Tế bào gốc và bệnh tim mạch – Phát hiện mới về cơ chế tác động

Bài viết được viết bởi Tiến sĩ Hoàng Thanh Vân - Chuyên viên Y tế - Phòng sản xuất thử nghiệm, Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec

Một bài báo gần đây được đăng trên Nature của các nhà khoa học thuộc đại học Cincinnati đã chỉ ra một tác động bất ngờ của tế bào gốc đối với các tế bào tim mạch. Đây sẽ là một tiền đề quan trọng cho các nghiên cứu về ứng dụng của liệu pháp tế bào gốc chữa trị các bệnh do thiếu máu cơ tim.

Các tác giả thực hiện thí nghiệm truyền tế bào tủy xương, trong đó có chứa tế bào gốc tạo máu và tế bào gốc trung mô, hoặc tế bào gốc tim vào tim của hai mô hình chuột đặc biệt, chuyên để nghiên cứu các bệnh chấn thương gây ra bởi thiếu máu cơ tim.

Đặc biệt, họ sử dụng cả tế bào khỏe mạnh cũng như tế bào đã bị chết cho nghiên cứu. Đúng như các tác giả dự đoán, chức năng cơ tim của các con chuột thí nghiệm được cải thiện đáng kể sau khi truyền tế bào gốc.

Tuy nhiên, một hiện tượng bất ngờ đã được quan sát khi ngay cả những tế bào gốc đã chết cũng kích hoạt hiện tượng này. Điều này trái với giả thuyết được đưa ra cho đến nay về cơ chế của tế bào gốc. Người ta đã từng cho rằng tế bào gốc sau khi truyền sẽ có khả năng biệt hóa thành các dòng tế bào trưởng thành thay thế các mô đã già yếu. Các nghiên cứu sau này chỉ ra rằng tế bào gốc tiết ra các yếu tố tăng trưởng và cytokines kích thích mạnh mẽ quá trình hồi sinh của các tế bào gốc trong cơ thể người nhận cũng như điều tiết hệ miễn dịch và chống viêm. Tuy nhiên, các cơ chế này sẽ khó có thể lý giải hiện tượng cải thiện bệnh ở những con chuột chỉ nhận được tế bào gốc đã chết, tức không có khả năng biệt hóa cũng sản xuất thể tiết.

Điều bí mật đã được lý giải khi các tác giả tìm hiểu về phản ứng miễn dịch của vật chủ. Họ quan sát thấy các đại thực bào mang dấu ấn CCR2 và CX3CR (CCR2+ và CX3CR1+ macrophages) được hoạt hóa và kích hoạt quá trình viêm cấp tính tại khu vực truyền. Điều này tương tự như cơ chế chữa lành vết thương. Các cytokines được giải phóng từ phản ứng viêm sẽ kích thích một loạt quá trình sinh học, ví dụ như thay đổi hoạt động của nguyên bào sợi tim, ức chế sản xuất thành phần của ma trận ngoại bào và cải thiện chức năng cơ học của tim. Giả thuyết về tác động gián tiếp của tế bào gốc lên các tế bào cơ tim thông qua hệ miễn dịch của vật chủ càng đáng tin cậy hơn khi các nhà khoa học chỉ ra hiệu ứng tương tự khi tiêm zymosan, một hoạt chất hóa học gây kích ứng hệ miễn dịch bẩm sinh.

Ngoài ra, nghiên cứu này cũng gợi ý rằng việc truyền tế bào gốc vào khu vực gần với vị trí bị tổn thương có thể là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị. Điều này là rất đáng được quan tâm khi các thử nghiệm lâm sàng hiện nay vẫn còn nhiều tranh luận về đường truyền và phương pháp truyền tĩnh mạch vẫn được áp dụng phổ biến.

Đây là một nghiên cứu đáng chú ý về cơ chế tác dụng của tế bào gốc đối với các bệnh tim mạch. Hạn chế của nghiên cứu này là mới chỉ dừng lại ở mô hình chuột và chỉ tập trung vào cơ chế mới chứ chưa đưa ra được một bức tranh tổng thể để áp dụng hiệu quả trong lâm sàng.

Tuy nhiên, việc kiểm chứng trên bệnh nhân các quan sát này là rất cần thiết vì nó có thể làm thay đổi quan niệm từ trước đến nay về cách sử dụng tế bào gốc và đánh giá hiệu quả của liệu pháp này trong tương lai.

Journal REF: Ronald J. Vagnozzi, Marjorie Maillet, Michelle A. Sargent, Hadi Khalil, Anne Katrine Johansen, Jennifer A. Schwanekamp, Allen J. York, Vincent Huang, Matthias Nahrendorf, Sakthivel Sadayappan, Jeffery D. Molkentin. An acute immune response underlies the benefit of cardiac stem-cell therapy. Nature, 2019