Lưu trữ Tế bào gốc trung mô - nguồn bảo hiểm sinh học toàn diện cho tương lai

Bài viết bởi các chuyên gia:

• Thạc sĩ Lê Thị Ánh Hồng: Bộ phận liệu pháp tế bào, Trung tâm Công nghệ cao Vinmec.
• Tiến sĩ Hoàng Minh Đức: Phòng Dự án sản xuất thử nghiệm, Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ Gen Vinmec.
• Tiến sĩ Ngô Anh Tiến: Ngân hàng Sinh học, Trung tâm Công nghệ cao Vinmec.

Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cell- MSCs) là những tế bào gốc trưởng thành đa năng, có khả năng tự tăng sinh và biệt hóa thành các tế bào thuộc mô liên kết như mỡ, xương, sụn và các loại tế bào khác như tế bào thần kinh, gan, tụy, thận...MSCs được ứng dụng nhiều trong ghép đồng loài, hỗ trợ chống thải ghép, các bệnh tự miễn ... và trở thành một hiện tượng trong y học tái tạo.

Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cell- MSCs) là những tế bào gốc trưởng thành đa năng, có khả năng tự tăng sinh và biệt hóa thành các tế bào thuộc mô liên kết như mỡ, xương, sụn và các loại tế bào khác như tế bào thần kinh, gan, tụy, thận...[1,5,6] (Hình 1). Ngoài khả năng biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau, MSCs còn tiết ra các hoạt chất nuôi dưỡng tế bào, tái tạo mạch máu, các yếu tố chống viêm, ngăn chặn sự chết tế bào. Ngoài ra, MSCs cũng được chứng minh có khả năng điều hòa miễn dịch nhờ biểu hiện thấp MHC lớp I và không biểu hiện HLA-DR - kháng nguyên đóng vai trò then chốt trong thải ghép. Nhờ các đặc tính ưu việt trên, MSCs được ứng dụng nhiều trong ghép đồng loài, hỗ trợ chống thải ghép, các bệnh tự miễn ... và trở thành một hiện tượng trong y học tái tạo [1,2,3,4].

Nguồn: Uccelli A, Moretta L, Pistoia V (2008). Mesenchymal stem cells in health and disease. Nature Reviews Immunology 8(9): 726-36

Tế bào gốc trung mô tồn tại ở khắp nơi trên cơ thể như tủy xương, mô mỡ, dây rốn trẻ sơ sinh, nhau thai, dịch ối, răng sữa, nội mạc tử cung,...Tuy nhiên dựa trên tính sẵn có, dễ dàng thu thập, an toàn, ít xâm lấn và giảm thiểu chi phí, các nguồn MSCs được thu thập và ứng dụng phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay trên thế giới bao gồm tủy xương, mô mỡ và dây rốn của trẻ sơ sinh [1,4,5,7,9] (Hình 2).

Tủy xương:

Từ những năm 1950, tủy xương trong y văn được miêu tả như một nguồn dồi dào tế bào gốc tạo máu và hỗn hợp các tế bào hỗ trợ cho quá trình sản sinh các thành phần tạo máu. Đến những thập niên 1960, hai nhà khoa học nổi tiếng là Ernest A. McCulloch và James E. Till thực hiện thí nghiệm nuôi cấy dung dịch tủy xương với kết quả cho thấy khả năng tạo cụm của các tế bào có trong tủy xương. Thí nghiệm này là tiền đề cho việc phát kiến ra tế bào gốc MSC từ tủy xương bởi nhà khoa học Friedenstein vào những năm đầu thập niên 70 [6]. Vị trí dễ dàng thu thập nhất là ở gai chậu trước hoặc sau trên. Trong tủy xương, quần thể tế bào gốc trung mô rất nhỏ với tỉ trọng chiếm từ 0.001 đến 0.01% số lượng tế bào đơn nhân. Ngoài ra, cùng với MSCs, người ta cũng có thể đồng thời thu nhận được nhiều loại tế bào khác từ tủy xương có ứng dụng trong y học như tế bào gốc tạo máu -HSC, tế bào miễn dịch, mang lại hiệu quả điều trị cộng hợp từ hỗn hợp các loại tế bào này [1,4,5].

Mô mỡ:

Mô mỡ là nguồn thu nhận MSC dồi dào nhất, do nó phân bố khắp nơi trong cơ thể. Chúng ta có thể dễ dàng thu thập MSCs ở bụng dưới, đặc biệt các sản phụ có kế hoạch sinh mổ, việc thu thập vài gram mỡ trong quá trình mổ đẻ có thể được thực hiện dễ dàng và thuận tiện. Quy trình thực hiện đơn giản, xâm lấn không đáng kể và không ảnh hưởng đến thẩm mỹ. Đặc biệt, MSCs từ mô mỡ có khả năng tăng sinh mạnh mẽ, ổn định và duy trì tiềm năng biệt hóa cao hơn so với MSCs từ tủy xương. Ngoài ra, tỷ lệ MSCs trong mô mỡ khá dồi dào, chúng còn có thể được sử dụng trực tiếp sau khi thu thập mà không cần qua quá trình nuôi cấy tăng sinh. [4,5,7]

Do MSCs từ tủy xương, mô mỡ có xu hướng giảm năng lực tái tạo theo sự già hóa của cơ thể, do đó việc lưu trữ MSCs từ tủy xương từ giai đoạn còn trẻ là cần thiết như nguồn bảo hiểm sinh học cho tương lai. [10,11]

Dây rốn:

Tế bào gốc phân lập từ dây rốn là nguồn tế bào gốc chu sinh tồn tại và được thu nhận từ khi em bé mới chào đời. Dây rốn thường được vứt bỏ sau khi em bé được sinh ra nên việc thu thập dây rốn để lưu trữ tế bào gốc là đơn giản nhất, không có bất cứ tác động xâm lấn nào đến cơ thể cũng như không có vấn đề quan ngại về đạo đức. MSCs từ dây rốn có khả năng tăng sinh mạnh mẽ trong phòng thí nghiệm, tiềm năng biệt hóa lớn hơn so với MSCs thu nhận từ các mô trưởng thành. Đặc biệt, các sản phụ lưu trữ máu cuống rốn có thể đồng thời lưu trữ tế bào gốc dây rốn của con mình nhằm chuẩn bị nguồn bảo hiểm sinh học cho con yêu ứng phó với nhiều mặt bệnh đa dạng có thể mắc phải trong tương lai mà không hề ảnh hưởng tới sức khỏe của mẹ và bé [7,9].

Nguồn: Merino-González C, Zuñiga FA, et al. (2016). Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles Promote Angiogenesis: Potencial Clinical Application. Frontiers in Physiology 7: 24.

Ứng dụng MSCs trên thế giới

Trên thế giới, cơ quan quản lý Dược phẩm Hoa kỳ (FDA) đã cho phép thực hiện các thí nghiệm lâm sàng (từ phase 1-3) để đánh giá tính an toàn và hiệu quả của việc sử dụng tế bào gốc trung mô trong điều trị các bệnh lý lâm sàng. Theo trang web clinicaltrial.gov, tế bào gốc trung mô đã được thử nghiệm để điều trị trên 374 loại bệnh khác nhau từ các bệnh như rối loạn chuyển hoá, rối loạn hệ miễn dịch cho đến các bệnh như Alzheimer, chấn thương thần kinh, bệnh lý liên quan đến tim mạch (theo thống kê của Clinicaltrial.gov, https://clinicaltrials.gov/) với hơn 115 nghiên cứu độc lập trên toàn thế giới. Những bệnh được quan tâm nhiều nhất bao gồm các bệnh tim mạch, tiểu đường, tự kỷ, chấn thương não, tủy sống, các bệnh tự miễn, viêm xương khớp, xơ gan, bệnh phổi [6]. Trong các nghiên cứu về lâm sàng kể trên, việc truyền tế bào gốc trung mô vào cơ thể bệnh nhân không ghi nhận các trường hợp có ảnh hưởng bất lợi đến sức khỏe người bệnh, chứng minh tính an toàn và hiệu quả điều trị cao của các dòng tế bào gốc trung mô.

Ứng dụng tại Việt Nam

Nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc nói chung tại Việt Nam đã được khởi động từ 1995, tuy nhiên đến năm 2007, thử nghiệm lâm sàng đầu tiên sử dụng MSCs nuôi cấy trong điều trị vết loét khó lành được thực hiện ở bệnh viện đa khoa Xanh Pôn và Bệnh viện y học cổ truyền tại Hà Nội. Tiếp theo, năm 2012, có nhiều thử nghiệm lâm sàng hơn sử dụng MSCs để điều trị bệnh như bệnh viêm khớp gối, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD) tại trung tâm Y học Đại học Thành phố Hồ Chí Minh. Năm 2013, tại bệnh viện Việt Đức, chấn thương tuỷ sống được điều trị bằng nuôi cấy MSCs từ mô mỡ tự thân. Đặc biệt, năm 2014, Bệnh viện Đa khoa quốc tế Vinmec là đơn vị tiên phong trong ghép tế bào gốc tủy xương điều trị các bệnh nan y như bại não và tự kỷ, mang lại hy vọng cho hàng trăm trẻ em mắc bệnh. Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 cũng thực hiện những ca ghép tế bào gốc tủy xương đầu tiên cho bệnh xơ gan vào năm 2015. Tiếp theo, những thử nghiệm lâm sàng đầu tiên ứng dụng nuôi cấy MSCs từ các nguồn như dây rốn tại bệnh viện Quân y 103 và MSCs từ mô mỡ tại Bệnh viện Bạch Mai trong điều trị COPD vào năm 2016. Gần đây, năm 2017, thử nghiệm lâm sàng sử dụng MSCs nuôi cấy từ dây rốn cũng được thực hiện trên bệnh tiểu đường tuýp 1 tại bệnh viện Vạn Hạnh. Những bước tiến mạnh mẽ trong ứng dụng MSCs từ các nguồn tuỷ xương, mô mỡ, dây rốn trong những năm gần đây đã tạo nền tảng cho hi vọng chữa khỏi nhiều bệnh nan y, đồng thời mở ra kỷ nguyên mới cho lĩnh vực y học tái tạo tại Việt Nam. [12]

4. Lưu trữ Tế bào gốc ở Vinmec có ưu điểm vượt trội như thế nào? Vì sao lưu trữ tế bào gốc ở Vinmec?

Hiện nay, ngân hàng tế bào gốc Vinmec nằm trong Hệ thống Y tế Vinmec đi đầu ở Việt Nam trong nghiên cứu - ứng dụng tế bào gốc điều trị bệnh, chăm sóc sức khỏe. Ngân hàng Máu cuống rốn đầu tiên tại Việt Nam hoạt động theo một quy trình khép kín, chuyên nghiệp và hiện đại. Thành lập năm 2014 đến nay đã có hơn 3500 đơn vị mẫu máu cuống rốn được lưu trữ. Tiếp nối thành công của ngân hàng máu cuống rốn Vinmec, với mục đích mở rộng và cung cấp hệ thống bảo hiểm sinh học toàn diện đáp ứng nhu cầu điều trị bệnh đa dạng hiện nay, từ năm 2017 bệnh viện chúng tôi đã triển khai nghiên cứu phân lập, nuôi cấy, lưu trữ MSCs, từ đó trở thành cơ sở hàng đầu tại Việt Nam trong nghiên cứu và ứng dụng loại tế bào này một cách bài bản và chuyên nghiệp. Những bệnh được ứng dụng nhiều nhất bao gồm tự kỷ, bại não, tiểu đường, xơ gan – teo mật, rối loạn cơ tròn, thoái hóa khớp gối,...Hiệu quả điều trị của MSC đối với các bệnh này tại Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec đã được chứng minh trên nhiều tạp chí lâm sàng uy tín trong và ngoài nước [14, 15, 16]. Dựa trên tính sẵn có, dễ dàng thu thập, ít xâm lấn và giảm thiểu chi phí, các nguồn MSCs chúng tôi triển khai lưu trữ bao gồm tủy xương, mô mỡ và dây rốn của trẻ sơ sinh.

Một số ưu điểm vượt trội của hệ thống thu thập, xử lý và lưu trữ tế bào gốc tại Vinmec có thể kể đến:

• Hệ thống Ngân hàng sử dụng quy trình khép kín, an toàn, chuyên nghiệp theo tiêu chuẩn của Ngân hàng quốc tế
• Quy trình xử lý và nuôi cấy tế bào gốc đã được Bộ y tế phê duyệt
• Môi trường nuôi cấy và nguyên vật liệu sử dụng cho nuôi cấy, lưu trữ được cấp chứng nhận sử dụng trong lâm sàng, không chứa huyết thanh và các chất có nguồn gốc động vật
• Tiêu chuẩn định danh tế bào gốc trung mô theo tiêu chuẩn quốc tế từ Hiệp hội Quốc tế về Liệu pháp tế bào (International Society for Cellular Therapy)
• Vinmec luôn cập nhật những Quy chuẩn quốc tế khắt khe nhất trong quản lý chất lượng khối tế bào sử dụng cho lâm sàng.

Tài liệu tham khảo

1. Berebichez-Fridman R and Montero-Olvera PR (2018). Sources and Clinical Applications of Mesenchymal Stem Cells. Sultan Qaboos University Medical Journal 18(3): e264–e277.
2. Gao F, Chiu SM, et al. (2016). Mesenchymal stem cells and immunomodulation: current status and future prospects. Cell Death and Disease 7: e2062.
3. Castillo-Melendez, Margie & Yawno, Tamara & Jenkin, Graham & Miller, Suzanne. (2013). Stem cell therapy to protect and repair the developing brain: A review of mechanisms of action of cord blood and amnion epithelial derived cells. Frontiers in neuroscience. 7. 194. 10.3389/fnins.2013.00194.
4. Marquez-Curtis LA, Janowska-Wieczorek A, McGann LE, Elliott JA (2015). Mesenchymal stromal cells derived from various tissues: Biological, clinical and cryopreservation aspects. Cryobiology 71(2):181-197.
5. Jin HJ, Bae YK, et al. (2013). Comparative analysis of human mesenchymal stem cells from bone marrow, adipose tissue, and umbilical cord blood as sources of cell therapy. International Journal of Molecular Sciences 14(9):17986-8001.
6. Friedenstein, A.J., J.F. Gorskaja, and N.N. Kulagina, Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs. Exp Hematol, 1976. 4(5): p. 267-74.
7. Ullah I, Subbarao RB, Rho GJ (2015). Human mesenchymal stem cells - current trends and future prospective. Bioscience Reports 35(2) pii: e00191.
8. Harris, D. T. (2016). Banking of adipose- and cord tissue-derived stem cells: Technical and regulatory issues. In Advances in Experimental Medicine and Biology (Vol. 951, pp. 147-154).
9. Dominici M, Le Blanc K, et al. (2006). Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement. Cytotherapy 8:315–317.
10. Nagamura-Inoue T, He H. Umbilical cord-derived mesenchymal stem cells: Their advantages and potential clinical utility. World J Stem Cells. 2014;6(2):195–202. doi:10.4252/wjsc.v6.i2.195.
11. Yang Y. K. (2018). Aging of mesenchymal stem cells: Implication in regenerative medicine. Regenerative therapy, 9, 120-122. doi:10.1016/j.reth.
12. Ganguly, P., El-Jawhari, J. J., Giannoudis, P. V., Burska, A. N., Ponchel, F., & Jones, E. A. (2017). Age-related Changes in Bone Marrow Mesenchymal Stromal Cells: A Potential Impact on Osteoporosis and Osteoarthritis Development. Cell transplantation, 26(9), 1520–1529. doi:10.1177/0963689717721201
13. Pham, P., Vu, N., Huynh, O., Truong, M., Pham, T., Dang, L., Phan, N., & Truong, K. D. (2018). An evolution of stem cell research and therapy in Viet Nam. Progress in Stem Cell, 5(1), 235-250. https://doi.org/https://doi.org/10.15419/psc.v5i1.400
14. Nguyen, T. L., Nguyen, H. P., & Nguyen, T. K. (2018). The effects of bone marrow mononuclear cell transplantation on the quality of life of children with cerebral palsy. Health and quality of life outcomes, 16(1), 164. doi:10.1186/s12955-018-0992-x.
15. Liem, N. T., Chinh, V. D., Thinh, N. T., Minh, N. D., & Duc, H. M. (2018). Improved Bowel Function in Patients with Spina Bifida After Bone Marrow-Derived Mononuclear Cell Transplantation: A Report of 2 Cases. The American journal of case reports, 19, 1010–1018. doi:10.12659/AJCR.909801.
16. Liem, N. T., Anh, T. L., Thai, T., & Anh, B. V. (2017). Bone Marrow Mononuclear Cells Transplantation in Treatment of Established Bronchopulmonary Dysplasia: A Case Report. The American journal of case reports, 18, 1090–1094. doi:10.12659/ajcr.905244