định [5],[6],[7].<br /> <br /> Hình 1.2.Khả năng biệt hóa tế bào gốc tạo máu và tế bào gốc trung mô<br /> trong tủy xương.<br /> (Nguồn © 2001 Terese Winslow, Lydia Kibiuk stemcells.nih.gov)<br /> 1.1.2. Hoạt động của tế bào gốc<br /> Hiểu biết chu kỳ sống và những yếu tố có thể ảnh hưởng đến hoạt động<br /> của tế bào gốc và tế bào tiền thân rất quan trọng. Chu kỳ sống của tế bào gốc<br /> hoặc tiền thân là một quá trình được điều hòa bởi 5 hoạt động cơ bản: hoạt<br /> hóa, phân chia, di cư, biệt hóa và hoạt động chức năng [5] (Hình 1.3)<br /> <br /> 5<br /> <br /> Hình 1.3. Quá trình hoạt động tế bào gốc [5]<br /> Quá trình hoạt hóa tế bào gốc và tế bào tiền thân từ tủy xương và các<br /> nguồn mô khác chịu ảnh hưởng bởi yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc tiểu cầu<br /> (platelet-derived growth factor -PDGF), và yếu tố tăng trưởng biểu bì<br /> (epidermal growth factor -EGF) để cảm ứng và duy trì phát triển quần thể tế<br /> bào tiền thân từ các tế bào tủy xương. Khi quá trình hoạt hóa xảy ra có những<br /> bằng chứng cho thấy EGF, PDGF, yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi<br /> (fibroblast growth factor-2; FGF-2), yếu tố phát triển nội mô mạch(vascular<br /> endothelial growth factor receptor-2; VEGF) tăng và giảm nồng độ oxy máu<br /> [8],[9]. Trong trường hợp bệnh lý, mô tổn thương hay đáp ứng với các kích<br /> thích sinh lý thì sự huy động tế bào gốc tới nơi tổn thương tăng lên.Chẳng hạn<br /> khi gãy xương nồng độ oxy tại đó giảm, làm tăng chemokines CXCL2 dẫn<br /> đến tăng sự di cư tế bào gốc mô xương ở màng xương và tủy xương đến vùng<br /> tổn thương [10] (Hình 1.4).<br /> <br />