Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ứng dụng tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

46
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá một số đặc điểm tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương tự thân của các bệnh nhân mắc đái tháo đường típ 2; đánh giá tính an toàn của liệu pháp ghép tế bào gốc trung mô tự thân trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 2 và sự thay đổi một số chỉ sổ cận lâm sàng bao gồm: Nồng độ đường huyết lúc đói (FPG) và HbA1C.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Ứng dụng tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ___________________ Hoàng Thị Ái Xuân THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG NHÃN MỞ, ĐƠN NHÓM, ĐÁNH GIÁ TÍNH AN TOÀN VÀ HIỆU QUẢ CỦA LIỆU PHÁP ỨNG DỤNG TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ TỰ THÂN TỪ TỦY XƯƠNG TRONG ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TÍP 2 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội -2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ____________________ Hoàng Thị Ái Xuân THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG NHÃN MỞ, ĐƠN NHÓM, ĐÁNH GIÁ TÍNH AN TOÀN VÀ HIỆU QUẢ CỦA LIỆU PHÁP ỨNG DỤNG TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ TỰ THÂN TỪ TỦY XƯƠNG TRONG ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TÍP 2 Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm Mã số : 8420101.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. NGUYỄN THANH LIÊM PGS.TS. HOÀNG THỊ MỸ NHUNG Hà Nội - 2019
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành và sâu sắc tới GS.TS.BS. Nguyễn Thanh Liêm - Viện trưởng Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec - Bệnh viện Đa khoa quốc tế Vinmec là người đã định hướng tôi trong nghiên cứu này. Thầy đã tận tình hướng dẫn, dạy bảo cho tôi những hiểu biết trong lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu về thử nghiệm lâm sàng, ứng dụng tế bào gốc trong trị liệu và tạo những điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành nghiên cứu một cách tốt nhất. Tôi xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS. Hoàng Thị Mỹ Nhung – Trưởng Bộ môn Sinh học tế bào, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội là giảng viên đồng hướng dẫn của tôi. Cô đã dạy dỗ, giúp đỡ, đưa ra những lời khuyên và góp ý quan trọng cho tôi trong suốt quá trình học tập để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến TS. Hoàng Minh Đức, người đã hướng dẫn tôi những ngày đầu tiên làm việc trên labo, dạy tôi những kiến thức cơ bản về Tế bào học tại phòng thí nghiệm của Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec, và đồng hành cùng tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sỹ. Để hoàn thành luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các anh chị, bạn bè đồng nghiệp tại Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec và Khoa Sinh, Đại học khoa học tự nhiên đã giúp đỡ, chỉ dẫn, khuyên bảo tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn một cách thuận lợi nhất. Cuối cùng tôi muốn gửi lời biết ơn sâu sắc của mình tới gia đình, anh chị, bạn bè đã luôn sát cánh bên tôi, động viên tôi, tiếp thêm cho tôi sức mạnh trong những lúc tôi gặp khó khăn trong cuộc sống cũng như trong học tập để tôi luôn vững vàng bước trên con đường mình đã chọn.
Hà Nội, ngày 06 tháng 11 năm 2019 Người viết lời cảm ơn Hoàng Thị Ái Xuân MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................................................... 1 Chương 1:TỔNG QUAN...................................................................................................................... 3 1.1. BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG..................................................................................................3 1.1.1. Định nghĩa đái tháo đường......................................................................................3 1.1.2. Phân loại đái tháo đường.........................................................................................3 1.1.3. Dịch tễ học đái tháo đường......................................................................................3 1.1.4. Cơ chế bệnh sinh của đái tháo đường típ 2.......................................................4 1.1.5. Biến chứng của đái tháo đường típ 2..................................................................8 1.1.6. Điều trị đái tháo đường típ 2...................................................................................8 1.2. TẾ BÀO GỐC........................................................................................................................... 11 1.2.1. Định nghĩa tế bào gốc..............................................................................................11 1.2.2. Tế bào gốc trung mô................................................................................................. 12 1.2.3. Tế bào gốc trung mô từ tủy xương....................................................................14 1.3. ỨNG DỤNG CỦA TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TÍP 2.......................................................................................................... 15 1.3.1. Cơ sở lý luận của phương pháp ghép tế bào gốc trên bệnh nhân đái tháo đường típ 2........................................................................................................ 15 1.3.2. Đặc điểm tế bào gốc trung mô trong bệnh lý đái tháo đường típ 2.....20 1.3.3. Ứng dụng của tế bào gốc trung mô trong điều trị đái tháo đường típ 221 1.3.4. Phản ứng phụ, tác dụng bất lợi của liệu pháp ghép tế bào gốc.............25 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................27 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU..............................................................................................27 2.1.1. Cỡ mẫu............................................................................................................................ 27 2.1.2. Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân..........................................................................27 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................................28 2.2.1. Thiết kế nghiên cứu..................................................................................................28 2.2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu......................................................................28
2.2.3. Quy trình nghiên cứu................................................................................................ 28 2.2.4. Chỉ số nghiên cứu....................................................................................................... 32 2.2.5. Thiết bị, hóa chất, vật tư tiêu hao.......................................................................34 2.2.6. Đạo đức trong nghiên cứu.....................................................................................36 2.2.7. Phân tích dữ liệu........................................................................................................ 36 Chương 3: KẾT QUẢ - BÀN LUẬN...............................................................................................37 3.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA BÊNH NHÂN THAM GIA NGHIÊN CỨU...............................37 3.2. ĐẶC ĐIỂM TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ TỪ TỦY XƯƠNG CỦA BỆNH NHÂN ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TÍP 2..............................................................................40 3.2.1. Kết quả phân lập và nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân đái tháo đường típ 2...................................................40 3.2.2. Đánh giá chất lượng tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân đái tháo đường típ 2.....................................................................................41 3.3. KẾT QUẢ GHÉP TẾ BÀO GỐC..........................................................................................50 3.3.1. Đánh giá tính an toàn của việc áp dụng các quy trình ghép tế bào gốc tủy xương tự thân điều trị đái tháo đường típ 2.........................................50 3.3.2. Đánh giá hiệu quả sau ghép tế bào gốc............................................................52 KẾT LUẬN............................................................................................................................................. 65 KHUYẾN NGHỊ.................................................................................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 18F-FDG Fluorine 18-Fluorodeoxyglucose AD-MSC Adipose-Derived Mesenchymal Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ Stem Cells BMI Body Mass Index Chỉ số khối cơ thể BM-MSC Bone marrow –Derived Tế bào gốc trung mô từ tủy Mesenchymal Stem Cells xương DKA Diabetic Ketoacidosis Hôn mê nhiễm toan ceton ĐTĐ Bệnh Đái tháo đường ĐTĐ T1 Bệnh Đái tháo đường tuýp 1 ĐTĐ T2 Bệnh Đái tháo đường tuýp 2 EPC Endothelial Progenitor Cell Tế bào tiền thân nội mô FPG Fasting Plasma Glucose Đường huyết tĩnh mạch lúc đói HbA1C Hemoglobin A1C HBO Hyperbaric Oxygen HHS Hyperosmolar Hyperglycemic Hôn mê tăng áp lực thẩm thấu Syndrome HIV/AIDS Human immunodeficiency virus Virut gây suy giảm miễn dịch ở infection / acquired người/ Hội chứng suy giảm immunodeficiency syndrome miễn dịch mắc phải ở người HOT Hyperbaric Oxygen therapy Liệu pháp oxy liều cao IDF International Diabetes Liên đoàn đái tháo đường thế giới Federation IGF-1 (Insulin-like Growth Factor -1), Yếu tố tăng trưởng giống insulin IPTR International Pancreas Cơ quan đăng ký cấy ghép tụy Transplant Registry (IPTR) quốc tế ISCN International System for Human Hệ thống di truyền tế bào học Cytogenetic Nomenclature người ISCT International Society for Cellular Hiệp hội quốc tế về liệu pháp tế Therapy bào miRNA, Micro RNA mRNA Messenger RNA ARN thông tin MSC Mesenchymal stem cells Tế bào gốc trung mô P Passage Lần cấy chuyển PET Positron Emission Tomography Ghi hình cắt lớp Positron Pha M Mitotic phase Pha phân chia
STEPwise Điều tra quốc gia yếu tố nguy cơ bệnh không lây nhiễm VEGF vascular endothelial growth Yếu tố tăng trưởng nội mạc factor mạch máu β-FGF β-Fibroblast Growth Factor Yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Cơ chế phân tử của kháng insulin.........................................................................5 Bảng 1.2. Một số các thử nghiệm lâm sàng ứng dụng tế bào gốc trung mô trong điều trị đái tháo đường típ 2................................................................................23 Bảng 2.1. Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu..................................................................34 Bảng 2.2. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu.....................................................................35 Bảng 2.3. Vật tư tiêu hao sử dụng trong nghiên cứu.....................................................35 Bảng 3.1. Đặc điểm chung của bệnh nhân tham gia nghiên cứu..............................37 Bảng 3.2. Kết quả tế bào thu được của quá trình thu thập, phân lập và nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân đái tháo đường típ 2................................................................................................................... 40 Bảng 3.3. Kết quả theo dõi bệnh nhân 72 giờ sau ghép trên hai nhóm bệnh nhân truyền động mạch và tĩnh mạch.........................................................................50 Bảng 3.4. Đánh giá các chỉ số cận lâm sàng cơ bản sau 6 tháng..............................51 Bảng 3.5. Đánh giá số lượng bệnh nhân có đáp ứng điều trị theo mức giảm HbA1C theo hai đường truyền tĩnh mạch và động mạch sau 6 tháng57 Bảng 3.6. Các chỉ số theo dõi sau ghép của bệnh nhân nam, 33 tuổi sau 6 tháng ghép tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương.........................................58 Bảng 3.7. Các chỉ số theo dõi sau ghép của bệnh nhân nam, 67 tuổi. sau 6 tháng ghép tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương.........................................60 Bảng 3.8. Các chỉ số theo dõi sau ghép của bệnh nhân nam, 37 tuổi sau 6 tháng ghép tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương.........................................61 Bảng 3.9. Các chỉ số theo dõi sau ghép của bệnh nhân nam, 33 tuổi sau 6 tháng ghép tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương.........................................62
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Mô hình tiếp nhân tín hiệu insulin trong giảm nồng độ glucose máu.....5 Hình 1.2. Hoạt động của các tế bào tại đảo tụy trong duy trì nồng độ glucose huyết....7 Hình 1.3. Sơ đồ lựa chọn thuốc và phương pháp điều trị đái tháo đường típ 2.. 10 Hình 1.4. Nguồn tế bào gốc trung mô trưởng thành và các loại tế bào mà chúng có thể biệt hóa .............................................................................................................. 12 Hình 1.5. Tiềm năng biệt hóa của tế bào gốc trung mô..................................................13 Hình 1.6. Cơ sở lý luận của phương pháp ghép tế bào gốc trên bệnh nhân đái tháo đường típ ............................................................................................................. 16 Hình 2.1. Sơ đồ nghiên cứu......................................................................................................... 28 Hình 3.1. Đặc điểm hình thái học của tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân đái tháo đường típ 2 khi nuôi cấy trong môi trường không chứa huyết thanh (Serum-free) và không chứa các chất từ động vật (xeno-free) ............................................................................................................................................. 42 Hình 3.2. Thời gian nhân đôi của tế bào gốc trung mô từ tủy xương ở bệnh nhân đái tháo đường típ 2..................................................................................................43 Hình 3.3. Đánh giá biểu hiện dấu ấn bề mặt tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân mắc đái tháo đường típ 2 tại thời điểm cấy chuyển số 3 và số 7 bằng phương pháp đếm tế bào theo dòng chảy.............................46 Hình 3.4. Khả năng biệt hóa đa dòng của tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân đái tháo đường típ 2 - nam, 37 tuổi tại giai đoạn cấy chuyển số 3 thành tế bào mỡ, xương và sụn....................................................48 Hình 3.5. Hình ảnh bộ nhiễm sắc thể người 46, XY tại giai đoạn cấy chuyển số 3 trên tế bào gốc trung mô từ tủy xương của bệnh nhân đái tháo đường típ 2 - nam, 33 tuổi bằng phương pháp nhuộm D-Band nhiễm sắc thể. ............................................................................................................................................. 48 Hình 3.6. Kết quả theo dõi nồng độ FPG của bệnh nhân sau 6 tháng.......................53 Hình 3.7. Độ giảm FPG tại các thời điểm theo dõi sau ghép tế bào gốc ở hai nhóm tĩnh mạch và động mạch sau ghép 6 tháng........................................53 Hình 3.8. Kết quả theo dõi nồng độ HbA1C của bệnh nhân sau ghép 6 tháng......55 Hình 3.9. Độ giảm HbA1C tại các thời điểm theo dõi sau ghép tế bào gốc theo hai đường truyền tĩnh mạch và động mạch............................................................56
ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh đái tháo đường (ĐTĐ) là bệnh rối loạn chuyển hóa không đồng nhất, có đặc điểm tăng glucose huyết do khiếm khuyết về insulin, về tác động của insulin, hoặc cả hai. Tăng gluocose mạn tính trong thời gian dài gây nên những rối loạn chuyển hóa đường, protit, lipit, gây tổn thương ở nhiều cơ quan khác nhau, đặc biệt ở tim, mạch máu, thận, mắt, và thần kinh [3]. Trong khi ĐTĐ típ 1 (ĐTĐ T1) có nguyên nhân xuất phát từ sự phá hủy tế bào beta tụy do miễn dịch tự miễn ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sản xuất insulin thì ĐTĐ típ 2 (ĐTĐ T2) lại do sự giảm chức năng của tế bào beta tụy tiến triển trên nền tảng kháng insulin (Insulin Resistance) mà có thể do rất nhiều nguyên nhân khác nhau [1]. Thực trạng cho thấy trên thế giới tỷ lệ ĐTĐ T2 đang tăng nhanh ở hầu hết các nước, dự kiến đến năm 2040 trên thế giới số người mắc ĐTĐ sẽ tăng từ 415 (2015) lên đến 642 triệu người [56]. Tại Việt Nam, theo kết quả điều tra STEPwise về các yếu tố nguy cơ của bệnh không lây nhiễm do Bộ Y tế thực hiện năm 2015, ở nhóm tuổi từ 18 – 69, cho thấy tỷ lệ ĐTĐ toàn quốc là 4,1%, tiền ĐTĐ là 3,6% [112]. Các phương pháp kết hợp thuốc và lối sống lành mạnh đã cho thấy những hiệu quả trong việc kiểm soát đường huyết tĩnh mạch cho các bệnh nhân mắc ĐTĐ T2, tuy nhiên một thực tế là các bệnh nhân đều phải điều trị kéo dài và đối mặt với các nguy cơ về biến chứng mạch máu và thần kinh [18], [21], [35]. Chính vì vậy, việc ứng dụng y học tái tạo với mục đích phục hồi và kích thích khả năng tái tạo khối tế bào tụy là một hướng điều trị mới hứa hẹn sẽ mang lại hiệu quả duy trì đường huyết ổn định cho các bệnh nhân mắc ĐTĐ T2 [89]. Trong khi việc ghép tụy còn nhiều hạn chế với nguồn tụy khan hiếm và những đòi hỏi về mặt kĩ thuật cao thì một số nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng trên thế giới trong việc ứng dụng liệu pháp tế bào gốc để điều trị cho các bệnh nhân ĐTĐ T2 đã mang lại những hiệu quả ban đầu, đặc biệt trong việc kiểm soát đường huyết tĩnh mạch lúc đói (Fasting Plasma Glucose - FPG), giảm nồng độ HbA1C (Hemoglobin A1C) và giảm đáng kể lượng thuốc phải sử dụng cho bệnh nhân [10], [89], [100], [118]. Với những tiềm năng mà liệu pháp 1
tế bào này mang lại, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 2” với các mục tiêu sau: 1. Đánh giá một số đặc điểm tế bào gốc trung mô tự thân từ tủy xương tự thân của các bệnh nhân mắc đái tháo đường típ 2. 2. Đánh giá tính an toàn của liệu pháp ghép tế bào gốc trung mô tự thân trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 2 và sự thay đổi một số chỉ sổ cận lâm sàng bao gồm: nồng độ đường huyết lúc đói (FPG) và HbA1C. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 1.1.1. Định nghĩa đái tháo đường ĐTĐ là bệnh rối loạn chuyển hóa không đồng nhất, có đặc điểm tăng glucose huyết do khiếm khuyết về tiết insulin của tế bào bêta tụy, về tác động của insulin tại các mô cơ quan, hoặc cả hai. Tăng glucose mạn tính trong thời gian dài gây nên những rối loạn chuyển hóa đường, protit, lipit, gây tổn thương ở nhiều cơ quan khác nhau, đặc biệt ở tim ,mạch máu, thận, mắt và thần kinh [3]. 1.1.2. Phân loại đái tháo đường Phân loại bệnh ĐTĐ bao gồm: ĐTĐ T1, ĐTĐ T2, ĐTĐ thai kì và một số típ khác. Trong đó ĐTĐ T2 thường được gọi là ĐTĐ không phụ thuộc insulin, chiếm trên 90% tổng số bệnh nhân ĐTĐ, đặc điểm chính là kháng insulin dẫn đến thiếu hụt insulin tương đối và giảm sản xuất insulin [1]. 1.1.3. Dịch tễ học đái tháo đường Theo Liên đoàn Đái tháo đường Thế giới (International Diabetes Federation IDF), năm 2015 toàn thế giới có 415 triệu người trong độ tuổi 20-79 bị bệnh (ĐTĐ), ước tính đến năm 2040 con số này sẽ là 642 triệu. Bên cạnh đó, do chế độ dinh dưỡng, lối sống không hợp lý nên bệnh ĐTĐ T2 đang có xu hướng tăng và trở thành vấn đề sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng [56]. Tại Việt Nam, năm 1990, tỷ lệ ĐTĐ ở Hà Nội là 1,1%, thành phố Hồ Chí Minh là 2,25%, Huế là 0,96%. Năm 2003, trên toàn quốc, tỷ lệ rối loạn dung nạp glucose là 7,3%, rối loạn đường huyết lúc đói là 1,9%. Nghiên cứu năm 2012 của Bệnh viện Nội tiết Trung Ương cho thấy tỷ lệ hiện mắc ĐTĐ ở người trưởng thành là 5,42%, chưa được chẩn đoán trong cộng đồng là 63,6% [63]. Theo kết quả điều tra STEPwise về các yếu tố nguy cơ của bệnh không lây nhiễm do Bộ Y tế thực hiện năm 2015, ở nhóm tuổi từ 18-69, cho thấy tỷ lệ ĐTĐ toàn quốc là 4,1%, tiền ĐTĐ là 3,6 % [112].
1.1.4. Cơ chế bệnh sinh của đái tháo đường típ 2 Kháng insulin (Insulin resistance) Như đã trình bày ở phần 1.1.2, đặc điểm chính của ĐTĐ T2 là sự kháng insulin dẫn đến thiếu hụt insulin tương đối và giảm sản xuất insulin. Insulin là một hormone được tiết ra bởi các tế bào bêta của tuyến tụy giúp duy trì sự cân bằng hàm lượng glucose trong máu. Thuật ngữ “kháng insulin” đề cập đến việc giảm phản ứng trao đổi chất đáp ứng với insulin của tế bào đích, hoặc ở cấp độ toàn bộ cơ thể, làm sự giảm tác dụng hạ đường huyết của insulin lưu thông hay được tiêm vào. Sự truyền tín hiệu insulin rất phức tạp, liên quan đến nhiều enzyme và protein điều hòa khác nhau, bất kỳ khiếm khuyết nào trong biểu hiện chức năng của các tác nhân này có thể làm giảm tín hiệu insulin bình thường dẫn đến IR trong các mô ngoại biên. Czech MP (2017) đã đề xuất một ô hình nghiên cứu về việc tiếp nhận các tín hiệu insulin thông qua thụ thể insulin trên bề mặt tế bào cho phép dẫn đến hàng loạt các tín hiệu nội bào nhằm kích hoạt sử dụng kênh GLUT 4 tại cơ xương và mô mỡ đồng thời ức chế quá trình tạo mới glucoso (gluconeogenesis) tại gan giúp làm giảm glucose huyết (Hình 1.1). Các yếu tố liên quan hoạt hóa (mũi tên màu đen) hay ức chế (đường gạch đỏ) cho phép duy trì được khả năng điều hòa các tín hiệu insulin [26]. Kháng insulin trong tế bào gan làm tăng mức glucose trong huyết tương do giảm tổng hợp glycogen. Hiệu ứng này được kết hợp bởi sự giảm hấp thụ glucose của cơ xương và tế bào mỡ. Mặc dù sinh lý bệnh chính xác của IR không rõ ràng, các khiếm khuyết trong việc truyền tín hiệu insulin đóng vai trò nổi bật (Bảng 1.1) bao gồm: (1) việc điều chỉnh Protein‐Tyrosine Phosphatase 1B (PTP1B), (2) các phản ứng viêm và adipokine, (3) sự quá tải gốc tự do,( 4) các khiếm khuyết trong phosphoryl hóa serine của IRS-1, (5) rối loạn chức năng ty thể, (6) giảm hoạt động của thụ thể để liên kết với insulin, (7) đột biến của GLUT 4, (8) căng thẳng trong mạng lưới nội chất (Endoplasmic Reticulum Stress) [117].
Hình 1.1. Mô hình tiếp nhân tín hiệu insulin trong giảm nồng độ glucose máu. Sự liên kết của insulin với thụ thể của nó sẽ hoạt hóa phần nội bào có hoạt tính enzyme tyrosine kinaza của thụ thể. Đây là vùng có chức năng photphoryl hóa các axit amin tyrosine của protein IRS (protein cơ chất của thụ thể insulin – Insuline Receptor Substrate Protein). Sau khi được photphoryl hóa, các tyrosin của IRS sẽ hoạt động như các vị trí neo giữ các tiểu đơn vị điều hòa p85 của enzyme kinaza p85/p110 PI-3 tại màng tế bào. Điều này dẫn đến sự hình thành phức hệ PtdIns3,4,5P 3 (phospholipid phosphatidyl 3,4,5 phosphate ) từ PtdIns 4,5 P2 trên màng tế bào, tạo điều kiện cho sự gia nhập và tương tác giữa protein kinaza PDK1 và Akt, dẫn đến sự photphory hóa (và hoạt hóa) tại vị trí threonine 308 trên phân tử Akt. Sự hoạt hóa hoàn toàn Akt còn phụ thuộc vào sự photphoryl hóa tiếp theo bởi enzyme kinaza thứ hai là mTORC2. Sau khi Akt được hoạt hóa hoàn toàn sẽ tham gia vào sự điều hóa cân bằng nội môi glucose thông quan sự vận chuyển glucose đến tế bào mỡ và cơ xương, sự ức chế tái tạo mới glucose tại gan, cũng như quá trình hoạt hóa sự sinh tổng hợp lipit tại gan [26]
Bảng 1.1. Cơ chế phân tử của kháng insulin [117] Cơ chế phân tử Vai trò trong kháng insulin Tăng cường hoạt tính Đảo ngược quá trình phosphoryl hóa axit amin tyrosin trên của enzyme PTP1B phân tử của IRS ‐ 1 (Insulin Receptor Subsrate-1) cảm ứng (Protein‐Tyrosine bởi sự liên kết với insulin và do đó làm suy yếu sự truyền Phosphatase 1B) tín hiệu insulin. Kích hoạt các con đường IKKβ / NF B và JNK, photphoryl Phản ứng viêm và hóa IRS ‐ 1 tại vị trí serin 307, giảm biểu hiện GLUT ‐ 4, adipokine giảm biểu hiện IRS ‐ 1 qua ERK1 / 2, gây phân hủy IRS thông qua cơ chế phụ thuộc SOCS1 và SOCS3 Kích hoạt một số con đường thuộc nhóm kinaza serine threonine, ví dụ như IKKβ / NF B và JNK phân hủy IRS, ức chế biểu hiện và định vị trên màng tế bào của GLUT 4, làm Quá tải gốc tự do giảm sự dịch chuyển vị trí của IRS ‐ 1 và kinaza PIP ‐ kinase, phosphoryl hóa serine tại vị trí serine 307 của IRS ‐ 1, kích hoạt các phản ứng viêm. Khiếm khuyết trong Giảm photphoryl hóa thụ thể insulin, phosphoryl hóa photphoryl hóa serine serine tại vị trí 307, ngăn chặn tín hiệu insulin dẫn đến của IRS ‐ 1 ngăn chặn tín hiệu insulin. Hoạt hóa các kinaza serine threonine,gây viêm và làm suy Béo phì yếu tín hiệu insulin. Rối loạn chức năng ty thể Thúc đẩy căng thẳng oxy hóa, làm suy yếu tín hiệu insulin. Giảm hoạt động khả Giảm số lượng thụ thể insulin, giảm thụ thể chức năng do năng liên kết của thụ đột biến, tự miễn kháng thể chống thụ thể insulin. thể với insulin Đột biến điểm làm thay đổi sự biến đổi bình thường của Đột biến của GLUT 4 GLUT 4, ức chế glucose đi vào các tế bào phụ thuộc và làm suy yếu các đường dẫn tín hiệu tiếp theo. Phá vỡ sự cuộn gấp thích hợp dẫn đến sự tích tụ của Căng thẳng ER protein bị sai lệch. Suy giảm chức năng tế bào beta của tụy Hai dòng tế bào chính duy trì chức năng chính cho tuyến tụy là dòng tế bào alpha và bêta. Các tác dụng đối kháng bởi insulin được tiết ra từ tế bào bêta và glucagon được tiết ra từ tế bào alpha giúp duy trì lượng đường huyết ổn định trong
máu bằng việc kích hoạt các quá trình khác nhau của việc hấp thu glucose và phân hủy glycogen (Hình 1.2) [99]. Hình 1.2. Hoạt động của các tế bào tại đảo tụy trong duy trì nồng độ glucose huyết. Các đảo nhỏ tụy có chứa các tế bào alpha và tế bào bêta, tiết ra glucagon và insulin tương ứng. Insulin và glucagon tác dụng đối kháng lên các cơ quan ngoại vi để kiểm soát lượng đường trong máu. Insulin phát huy tác dụng hạ glucose của nó bằng cách kích thích sự hấp thu glucose ở cơ xương, thông qua việc ức chế sản xuất glucose ở gan và bằng cách làm tan mỡ. Ngược lại, glucagon làm tăng nồng độ glucose tuần hoàn bằng cách tăng gluconeogenesis và lipolysis [99]. Cả hai loại ĐTĐ T1 và ĐTĐ T2 đều có đặc điểm bởi sự sụt giảm khối tế bào bêta giữ chức năng sản xuất insulin để duy trì đường huyết. Các dấu hiệu chính của ĐTĐ T1 và ĐTĐ T2 chỉ trở nên rõ rệt khi số tế bào bêta trong tụy bị thiếu hụt. Ở bệnh nhân ĐTĐ T1 dấu hiệu khởi phát của bệnh xảy ra khi khối tế bào beta giảm đến dưới mức 20%. ĐTĐ T1 lâm sàng (nghĩa là có triệu chứng) không xuất hiện cho đến khi 80% - 90% đã bị phá hủy và có một khoảng cách rõ rệt giữa khởi phát tự miễn dịch và khởi phát bệnh tiểu đường, các tế bào bị tiêu diệt bởi chính hệ miễn dịch của bệnh nhân, trong khi ở bệnh nhân ĐTĐ T2, IR dẫn tới glucose trong máu
tăng cao, điều này thúc đẩy nhu cầu tổng hợp insulin của tụy tăng lên nhiều lần, khối tế bào beta không đáp ứng đủ nhu cầu insulin tăng cao của cơ thể, cuối cùng theo thời gian, khối tế bào bị tổn thương và chết theo lập trình – apotosis dẫn tới sụt giảm 40-60% khối bêta [7]. Các biện pháp khắc phục khả năng kháng insulin cũng như. Do vậy, những bệnh nhân này cần bù thêm insulin bằng đường uống hoặc tiêm, tuy vậy cũng không thể thay thế chức năng bình thường của tế bào bêta, hậu quả là bệnh tiến triển nặng hơn và dẫn tới những biến chứng mạn tính và tàn tật. 1.1.5. Biến chứng của đái tháo đường típ 2 ĐTĐ là một bệnh tiến triển, nếu bệnh nhân không kiểm soát tốt lượng đường huyết trong máu cũng như duy trì chế độ ăn và luyện tập thì sẽ mắc phải các biến chứng không mong muốn do ĐTĐ gây ra. Các biến chứng cấp tính có thể ảnh hưởng đến tính mạng của bệnh nhân bao gồm: Hôn mê nhiễm toan ceton (Diabetic Ketoacidosis – DKA) và hôn mê tăng áp lực thẩm thấu (Hyperosmolar hyperglycemic syndrome – HHS) [41] [58] [11] [86]. Các biến chứng mạn tính liên quan đến bệnh lý về mạch máu nhỏ như biến chứng về bệnh lý võng mạc và đục thủy tinh thể, microalbumin niệu; ĐTĐ làm tăng nguy cơ các bệnh về mạch vành, động mạch ngoại biên [113]. Việc để lại các biến chứng trên sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sống của bệnh nhân, vì vậy với mỗi bệnh nhân mắc ĐTĐ T2 cần có những chiến lược điều trị phù hợp là điều vô cùng quan trọng nhằm kiểm soát được nồng độ đường huyết trong máu. 1.1.6. Điều trị đái tháo đường típ 2 1.1.6.1.Điều trị bằng thuốc ĐTĐ T2 được đặc trưng bởi kháng Insulin giai đoạn đầu và khiếm khiết Insulin giai đoạn sau. Cùng với đó sự tiến triển tự nhiên của ĐTĐ T2 dẫn đến sự phụ thuộc Insulin
Các hướng tiếp cận điều trị ĐTĐ T2 được đưa ra đều dựa trên cơ chế bệnh sinh. Các dòng thuốc khác nhau được xây dựng theo tiêu chuẩn của hiệp hội Đái tháo đường Hoa Kỳ bao gồm: - Nhóm 1: Nhóm thuốc cải thiện sự đề kháng insulin bao gồm Metformin và TZD (Thiazoliglitazone) bao gồm: Pioglitazone và Rosiglitazone hiện nay đang được khuyến cáo sử dụng. - Nhóm 2: Nhóm thuốc làm tăng khả năng tiết insulin bào gồm nhóm SU (Sulfunylurase) với các thuốc đang lưu hành: Gliburide, Glipizde, Gliclazide, Glibenclamide). Tùy thuộc vào thời thời điểm bệnh của bệnh nhân mà có những phối hợp thuốc hợp lý do các nhóm thuốc kích thích tăng tiết insulin ở tụy có thể tăng hiệu quả kiểm soát đường huyết tuy nhiên lại làm quá trình tổn thương tủy ngày càng tiến triển. - Nhóm 3: Một số dòng thuốc khác cũng đòng vài trò quan trọng trọng việc kiểm soát tăng tiết insulin và giảm tiết glucagon ở tụy dựa trên sự điều hòa của incretin – một hocmon được tiết ra sau ăn ở ống tiêu hóa. Hai dòng thuốc chính này là GLP-1 receptor agonist (thuốc đồng vận thụ thể GLP-1 – Glucagon like peptide1) và DPP-4 inhibitor ( thuốc tức chế DPP-4 – Dipeptidyl – peptidase - 4). Incretin đóng vai trò kiểm soát đên 70% lượng insulin tiết ra sau ăn, loại incretin quan trọng nhất của ruột là GLP-1, chúng sẽ được thoái biến thành dạng bất hoạt thông qua enzyme DPP-4. Vì vậy việc đồng vận GLP-1, hay bất hoạt DPP-4 sẽ có tác dụng làm tăng khả năng hoạt động của GLP-1 đồng thời làm tăng tiết insulin ở tụy. - Nhóm 4: Việc giảm hấp thu Glucose tại thận cũng làm giảm nồng độ Glucoso máu và việc ức chế kênh đồng vận chuyện Sodium-Glucose cotranspoter cho phép làm giảm sự hấp thu Glucose này. Nhóm thuốc dựa trên cơ chế này là Sodium- Glucose cotransporter 2 insulin (SGCT2 inhibitor) bao gồm: Canagliflozin, Dapagliflozin, Empagliflozin [3]. Việc sử dụng thuốc và duy trì chế độ luyện tập, dinh dưỡng theo khuyến cáo đã được ban hành trong các văn bản hướng dẫn và điều trị ĐTĐ T2 [1]. Chỉ số HbA1C
được khuyến cáo sử dụng để đánh giá các hiệu quả can thiệp điều trị ở các bệnh nhân ĐTĐ T2. HbA1c là một loại hemoglobin đặc biệt kết hợp giữa hemoglobin và đường glucose, nó đại diện cho tình trạng gắn kết của đường trên Hb hồng cầu. Sự hình thành HbA1c xảy ra chậm 0.05% trong ngày và tồn tại suốt trong đời sống của hồng cầu 120 ngày. Bình thường HbA1c chiếm 4-6% trong toàn bộ hemoglobin. Chỉ số HbA1c cao khi tăng trên bình thường 1% tương ứng với giá trị đường huyết tăng lên 30mg/dl hay 1.7mmol/l. Khi HbA1c > 6.5% chứng tỏ việc kiểm soát đường huyết kém. Khi HbA1c < 6.5% cho thấy kiểm soát đường huyết tốt [1]. Hình 1.3 cho thấy được sự phối hợp thuốc trong điều trị cũng như đánh giá dựa trên nồng độ HbA1C. Hình 1.3. Sơ đồ lựa chọn thuốc và phương pháp điều trị đái tháo đường típ 2 [1]. ĐTĐ T2 là một bệnh tiến triển, theo thời gian, chức năng tụy tiếp tục suy giảm, càng làm cho việc kiểm soát đường huyết bằng các loại thuốc uống gặp nhiều khó khăn. Sau một thời gian điều trị, nhiều bệnh nhân ĐTĐ T2 cần phải tiêm insulin để cân bằng được đường huyết. Việc kiểm soát đường huyết bằng thuốc chỉ duy trì một thời gian nhất định và không làm thay đổi IR cũng như giảm sự tổn thương tế bào beta tụy. Chính vì vậy, việc thay thế hoặc bù lại khối tế bào tụy cũng như ức chế sự tổn thương và chết tế bào tụy là một hướng điều trị mới hứa hẹn mang lại hiệu quả duy trì đường huyết cho bệnh nhân ĐTĐ T2.