Nghiên cứu điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 trên chuột bằng liệu pháp tế bào gốc trung mô từ mô mỡ người

Nghiên cứu ghép tế bào tiết insulin được biệt hóa từ tế bào gốc trung mô trong điều trị ĐTĐ típ 1 .... Kết quả nội dung 3: Nghiên cứu tiềm năng của tế bào gốc mô mỡ người trong điều trị

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẶNG THỊ TÙNG LOAN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TÍP 1 TRÊN CHUỘT BẰNG LIỆU PHÁP TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ

TỪ MÔ MỠ NGƯỜI

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

TP Hồ Chí Minh – Năm 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẶNG THỊ TÙNG LOAN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TÍP 1 TRÊN CHUỘT BẰNG LIỆU PHÁP TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ

TỪ MÔ MỠ NGƯỜI

Ngành: SINH LÝ HỌC NGƯỜI VÀ ĐỘNG VẬT

Mã số ngành: 62 42 01 04

Phản biện 1: TS Trần Cẩm Tú

Phản biện 2: TS.BS Huỳnh Văn Mẫn

Phản biện 3: TS Trần Hoàng Ngọc Ái

Phản biện độc lập 1: TS Trần Hoàng Ngọc Ái

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa được công bố bởi bất

kỳ tác giả nào hay ở bất kỳ công trình nào khác

Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Đặng Thị Tùng Loan

LỜI CÁM ƠN

Luận án tiến sĩ được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu và Ứng dụng

Tế bào gốc dưới sự bảo trợ tài chính của (1) đề tài cấp Nhà nước, mã số đề tài DTDL.2012-G/23 do Bộ Khoa học và Công nghệ Việt Nam cấp; (2) đề tài cấp Đại học Quốc gia TP HCM, mã số đề tài C2016-18-18 và (3) nguồn cơ sở, vật chất của PTN Nghiên cứu và Ứng dụng Tế bào gốc, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP HCM Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các tác giả công trình công bố đã trích dẫn trong luận án

Luận án đã được hoàn thành dưới sự giúp đỡ của các Thầy, Cô cố vấn khoa học, kĩ thuật; các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến

GS TS Trương Đình Kiệt và PGS TS Phạm Văn Phúc, dưới sự hướng dẫn khoa học và kĩ thuật của hai Thầy, tôi đã có sự tiến bộ đáng kể trong học tập và nghiên cứu

và hoàn thành luận án này Tôi trân trọng cám ơn Thầy Phan Kim Ngọc và Lãnh đạo PTN Tế bào gốc đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Bộ môn Sinh lý học và CNSH Động vật, Khoa Sinh học, và Phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận

án

Tôi gửi lời cám ơn yêu thương đến các đồng nghiệp, đặc biệt là nhóm nghiên cứu Đái tháo đường và bạn bè đã hàng ngày đồng hành và hỗ trợ tôi trong công việc, học tập và nghiên cứu

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, chồng và con, cùng với anh, chị và em trong gia đình đã luôn yêu thương, ủng hộ, động viên và hỗ trợ tôi trong cuộc sống và trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận án

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1 Bệnh đái tháo đường 5

Khái niệm 5

Dịch tễ 5

Phân loại 5

Chẩn đoán 6

Bệnh đái tháo đường típ 1 7

1.1.5.1 Sinh lí bệnh đái tháo đường típ 1 7

1.1.5.2 Triệu chứng và biến chứng của bệnh đái tháo đường típ 1 11

1.1.5.3 Điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 11

1.2 Liệu pháp tế bào gốc trung mô trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 14

Nghiên cứu trên thế giới về liệu pháp tế bào gốc trung mô trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 15

1.2.1.1 Nghiên cứu ghép tế bào tiết insulin được biệt hóa từ tế bào gốc trung mô trong điều trị ĐTĐ típ 1 15

1.2.1.2 Nghiên cứu ghép MSC trong điều trị ĐTĐ típ 1 16

1.2.1.3 Nghiên cứu ghép đồng thời MSC và IPC 16

Nghiên cứu trong nước về liệu pháp tế bào gốc trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 16

1.3 Cơ sở khoa học của ứng dụng liệu pháp tế bào gốc trung mô trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 17

Tế bào gốc trung mô 17

1.3.1.1 Đặc điểm của tế bào gốc trung mô 18

1.3.1.2 Khả năng biệt hóa của tế bào gốc trung mô 21

1.3.1.3 Khả năng di cư của tế bào gốc trung mô 21

1.3.1.4 Khả năng điều biến miễn dịch 24

1.3.1.5 Khả năng tái tạo 25

Mô hình động vật bệnh lí đái tháo đường típ 1 28

Chương 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 31

2.1 Vật liệu 31

Đối tượng nghiên cứu 31

2.1.1.1 Chuột 31

2.1.1.2 Tế bào 32

Thiết bị 32

Dụng cụ 34

Hóa chất 35

2.1.4.1 Các hóa chất trong nuôi cấy tế bào 35

2.1.4.2 Các hóa chất để tạo mô hình chuột đái tháo đường 35

2.1.4.3 Các hóa chất dùng trong đánh giá chức năng sinh lí của chuột 35

2.1.4.4 Các hóa chất dùng trong kĩ thuật PCR 36

2.1.4.5 Các hóa chất dùng trong kĩ thuật ELISA 36

2.1.4.6 Các hóa chất dùng trong kĩ thuật FCM 36

2.1.4.7 Các hóa chất dùng trong kĩ thuật nhuộm mô 36

2.1.4.8 Các hóa chất khác 37

2.2 Phương pháp 37

Phương pháp tạo chuột đái tháo đường típ 1 38

Các chỉ tiêu và phương pháp đánh giá chuột đái tháo đường típ 1 41

2.2.2.1 Đánh giá sống/chết 41

2.2.2.2 Glucose máu 41

2.2.2.3 Phương pháp đánh giá khả năng dung nạp glucose 41

2.2.2.4 Phương pháp đánh giá khả năng dung nạp insulin 42

2.2.2.5 Phương pháp định lượng insulin 43

2.2.2.6 Phương pháp đánh giá mô học 43

2.2.2.7 Các phương pháp đánh giá sinh lí 45

Phương pháp phân lập và nuôi cấy tế bào gốc mô mỡ người 45

2.2.3.1 Thu nhận mô mỡ 45

2.2.3.2 Phân lập phân lớp mạch nền từ mô mỡ 45

2.2.3.3 Thay môi trường 46

2.2.3.4 Cấy chuyền và tăng sinh 46

2.2.3.5 Phương pháp định danh tế bào gốc 47

Phương pháp đánh giá chất lượng tế bào trước ghép 49

2.2.4.1 Phương pháp phân tích nhiễm khuẩn/nấm 49

2.2.4.2 Phương pháp đánh giá khả năng nhiễm mycoplasma 50

2.2.4.3 Phương pháp đánh giá khả năng hình thành khối u 51

Phương pháp biệt hóa tế bào gốc mô mỡ người thành tế bào tiết insulin 51

2.2.5.1 Phương pháp biệt hóa 51

2.2.5.2 Phương pháp đánh giá tế bào sau biệt hóa 51

Phương pháp ghép tế bào gốc vào chuột đái tháo đường típ 1 54

2.2.6.1 Chuẩn bị chế phẩm tế bào ghép 54

2.2.6.2 Chuẩn bị chuột và ghép tế bào vào chuột 54

2.2.6.3 Các chỉ tiêu và phương pháp đánh giá hiệu quả ghép tế bào gốc vào chuột đái tháo đường típ 1 55

2.2.6.4 Bố trí thí nghiệm 55

Phương pháp đánh giá sự di cư của tế bào gốc trung mô in vivo 56

2.2.7.1 Chuẩn bị chế phẩm tế bào gốc trung mô biểu hiện gfp 57

2.2.7.2 Phương pháp ghép tế bào vào chuột 58

2.2.7.3 Phương pháp đánh giá 1: Đánh giá sự di cư của tế bào ghép dựa vào tín hiệu GFP và bằng hệ thống iBox 58

2.2.7.4 Phương pháp đánh giá 2: Đánh giá sự di cư của tế bào ghép dựa vào tín

hiệu GFP và kĩ thuật FCM 59

Phân tích thống kê 59

Chương 3 KẾT QUẢ - BÀN LUẬN 60

3.1 Kết quả nội dung 1: Xác lập quy trình tạo chuột nhắt trắng đái tháo đường típ 1 bằng streptozotocin 60

Kết quả khảo sát liều STZ và phương pháp tiêm STZ 60

3.1.1.1 Kết quả đánh giá tỉ lệ sống sót 60

3.1.1.2 Kết quả đánh giá glucose máu 61

3.1.1.3 Kết quả đánh giá khối lượng chuột 62

3.1.1.4 Kết quả về lượng thức ăn, nước uống tiêu thụ và lượng nước tiểu 63 3.1.1.5 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu về dung nạp 65

3.1.1.6 Kết quả đánh giá mô học 67

Kết quả đánh giá ảnh hưởng thời gian nhịn ăn đến liều STZ trong gây mô hình đái tháo đường 70

3.1.2.1 Kết quả đánh giá tỷ lệ sống sót 70

3.1.2.2 Kết quả đánh giá glucose máu 71

3.1.2.3 Kết quả đánh giá khối lượng chuột 72

3.1.2.4 Kết quả về lượng thức ăn, nước uống tiêu thụ và lượng nước tiểu 73 3.1.2.5 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu về dung nạp 74

3.1.2.6 Kết quả đánh giá mô học 76

Kết quả khảo sát hiệu quả tạo mô hình trên giới tính 77

3.1.3.1 Kết quả đánh giá tỉ lệ sống sót 77

3.1.3.2 Kết quả đánh giá glucose máu 78

3.1.3.3 Kết quả đánh giá khối lượng chuột 79

3.1.3.4 Kết quả về lượng thức ăn, nước uống tiêu thụ và lượng nước tiểu 79 3.1.3.5 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu về dung nạp 81

3.1.3.6 Kết quả đánh giá mô học 82

Bàn luận 83

Kết luận 85

3.2 Kết quả nội dung 2: Thu nhận, nuôi cấy và đánh giá chất lượng tế bào gốc mô mỡ người trước ghép 87

Kết quả phân lập tế bào gốc mô mỡ người 87

3.2.1.1 Kết quả nuôi cấy tế bào từ mô mỡ 87

3.2.1.2 Kết quả định danh tế bào gốc mô mỡ 88

Kết quả đánh giá chất lượng tế bào ghép 90

3.2.2.1 Kết quả kiểm tra nhiễm khuẩn, nấm 90

3.2.2.2 Kết quả đánh giá mycoplasma 91

3.2.2.3 Kết quả đánh giá khả năng sinh u 92

Bàn luận 93

Kết luận 94

3.3 Kết quả nội dung 3: Nghiên cứu tiềm năng của tế bào gốc mô mỡ người trong điều trị đái tháo đường thông qua đánh giá khả năng biệt hoá thành tế bào tiết insulin in vitro của tế bào gốc mô mỡ người 94

Sự hình thành các cụm tế bào sau khi nuôi trong môi trường biệt hóa 94

Sự biểu hiện các gen liên quan đến sự biệt hóa ở mức phiên mã 97

Sự biểu hiện insulin và C-peptide ở cụm tế bào biệt hóa 98

Khả năng tiết insulin và đáp ứng đường của các tế bào tiết insulin 99

Bàn luận 100

Kết luận 102

3.4 Kết quả nội dung 4: Nghiên cứu điều trị thực nghiệm bệnh đái tháo đường típ 1 bằng ghép tế bào gốc mô mỡ người 102

Kết quả đánh giá ảnh hưởng của liều ghép tế bào gốc trung mô đến hiệu quả điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 102

3.4.1.1 Kết quả về tính an toàn của ghép tế bào gốc mô mỡ vào chuột 102

3.4.1.2 Kết quả về khối lượng chuột 103

3.4.1.3 Các kết quả về sự chuyển hoá glucose ở chuột 103

3.4.1.4 Các kết quả về cấu trúc đảo tụy đảo chuột 105

Kết quả đánh giá hiệu quả điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 của tế bào gốc

mô mỡ người trên mô hình chuột 109

Bàn luận 112

Kết luận 113

3.5 Kết quả nội dung 5: Nghiên cứu đánh giá đặc điểm di cư của tế bào gốc mô mỡ người trong điều trị thực nghiệm đái tháo đường típ 1 113

Kết quả chọn lọc tế bào ASC-GFP 113

Đánh giá sự di cư của tế bào ghép dựa vào tín hiệu GFP bằng hệ thống iBox 114

Sự di cư của tế bào ghép dựa tín hiệu GFP phát hiện bằng kĩ thuật flow cytometry 120

Bàn luận 122

Kết luận 122

3.6 Bàn luận chung 123

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127

KẾT LUẬN 127

KIẾN NGHỊ 128

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ 129

Công bố chính liên quan đến đề tài 129

Các công bố khác có liên quan 129

TÀI LIỆU THAM KHẢO 131

PHỤ LỤC 148

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

bFGF beta-Fibroblast Growth Factor Yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi

beta

BM-MSC Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell Tế bào gốc trung mô (từ) tủy xương

FACS Fluorescence - activated Cell

Sorting

Phân tách tế bào được hoạt hóa huỳnh quang

h- (hMSC,

Từ người hMSC: tế bào gốc trung mô từ người hASC: tế bào gốc mô mỡ người

HGF Hepatocyte growth factor Yếu tố tăng trưởng tế bào gan

iNOS inducible Nitric oxide synthase

Combined Immunodeficiency

Đái tháo đường không béo phì/Suy giảm miễn dịch kết hợp trầm trọng

SCID Severe Immunodeficiency Combined Suy giảm miễn dịch kết hợp trầm trọng

STZ Streptozotocin Thuốc gây đái tháo đường ở động vật

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các tiêu chuẩn chẩn đoán đái tháo đường 6

Bảng 1.2 Kiểu hình miễn dịch của tế bào gốc mô mỡ người trong phân đoạn mạch nền (SVF) và ở các giai đoạn nuôi cấy 20

Bảng 1.3 Ước tính số lượng tế bào người có trong các mô của chuột sau 75 ngày ghép 23

Bảng 1.4 Mô hình động vật đái tháo đường típ 1 28

Bảng 1.5 Các chỉ số đánh giá chuột đái tháo đường típ 1 do streptozotocin 30

Bảng 2.1 Các thiết bị dùng trong nghiên cứu 32

Bảng 2.2 Các dụng cụ dùng trong nghiên cứu 34

Bảng 2.3 Các cặp mồi được sử dụng đánh giá sự biệt hóa tế bào gốc mô mỡ thành tế bào tiết insulin 53

Bảng 3.1 Quy trình tạo chuột đái tháo đường bằng streptozotocin 85

Bảng 3.2 Số lượng chuột có mức glucose giảm theo thời gian 110

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Cơ chế bệnh sinh đái tháo đường típ 1 qua trung gian miễn dịch 9

Hình 1.2 Hình dạng ASC trong nuôi cấy in vitro 19

Hình 1.3 Khả năng biệt hóa của ASC 19

Hình 1.4 Mô hình hóa các tương tác của tế bào gốc trung mô trong quá trình sửa chữa mô 26

Hình 1.5 Tế bào gốc mô mỡ tiết nhiều yếu tố tăng trưởng, cytokin và chemokin tác động đến nhiều quá trình tái tạo trong cơ thể 27

Hình 2.1 Giản đồ các nội dung nghiên cứu 37

Hình 2.2 Giản đồ thí nghiệm của nội dung 1 38

Hình 2.3 Tiêm STZ vào xoang bụng chuột 40

Hình 2.4 Tiểu đảo tụy chuột và người và tiểu đảo được nhuộm với dithizone 52

Hình 2.5 Bố trí thí nghiệm của nội dung 3 56

Hình 3.1 Biểu đồ Kaplan-Meier so sánh tỉ lệ chuột sống sót sau khi tạo mô hình trong khảo sát phương pháp tiêm và liều STZ 60

Hình 3.2 Biểu đồ so sánh nồng độ glucose máu (mg/dL) theo thời gian trong khảo sát phương pháp tiêm và liều STZ 61

Hình 3.3 Biểu đồ so sánh khối lượng cơ thể chuột (gram) theo thời gian trong khảo sát phương pháp tiêm và liều STZ 62

Hình 3.4 Biểu đồ so sánh lượng thức ăn mà chuột tiêu thụ (gram/ngày) theo thời gian trong khảo sát phương pháp tiêm và liều STZ 63

Hình 3.5 Biểu đồ so sánh thể tích nước uống của chuột (mL/ngày) theo thời gian trong khảo sát phương pháp tiêm và liều STZ 64

Hình 3.6 Biểu đồ so sánh thể tích nước tiểu thu được của chuột ở các tuần trong khảo sát phương pháp tiêm và liều STZ 65

Hình 3.7 Biểu đồ dung nạp glucose trong khảo sát liều STZ và phương pháp tiêm 66 Hình 3.8 Biểu đồ dung nạp insulin trong khảo sát liều STZ và phương pháp tiêm 67

Hình 3.9 Kết quả nhuộm H&E trên mô tụy chuột trong khảo sát liều STZ và phương pháp tiêm 68Hình 3.10 Hình ảnh minh họa sự suy giảm số lượng đảo tụy ở chuột đái tháo đường

do STZ 68Hình 3.11 Biểu đồ so sánh số lượng và kích thước trung bình của đảo tụy beta trong thí nghiệm đánh giá liều STZ và phương pháp tiêm khi tạo mô hình 69Hình 3.12 Biểu đồ Kaplan-Meier về tỉ lệ sống sót của chuột trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước tiêm STZ: 6 giờ (A), 12 giờ (B), 24 giờ (C) và 36 giờ (D) 70Hình 3.13 Biểu đồ về nồng độ glucose máu (mg/dL) theo thời gian trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 71Hình 3.14 Biểu đồ về khối lượng chuột (gram) theo thời gian trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 72Hình 3.15 Biểu đồ về lượng thức ăn của chuột (gram) theo thời gian trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 73Hình 3.16 Biểu đồ về thể tích nước uống của chuột (mL) theo thời gian trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 74Hình 3.17 Biểu đồ về thể tích nước tiểu của chuột ở các tuần trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 74Hình 3.18 Biểu đồ về dung nạp glucose trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 75Hình 3.19 Biểu đồ về dung nạp insulin trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 75Hình 3.20 Kết quả nhuộm H&E mô tụy chuột trong khảo sát thời gian nhịn ăn trước khi tiêm STZ 76Hình 3.21 Biểu đồ về số lượng và kích thước đảo tụy chuột trong khảo sát thời gian nhịn trước khi tiêm STZ 76Hình 3.22 Biểu đồ Kaplan-Meier về tỉ lệ sống sót giữa chuột đực và chuột cái 77Hình 3.23 Biểu đồ về nồng độ glucose máu (mg/dL) theo thời gian của chuột đực và chuột cái 78

Hình 3.24 Biểu đồ về khối lượng chuột (gram) của chuột đực và chuột cái 79

Hình 3.25 Biểu đồ so sánh lượng thức ăn của chuột (gram) theo thời gian giữa chuột đực và chuột cái 80

Hình 3.26 Biểu đồ so sánh thể tích nước uống của chuột (mL) theo thời gian giữa chuột đực và chuột cái 80

Hình 3.27 Biểu đồ so sánh thể tích nước tiểu thu được giữa chuột đực và chuột cái ở các tuần 81

Hình 3.28 Biểu đồ về dung nạp glucose của chuột đực và chuột cái trong khảo sát giới tính 81

Hình 3.29 Biểu đồ về dung nạp insulin của chuột đực và chuột cái 82

Hình 3.30 Biểu đồ so sánh kích thước và số lượng đảo tụy giữa giữa chuột đực và chuột cái 83

Hình 3.31 Tế bào từ mô mỡ người sau 72 giờ nuôi cấy 87

Hình 3.32 Tế bào từ mô mỡ ở lần cấy chuyền thứ 3 88

Hình 3.34 Sự biểu hiện marker của tế bào gốc mô mỡ người 89

Hình 3.35 Tế bào gốc mô mỡ người và sự biệt hóa thành tế bào mỡ và xương 90

Hình 3.36 Mẫu ASC được kiểm tra không bị nhiễm khuẩn, nấm 91

Hình 3.37 Mẫu dịch nuôi tế bào ASC được kiểm tra khả năng nhiễm khuẩn, nấm sau 14 ngày 91

Hình 3.38 Kết quả đánh giá khả năng nhiễm mycoplasma các mẫu tế bào gốc mô mỡ người 92

Hình 3.39 Kết quả đánh giá khối u sau khi ghép tế bào trên chuột 93

Hình 3.40 Sự hình thành các cụm tế bào sau khi nuôi trong môi trường định hướng biệt hóa 95

Hình 3.41 Số lượng trung bình các cụm tế bào giống tiểu đảo theo các kích thước khác nhau trong một bình nuôi (25 cm2) (P<0,05) 97

Hình 3.42 Sự biểu hiện các gen liên quan đến sự biệt hóa ở mức phiên mã 97

Hình 3.43 Sự biểu hiện insulin và C-peptide ở cụm tế bào biệt hóa (nhuộm miễn dịch huỳnh quang) (thước đo = 50µm) 99

Hình 3.44 Sự tiết insulin của tế bào biệt hóa ở các nồng độ đường (P< 0,05) 100Hình 3.45 Biểu đồ Kaplan–Meier về tỉ lệ sống (hình A) và sự thay đổi khối lượng của chuột ở các lô thí nghiệm theo thời gian (hình B) 103Hình 3.46 Chỉ số glucose máu (hình A), nồng độ insulin máu (hình B), sự dung nạp glucose (hình C) và sự dung nạp insulin (hình D) ở các lô chuột bình thường, chuột đái tháo đường và chuột đái tháo đường được ghép tế bào 104Hình 3.47.Hình ảnh mô tụy chuột được nhuộm với hematoxylin và eosin và nhuộm miễn dịch huỳnh quang với kháng thể kháng-insulin 105Hình 3.48 Sự khác biệt về số lượng và kích thước tiểu đảo tụy chuột giữa các lô thí nghiệm 106Hình 3.49 Tác dụng của ghép hASC lên chỉ số glucose máu chuột 109Hình 3.50 Mức giảm glucose máu theo thời gian ở các chuột đái tháo đường được ghép tế bào gốc mô mỡ người 111Hình 3.51 Chỉ số glucose máu trung bình của chuột đái tháo đường được ghép tế bào gốc mô mỡ người còn sống đến 180 ngày 111Hình 3.52 Tế bào ASC-GFP trước khi chọn lọc kháng sinh puromycin 113Hình 3.53 Tế bào ASC-GFP nuôi trong môi trường chọn lọc kháng sinh 114Hình 3.54 Phân tích tỉ lệ ASC-GFP sau chọn lọc với puromycin bằng kĩ thuật FCM 114Hình 3.55 Kết quả chụp tụy chuột khỏe mạnh (không ghép ASC-GFP) bằng hệ thống iBox® Explorer TM 2 Imaging Microscope 115Hình 3.56 Kết quả chụp các mô của chuột bình thường được ghép ASC-GFP và chuột đái tháo đường được ghép ASC-GFP bằng hệ thống iBox® Explorer TM 2 Imaging Microscope 117Hình 3.57 Kết quả chụp tụy chuột bình thường (ghép ASC-GFP) bằng hệ thống iBox® Explorer TM 2 Imaging Microscope có sự hiện diện của tế bào ghép tại mô tụy vào ngày 5 sau ghép 118Hình 3.58 Tỉ lệ ASC-GFP hiện diện tại các mô của chuột đái tháo đường theo thời gian 120

MỞ ĐẦU

Đái tháo đường là bệnh rối loạn chuyển hoá glucose, đặc trưng là tình trạng nồng độ glucose trong máu tăng cao mạn tính Đái tháo đường gây ra nhiều biến chứng mạch máu và ngoài mạch máu, dẫn đến suy giảm chức năng của các cơ quan gây suy thận, xuất huyết võng mạc, đục thủy tinh thể, mù lòa, bệnh cơ tim, bệnh thần kinh, bệnh động mạch vành, bệnh mạch ngoại vi, … Đái tháo đường là một trong các bệnh không lây nhiễm có tỉ lệ tăng cao nhanh ở Việt Nam và trên thế giới [136, 182]

Theo sinh lý bệnh, Đái tháo đường có ba nhóm chính: đái tháo đường típ 1, típ

2 và đái tháo đường thai kì Đái tháo đường típ 1 là do tế bào beta của tụy bị phá hủy gần như hoàn toàn, do đó, insulin không được sản xuất ra, dẫn đến sự thiếu hụt insulin tuyệt đối Vì vậy, bệnh nhân đái tháo đường típ 1 phụ thuộc vào nguồn insulin ngoại sinh đưa vào, hoặc cần phải được ghép tụy/ tiểu đảo tụy Điều trị đái tháo đường típ

1 bằng insulin được bắt đầu từ 1922 và có nhiều phác đồ điều trị với insulin Trong

số đó, phương pháp điều trị insulin tích cực cho bệnh nhân đái tháo đường típ 1 như chế độ tiêm Basal – Bolus có thể mang lại hiệu quả giống như sự tiết insulin nội sinh nhưng người bệnh phải tiêm nhiều lần trong ngày và phải theo dõi glucose máu bằng cách tự thử vài lần trong ngày Việc kiểm soát glucose máu sẽ chặt chẽ hơn nhưng nguy cơ hạ glucose máu cao, đồng thời, bệnh nhân phải tập trung điều trị và theo dõi

và bệnh nhân bị đau do tiêm

Năm 1966, ca ghép tụy đầu tiên thành công cho bệnh nhân đái tháo đường được thực hiện bởi William Kelly và Richard Lillehei [125] Bệnh nhân đái tháo đường típ 1 được ghép tụy có thể không phụ thuộc insulin ở các mức độ khác nhau theo thời gian [138] Theo cơ quan đăng ký ghép tụy quốc tế (International Pancreas Transplant Registry), cho đến tháng 12/2010, có hơn 35 ngàn ca ghép tụy được thực hiện trên thế giới Sự giới hạn các ca ghép tụy do bởi các nguyên nhân: (1) chi phí đắt, (2) các rủi ro do phẫu thuật và dùng thuốc ức chế miễn dịch, trong đó, nguyên nhân gây chết hàng đầu sau ghép tụy là bệnh tim mạch [138], và (3) sự thiếu thốn nguồn tạng cho cấy ghép Bên cạnh ghép tụy, ghép tiểu đảo tụy được phát hiện có thể điều trị đái tháo đường típ 1 Từ năm 1990 đến 1998, có 267 ca ghép tiểu đảo tụy

đồng loại được thực hiện, với hiệu quả không phụ thuộc insulin đạt 8% tại thời điểm

1 năm sau ghép [138] Ngoài các nguyên nhân như ghép tụy, ghép tiểu đảo còn bị hạn chế bởi nhu cầu về số lượng tiểu đảo nhiều hơn và cần có thêm các phương pháp phụ trợ như biến đổi miễn dịch (immunologic modification) và/hoặc tạo vi nang (microencapsulation) nhằm tăng khả năng sống và chức năng của tiểu đảo tụy ghép [138]

Vì vậy, sử dụng insulin hay ghép tụy/ tiểu đảo tụy vẫn chưa được xem là liệu pháp tối ưu trong điều trị đái tháo đường típ 1 Do đó, hơn hai thập niên qua, nhiều nghiên cứu trên thế giới đã phát triển một hướng tiếp cận mới, đó là liệu pháp tế bào gốc nói chung và tế bào gốc trung mô nói riêng trong điều trị bệnh đái tháo đường típ

1 Lần đầu tiên được phân lập thành công bởi Friedenstein và cộng sự vào những năm

1970 [22], tế bào gốc trung mô đã và đang trở thành chủ đề được cộng đồng khoa học đặc biệt quan tâm bởi vì những đặc tính ưu việt của loại tế bào này: nguồn thu nhận dồi dào, khả năng tăng sinh mạnh, có khả điều biến miễn dịch, biệt hóa và chuyển biệt hóa [39, 75, 123, 146] Số lượng các nghiên cứu có liên quan đến tế bào gốc trung

mô tăng lên rất nhanh trong nhiều năm qua [64, 110, 121, 175] Hiện nay, tế bào gốc trung mô đã được sử dụng trong hơn 800 thử nghiệm lâm sàng trên thế giới, trong đó

có 420 thử nghiệm ở Hoa Kì [162] và 3 thử nghiệm ở Việt Nam (www.clinicaltrials.gov) Trong lĩnh vực đái tháo đường, tế bào gốc phôi đầu tiên được sử dụng trong nghiên cứu điều trị đái tháo đường bằng tế bào gốc [63] Các tế bào gốc phôi được biệt hóa thành các tế bào tiết insulin và được sử dụng như nguồn

tế bào thay thế cho các tế bào beta tụy bị hư hại hơn là biện pháp biến đổi vi môi trường tụy, để điều trị đái tháo đường [63] Tuy nhiên, do còn nhiều tranh cãi về tính đạo lý và khả năng sinh ung thư, các nghiên cứu về tế bào gốc phôi trong điều trị đái tháo đường còn giới hạn Do đó, tế bào gốc trung mô được đánh giá là nguồn tế bào sáng giá cho nghiên cứu và điều trị đái tháo đường Các tế bào từ những mô thuộc trung phôi bì này có tính linh hoạt (plasticity) cao và có thể chuyển biệt hóa thành các tế bào thuộc lớp phôi bì khác như tế bào tụy [69, 94, 166] Các nghiên cứu khảo sát hiệu quả điều trị đái tháo đường típ 1 của tế bào gốc trung mô ở động vật [79, 88,

90, 111, 142] và ở người [170, 177, 199] cũng đã được thực hiện và cho thấy các phát hiện đáng chú ý Thực vậy, nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh tế bào gốc trung mô sau khi ghép có khả năng di cư đến các tụy [111, 160], khả năng điều biến miễn dịch [30] Đồng thời, tế bào gốc trung mô còn có khả năng tiết rất nhiều yếu tố tăng trưởng và chất dinh dưỡng cần thiết để kích thích sự tăng sinh và hoạt hóa chức năng các tế bào gốc/tiền thân tại chỗ và thúc đẩy quá trình tái tạo các tiểu đảo tụy [52, 78]

Ở Việt Nam, nghiên cứu để điều trị bệnh đái tháo đường bằng liệu pháp tế bào gốc trung mô đã có nhiều bước tiến quan trọng, có nhiều nghiên cứu đã được công

bố

Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu và Ứng dụng Tế bào gốc, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TPHCM trong 10 năm qua đã thực hiện nhiều nghiên cứu cơ bản về tế bào gốc, hợp tác với một số bệnh viện trong thử nghiệm lâm sàng ứng dụng tế bào gốc để điều trị một số bệnh Riêng trong lĩnh vực bệnh đái tháo đường, phòng thí nghiệm đã tiến hành một đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu điều trị thực nghiệm bệnh đái tháo đường type 1 bằng liệu pháp tế bào gốc” (mã số DTDL.2012-G/23), và luận án này là một phần quan trọng của nhiệm vụ khoa học được Bộ Khoa học và Công nghệ cấp kinh phí thực hiện, trong khuôn khổ đề tài độc lập cấp Nhà nước này

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu thực nghiệm điều trị bệnh đái tháo đường bằng liệu pháp tế bào gốc là bước quan trọng không thể thiếu, giúp hiểu các cơ chế sinh học tế bào gốc trong cơ thể ghép, tạo cơ sở cho việc nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng điều trị bệnh đái tháo đường bằng liệu pháp tế bào gốc Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở và các giá trị tham khảo để có thể xây dựng các quy trình công nghệ, phương pháp/liệu pháp điều trị trên người

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Bệnh đái tháo đường

Khái niệm

Đái tháo đường (ĐTĐ) là bệnh rối loạn chuyển hóa glucose có liên quan đến insulin và hoạt động chức năng của insulin Biểu hiện bệnh là tình trạng glucose máu cao mãn tính, dẫn đến các biến chứng như bệnh về võng mạc, bệnh thận, bệnh thần kinh, … Bệnh đái tháo đường đòi hỏi các chăm sóc y tế thường xuyên và ý thức kiểm soát sức khỏe tự thân của bệnh nhân nhằm ngăn ngừa các biến chứng của bệnh [27, 28]

Dịch tễ

Trên thế giới, số ca bệnh ĐTĐ là khoảng 108 triệu người vào năm 1980 và đến năm 2014, có khoảng 422 triệu người mắc bệnh này Tỉ lệ mắc bệnh tăng gần gấp đôi

từ năm 1980, từ mức 4,7% lên 8,5% tổng dân số Các quốc gia có mức thu nhập thấp

và trung bình có tỉ lệ mắc ĐTĐ tăng nhanh hơn so với các quốc gia có thu nhập cao [182] Ở Việt Nam, trong một khảo sát toàn quốc vào năm 2012, tỉ lệ bệnh ĐTĐ là 5,4% và tỉ lệ bệnh nhân bị rối loạn dung nạp glucose là 13,7% [97]

Phân loại

Bệnh đái tháo đường được phân thành bốn loại chính [28, 34]:

 Đái tháo đường típ 1 (ĐTĐ T1): là bệnh tự miễn đa gen, do sự hư hại của tế bào beta tụy và thường dẫn đến sự thiếu hụt hoàn toàn insulin, chiếm 5-8% trong tổng số ca mắc bệnh ĐTĐ;

 Đái tháo đường típ 2 (ĐTĐ T2): sinh lí bệnh ĐTĐ T2 rất phức tạp, có nhiều yếu tố góp phần vào sự tăng glucose máu, từ tình trạng kháng insulin và sự suy giảm tiết insulin tiến triển ĐTĐ T2 thường do lối sống và có thể phòng ngừa được;

 Đái tháo đường thai kỳ: gặp ở khoảng 2% các thai phụ, được phát hiện vào 3 tháng giữa hoặc 3 tháng cuối thai kỳ, và sẽ tự khỏi sau sinh;

 Bệnh đái tháo đường do nguyên nhân khác như:

o Bệnh ĐTĐ do sai hỏng di truyền về chức năng của tế bào beta: bệnh này thường được gọi là ĐTĐ khởi phát khi trưởng thành ở người trẻ (MODY_maturity-onset diabetes in youth), rất hiếm gặp và hầu hết các bác sĩ chẩn đoán MODY như đái tháo đường típ 1 hoặc típ 2, MODY di truyền đơn gen trội và có 14 thể phụ (MODY 1, MODY 2,

…, MODY 14);

o Bệnh ĐTĐ do sai hỏng di truyền về hoạt động của insulin;

o Bệnh ĐTĐ do bệnh tụy ngoại tiết;

o Bệnh ĐTĐ do hóa chất hoặc thuốc (như thuốc điều trị HIV/AIDS hoặc sau ghép tạng)

Chẩn đoán

Bảng 1.1 Các tiêu chuẩn chẩn đoán đái tháo đường [28]

A1C ≥ 6,5% Xét nghiệm được thực hiện trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp được NGSP chứng nhận và chuẩn hóa theo xét nghiệm của DCCT.*

HOẶC Glucose huyết tương tĩnh mạch lúc đói (Fasting plasma glucose_FPG) ≥ 126 mg/dL (tương đương 7,0 mmol/L)

Thời gian nhịn đói ít nhất 8 giờ trước xét nghiệm

HOẶC Xét nghiệm dung nạp glucose huyết tương sau 2 giờ ≥ 200 mg/dL (11,1 mmol/L) Xét nghiệm được thực hiện theo mô tả của WHO, lượng glucose sử dụng chứa tương đương 75g glucose khan được hòa tan trong nước

HOẶC

Ở bệnh nhân có các triệu chứng điển hình của glucose máu cao hoặc tăng glucose máu cấp, với glucose huyết tương ngẫu nhiên ≥ 200 mg/dL (11,1 mmol/L) NGSP: National Glycohemoglobin Standardization Program: Chương trình chuẩn hóa glycohemoglobin quốc gia Hoa Kì

DCCT: Diabetes Control and Complications Trial: nghiên cứu các biến chứng và kiểm soát ĐTĐ

Bệnh đái tháo đường típ 1

ĐTĐ típ 1 là bệnh thiếu hụt hoàn toàn insulin, vì vậy, bệnh nhân ĐTĐ típ 1 phụ thuộc vào insulin ngoại sinh [25]

Sự thiếu hụt insulin ở bệnh nhân ĐTĐ típ 1 do sự phá hủy tế bào beta tụy trung gian miễn dịch và có liên quan đến sự tự miễn [11, 25] Các trường hợp này được xếp vào nhóm ĐTĐ típ 1a [25] Ở nhóm ĐTĐ típ 1 nhỏ hơn, nhóm 1b (hay còn gọi là ĐTĐ tự phát), bệnh nhân ĐTĐ không bị tự miễn và cơ chế gây thiếu hụt insulin vẫn chưa rõ Bệnh nhân ĐTĐ típ 1b có số lượng ít và phổ biến ở người gốc châu Á

và châu Phi [11, 25]

1.1.5.1 Sinh lí bệnh đái tháo đường típ 1

a Đái tháo đường típ 1 qua trung gian miễn dịch

Phần lớn bệnh nhân mắc ĐTĐ típ 1 do tự miễn, có liên quan đến nhiều gen Các trường hợp này thường có cơ địa nhạy cảm về di truyền và bệnh khởi phát khi có

sự tương tác giữa yếu tố di truyền (gen), miễn dịch cơ thể và yếu tố môi trường [11]

Sự phát sinh các phản ứng tự miễn có thể xuất phát từ một hoặc nhiều yếu tố: (i) Gen nhạy cảm (HLA, INS, CTL4, PTPN22, …); trong đó, các gen trên HLA đóng vai trò lớn, chiếm 40 – 50% nguy cơ về di truyền của bệnh đái tháo đường típ 1 [11, 185];

(ii) Các biến đổi ngoài gen (Epigenetic modification): như sự methyl hóa DNA, acetyl hóa histone, …; các biến đổi này có liên quan đến điều hòa phiên mã

và quyết định đến các sản phẩm phiên mã (transcriptome) của tế bào, từ đó ảnh hưởng đến chức năng của tế bào [25, 185];

(iii) Kháng nguyên tự thân và kháng thể tự thân (Auto-antigen và auto-antibody): như ICA (Islet cell autoantibody), IAA (Insulin associated antibody) (thường xuất hiện đầu tiên ở trẻ nhỏ), tiếp theo là kháng thể kháng GAD65 (glutamic acid decarboxylase, 65 kDa) và kháng thể kháng IA-2 (tyrosine phosphatase

insulinoma associated 2) [11, 25] Các yếu tố này còn được gọi là dấu ấn miễn dịch và được dùng trong xác định ĐTĐ típ 1 (thường dùng ICA) [11] (iv) Ảnh hưởng từ môi trường: như trong trường hợp nhiễm virus, sự tương đồng giữa kháng nguyên từ tác nhân gây bệnh và kháng nguyên từ tế bào beta (như protein từ virus coxsackie B4 và GAD); các hóa chất độc có thể làm thay đổi chức năng tế bào beta như vacor, hydrogen cyanid; và albumin trong sữa bò cũng là yếu tố nguy cơ vì protein này có một vùng tương tự với protein bề mặt của tế bào beta, p69 [11, 185];

(v) Phản ứng miễn dịch: Trong quá trình trưởng thành của tế bào tuyến ức (thymocyte), xảy ra sự lựa chọn dương và lựa chọn âm Quá trình này đòi hỏi phải có sự tương tác giữa các phân tử MHC trên tế bào trình diện kháng nguyên (APC) với kháng nguyên tự thân (autoantigen) (ví dụ như proinsulin), và TCR trên bề mặt của tế bào tuyến ức Tỷ lệ lớn (98%) tế bào tuyến ức bị loại bỏ bởi quá trình apoptosis (lựa chọn âm) Phần còn lại (2%) được lựa chọn dương và sau đó di chuyển ra máu ngoại vi, trở thành các tế bào T trưởng thành Các tế bào T trưởng thành sau đó sẽ phát triển thành tế bào T CD4+ và CD8+ và tế bào T điều hòa (Treg) Sự cân bằng giữa Treg và

T tác động (T-effector) đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển bệnh đái tháo đường típ 1 [185] Ở giai đoạn đầu của bệnh, các kháng nguyên được nhận biết thông qua phản ứng viêm không chuyên biệt, đáp ứng tự miễn bắt đầu phá hủy tế bào beta và bộc lộ nhiều kháng nguyên của tế bào beta; và từ

đó, sự tự miễn lan rộng dẫn đến các tế bào beta bị tấn công và chết nhiều hơn [11]

Sự hư hại của tụy ở các trường hợp ĐTĐ típ do tự miễn có thể quan sát thấy qua hình ảnh mô học ở các giai đoạn: sự xâm nhiễm của các tế bào lympho ở đảo tụy dẫn đến tình trạng viêm tụy và sự phá hủy tế bào beta và sau cùng các tiểu đảo sẽ teo

và thoái hóa [11] Các nghiên cứu khám nghiệm cho thấy 70 – 100% tế bào beta bị khuyết ở bệnh nhân ĐTĐ típ 1 [124]

b Đái tháo đường típ 1 không qua trung gian miễn dịch

Bệnh ĐTĐ típ 1 tự phát hay không do tự miễn là kiểu ĐTĐ không rõ nguyên nhân; bệnh nhân có biểu hiện giống ĐTĐ típ 1 qua trung gian miễn dịch: nhiễm ceton acid từng đợt xen kẽ với các giai đoạn thiếu hụt insulin ở các mức độ khác nhau Tuy nhiên, các trường hợp ĐTĐ tự phát âm tính với các dấu ấn miễn dịch của sự tự miễn

tế bào beta [11, 25] Bệnh nhân ở thể ĐTĐ này có thể bị suy chức năng tế bào beta

và nhiễm ceton acid trầm trọng, biểu hiện nhu cầu insulin tuyệt đối; tuy nhiên, nhu cầu insulin không ổn định lâu dài (lúc có lúc không), thể hiện sự phục hồi tiết và chức năng insulin nội sinh sau các pha cấp tính [11, 25]

Hình 1.1 Cơ chế bệnh sinh đái tháo đường típ 1 qua trung gian miễn dịch [176]

Các giai đoạn của quá trình phát triển bệnh ĐTĐ típ 1 qua trung gian miễn dịch:

Đầu tiên, cơ địa nhạy cảm về di truyền của bệnh nhân và tác động của yếu tố môi trường dẫn đến sự kiện: ở tụy, tế bào beta sản xuất nhiều IFN-α và bộc lộ MHC lớp I Điều này dẫn đến sự tấn công tế bào beta của tế bào T CD8 đặc hiệu cho các kháng nguyên tụy Sau đó, các tế bào trình diện kháng nguyên bắt lấy các kháng nguyên của tế bào beta và đưa đến hạch lympho tụy Trong khi đó,

ở ngoại vi, tác động của các yếu tố môi trường gây ra các biến đổi về chuyển hóa, tạo

ra môi trường tiền viêm nhằm thúc đẩy đáp ứng của tế bào T tác động hơn là chức năng của tế bào T điều hòa Các kháng nguyên tế bào beta hiện diện trong môi trường tiền viêm cùng với tế bào T CD4 hỗ trợ tạo ra sự biến đổi tế bào B thành tương bào; sau đó, các kháng thể tự thân kháng insulin được tạo ra Đồng thời, các tế bào T CD8 được kích thích tăng sinh và di chuyển vào trong tụy Sau đó, đợt giết tế bào beta thứ hai diễn ra và có sự hỗ trợ của perforin, IFN-γ, và TNF-α Sự khủng hoảng này làm cho nhiều tế bào beta ngưng sản xuất insulin Tế bào beta chết làm giải phóng nhiều kháng nguyên mới và được bắt giữ bởi các tế bào trình diện kháng nguyên, bao gồm

cả các tế bào B, và được chuyển vào hạch lympho tụy Quá trình này tạo ra tính đặc hiệu mới của tế bào T CD4 và T CD8 và tế bào B và được gọi là sự lan truyền epitop

Do đó, đợt tấn công tế bào beta tiếp theo trầm trọng hơn và thường dẫn đến sự suy giảm lớn chức năng và khối tế bào beta [176]

Tuy nhiên, phản ứng viêm do tự miễn cũng có thể kích thích sự tăng sinh của một số tế bào beta, vì thế khối tế bào beta tạm thời phục hồi Đồng thời, đôi khi tế bào Treg có thể áp đảo và ức chế phản ứng tấn công Sự thay đổi về cân bằng đáp ứng tấn công phá hủy và sự điều hòa miễn dịch dẫn đến tăng khối tế bào beta và sự sản xuất insulin Hiện tượng này xảy ra sau khi đái tháo đường típ 1 lâm sàng được xác định và được gọi là giai đoạn “trăng mật”, lúc này, bệnh nhân tạm thời giảm nhu cầu hoặc không cần dùng insulin ngoại sinh Nhưng cuối cùng, sự tấn công tế bào beta lại tiếp tục và ĐTĐ típ 1 được xác định khi chức năng của tế bào beta chỉ còn 10 – 30% [11, 176]

1.1.5.2 Triệu chứng và biến chứng của bệnh đái tháo đường típ 1

Bệnh nhân đái tháo đường típ 1 có glucose máu tăng cao và thiếu hụt insulin tuyệt đối dẫn đến sự thành lập thể ceton, tăng áp lực thẩm thấu huyết tương và có đường trong nước tiểu Do đó, bệnh nhân tiểu nhiều, khát nhiều, mờ mắt và giảm cân

do mất nước, li giải mô mỡ, li giải glycogen Glucose máu cao có thể làm rối loạn chức năng dẫn truyền thần kinh, tình trạng nặng hơn có thể gây hôn mê [11] Đo đó, bệnh ĐTĐ típ 1 có thể gây ra nhiều biến chứng nguy hiểm như suy thận, xuất huyết võng mạc, đục thủy tinh thể, mù lòa, bệnh cơ tim, bệnh thần kinh, bệnh động mạch vành, bệnh mạch ngoại vi, … [149]

1.1.5.3 Điều trị bệnh đái tháo đường típ 1

Mục tiêu của điều trị bệnh ĐTĐ là duy trì glucose máu ở mức ổn định nhằm làm giảm bớt các triệu chứng, ngăn ngừa, làm chậm sự phát triển các biến chứng, nâng cao chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân [19] Vì vậy, ngoài chế độ dinh dưỡng

và rèn luyện cơ thể được khuyến nghị cho cả 2 típ ĐTĐ, việc điều trị bệnh nhân ĐTĐ típ 1 được thực hiện bằng nhiều phương pháp: bổ sung insulin ngoại sinh, cải thiện chức năng và khối tế bào beta tụy bằng thuốc, ghép tạng hoặc tế bào beta, và gần đây nhất là ghép tế bào gốc

a Liệu pháp insulin

Trước khi insulin động vật được phát hiện có thể điều trị cho người bởi Banting

và Best vào năm 1922, ĐTĐ típ 1 là bệnh gây chết và không thể điều trị [138] Ngày nay, insulin trong trị liệu đã rất đa dạng về nguồn gốc (động vật hoặc tái tổ hợp hoặc dạng analogue), thời gian tác động (nhanh, bán chậm hoặc rất chậm) và thể dạng (bút chích, máy bơm insulin, insulin bơm vào niêm mạc mũi, insulin uống, insulin dạng tọa dược hoặc insulin khí dung) [19, 138]

Những tác dụng phụ của liệu pháp insulin bao gồm phản ứng chậm của da ở

vị trí tiêm insulin, dị ứng insulin toàn thân, kháng insulin, loạn dưỡng mỡ [19, 138] Ngoài ra, các tác dụng không mong muốn do điều trị bằng insulin còn có hạ glucose máu [19, 138], phù do insulin, tăng cân [138]

Insulin được nhận định là phương pháp điều trị bệnh ĐTĐ chứ không phải là phương pháp chữa khỏi bệnh ĐTĐ [164] bởi vì phương pháp này không giúp khôi phục hay tái tạo lại các tế bào beta tụy đã bị hư hại

b Điều trị theo chiến lược thay thế tế bào beta

Ghép tụy: thường được thực hiện đồng thời với ghép thận, đã được ứng dụng trên 20 năm cho các bệnh nhân ĐTĐ típ 1 với các mức độ phụ thuộc insulin khác nhau theo thời gian Thông thường, ghép tụy khó thực hiện vì mô tạng dễ bị hư trong quá trình phẫu thuật và cần phải xử lí khả năng ngoại tiết của tụy ghép Các cải tiến

kĩ thuật đã được phát triển như đo amylase nước tiểu để xác định chức năng ngoại tiết và cải thiện khả năng tương hợp giữa mô tụy cho và người nhận bằng cách sử dụng các thuốc ức chế miễn dịch mới như tacrolimus và mycophenolate mofetil, và việc giảm liều dùng corticosteroid sẽ làm giảm tỉ lệ thải ghép cấp tính và tăng khả năng tồn tại của mô ghép Hiện nay, khả năng sống đến 3 năm của mô ghép có thể đạt đến 80% [138] Tuy nhiên, do khan hiếm nguồn tạng, khả năng tương hợp mô giữa người cho và người nhận thấp và bệnh nhân phải được theo dõi và dùng thuốc

ức chế miễn dịch suốt đời nên phương pháp ghép tụy được ứng dụng rất hạn chế, chủ yếu dành cho bệnh nhân không thể dùng insulin hoặc bị ĐTĐ típ 1 suy thận giai đoạn cuối [19]

Ghép tế bào beta: phương pháp này có ưu điểm hơn phương pháp ghép tụy ở vấn đề (i) nguồn cho tạng có thể dùng từ người chết lâm sàng, người bị tai nạn được bảo quản tốt và (ii) giảm một phần thuốc ức chế miễn dịch [19] Tuy nhiên, phương pháp này cũng phụ thuộc vào nguồn tạng cho nên cũng hạn chế ứng dụng do nguồn cho tạng không nhiều và không có sẵn Để đạt được hiệu quả, số lượng tế bào tiểu đảo phải từ nhiều người mới có thể đủ để ghép cho một người Đồng thời, việc ghép

tế bào tiểu đảo theo đường tĩnh mạch gan cũng gây các tác dụng phụ như chảy máu, đông máu tại chỗ và sự thất thoát tế bào sau ghép làm cho hiệu quả ghép tế bào beta còn nhiều hạn chế

Hiện nay, nhiều cải tiến kĩ thuật đã làm tăng số lượng tế bào beta ghép và/ hoặc làm giảm khả năng thất thoát, tăng khả năng tồn tại tế bào ghép như:

- Phương pháp bao nang (microencapsulation) tế bào beta nhằm giảm khả năng gây chết tế bào do miễn dịch [138];

- Biến đổi tế bào beta: khác với tế bào beta trưởng thành của chuột, tế bào beta người không thể phân chia ở điều kiện bình thường Tuy nhiên, các nghiên cứu bước ngoặt của Efrat và Hanahan vào những năm 1980 cho thấy có thể biến đổi

sự chuyển tiếp pha G1/S trong chu kì tế bào để kích hoạt sự phân chia tế bào beta

Từ đó, nhiều nghiên cứu tiếp theo nỗ lực phát triển các dòng tế bào beta có thể phân chia bằng cách biến đổi gen tế bào beta bằng cách thêm gen kháng nguyên

T từ polyomavirus SV40, hoặc các oncogen Ras, hoặc gen mã hóa cho TERT (Telomerase reverse transcriptase) hoặc kết hợp các công cụ này Tuy nhiên, hướng tiếp cận này chưa ứng dụng được vì các còn nhiều hạn chế như các tế bào beta sau biến đổi không biệt hóa hoặc không biểu hiện marker của tế bào beta, không tiết insulin, giảm khả năng phân chia theo thời gian, tính an toàn của tế bào biến đổi, …[68]

- Tế bào beta từ nguồn khác: tế bào gốc (như tế bào gốc phôi hay tế bào gốc trưởng thành) cũng có thể là nguồn cung cấp tế bào tiểu đảo để cấy ghép trong điều trị đái tháo đường [138]

c Liệu pháp tế bào gốc

Hiện nay, liệu pháp tế bào gốc và tế bào tiền thân đóng vai trò chủ lực cho y học tái tạo và phục hồi Liệu pháp này sử dụng các tế bào gốc và tế bào tiền thân như một công cụ hiệu quả trong việc ngăn ngừa, điều trị bệnh hay sửa chữa, thay thế các

cơ quan bị hư hại

Các nguồn tế bào tế bào gốc và tế bào tiền thân đã được nghiên cứu và ứng dụng trong điều trị ĐTĐ như:

 Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cell_ESC): là những tế bào vạn năng thuộc khối tế bào bên trong của phôi đang phát triển, đã được phân lập thành công

từ 1998 [41, 164] Từ nghiên cứu biệt hóa thành công ESC thành tế bào tiết insulin của D’Amour vào năm 2006, nhiều nghiên cứu đã được tiếp tục nhằm tạo ra các tế bào tiết insulin có chức năng in vitro và in vivo [41] Năm 2014,

nhóm nghiên cứu của Viện Tế bào gốc Havard đã sản xuất thành công các tế bào tiết insulin có chức năng từ tế bào gốc phôi người và các tế bào này đã được dùng điều trị có hiệu quả trên chuột ĐTĐ và tiếp tục được thử nghiệm trên linh trưởng [140]

 Tế bào gốc vạn năng cảm ứng từ tế bào trưởng thành (induced Pluripotent stem cell_iPSC): được tạo ra từ nghiên cứu của Yamanaka và cộng sự và có đặc điểm tương tự ESC nên các quy trình biệt hóa ESC thành IPC được cho rằng

có thể ứng dụng cho iPSC [41] Tuy nhiên, hiện nay, cũng như ESC, hướng tiếp cận trên iPSC trong điều trị ĐTĐ vẫn còn đang được tiếp tục nghiên cứu

ở mức in vitro và trên động vật [73, 106]

 Tế bào gốc tạo máu (Hematopoietic stem cell_HSC): ở mô hình động vật, ghép đồng loại HSC có thể ngăn ngừa sự tiến triển của bệnh ĐTĐ típ 1 do tự miễn nhưng không thể chữa trị được bệnh bởi vì HSC có thể hỗ trợ sự dung nạp các

tế bào beta tụy nhưng không khôi phục lại được nguồn tế bào tiết insulin này

Vì vậy, việc ghép HSC cần thực hiện cùng với ghép nguồn tế bào thay thế tế bào beta [164] Nghiên cứu của Vanikar và cộng sự (2010) đã chứng minh đồng ghép HSC và IPC được biệt hóa từ ASC làm giảm nhu cầu insulin, cải thiện chỉ số HbA1C và tăng nồng độ C-peptide đến 23 tháng theo dõi ở 11 bệnh nhân ĐTĐ típ 1 [177]

 Tế bào gốc trưởng thành: như tế bào gốc trung mô

1.2 Liệu pháp tế bào gốc trung mô trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1 Trong ứng dụng tế bào gốc trung mô (MSC) trong điều trị đái tháo đường típ 1, kết quả được mong muốn chính là tăng khối tế bào beta có chức năng (hoạt động)

Để đạt được điều này, vai trò của MSC có thể là:

- Thay thế tế bào beta thông qua sự biệt hóa thành tế bào beta hoặc tế bào giống tế bào beta có khả năng tiết insulin [67, 164];

- Làm giảm hoặc ngăn chặn các phản ứng tự miễn đối với tế bào beta, nhằm bảo tồn các tế bào beta còn lại [67];

- Sự di cư của MSC đến tụy và khả năng sửa chữa mô, biến đổi vi môi trường tụy bằng việc tiết ra nhiều yếu tố dịch thể nhằm kích thích sự tái tạo nội sinh [67, 164]

Ngoài tác dụng làm ổn định và đưa nồng độ glucose máu trở về mức bình thường, liệu pháp tế bào gốc trung mô còn có thể ngăn ngừa hoặc làm chậm sự tiến triển các biến chứng của ĐTĐ, giảm nhẹ quy trình điều trị và tác dụng có hại của thuốc ức chế miễn dịch Ngoài ra, nhu cầu insulin giảm hoặc không phụ thuộc insulin cùng với tăng nồng độ C-peptide cũng là các hiệu quả đáng quan tâm của liệu pháp

tế bào gốc trong điều trị ĐTĐ típ 1 [164]

Nghiên cứu trên thế giới về liệu pháp tế bào gốc trung mô trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1

Liệu pháp tế bào gốc trong điều trị đái tháo đường hướng đến việc tạo mới, bổ sung những tế bào beta hay tế bào tiết insulin cho cơ thể Ghép tế bào gốc khắc phục được những hạn chế của phương pháp ghép mô/tế bào tiểu đảo trước đây như: (i) không phụ thuộc nguồn mô/tế bào hiến tặng, (ii) có thể có số lượng lớn đủ để ghép hiệu quả, điều này thật sự quan trọng trong trường hợp ĐTĐ típ 1, khi mà lượng tế bào ghép phải nhiều và sự phát triển của tế bào beta phải nhanh hơn sự phá hủy của

196] Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thấy việc ghép IPC không làm hạ glucose máu ở mô hình động vật ĐTĐ [83, 133]

1.2.1.2 Nghiên cứu ghép MSC trong điều trị ĐTĐ típ 1

Nhiều nghiên cứu chứng minh ghép MSC có khả năng cải thiện glucose máu trong điều trị ĐTĐ típ 1 cả ở nghiên cứu trên động vật lẫn trong lâm sàng Ở người, cho đến nay, ghép MSC chiếm đa số trong các ca thử nghiệm điều trị ĐTĐ típ 1 so với ghép các loại tế bào khác [43, 44, 80, 199] Đặc biệt, sản phẩm MSC (đồng loại) – Prochymal® của Osiris Therapeutics đã được thử nghiệm lâm sàng trong điều trị ĐTĐ típ từ năm 2008 (NCT00690066)

Ở mô hình động vật, dị ghép MSC người vào chuột ĐTĐ cũng có hiệu quả tương tự như ghép đồng loại hay ghép tự thân Thực vậy, trong nhiều nghiên cứu, mức glucose máu ở chuột được ghi nhận giảm đáng kể từ vài ngày đến hai tuần sau ghép MSC người và tiếp tục giảm sau 20 ngày đến 10 tuần sau đó [29, 79, 81, 82, 88,

111, 173, 186, 189, 202] Ghép đa liều MSC cũng được chứng minh có hiệu quả hạ glucose máu [79, 111] Điều này gây chú ý cho nhiều nhà khoa học, vì thế, các nghiên cứu về cơ chế của việc hiệu quả dị ghép MSC trên mô hình động vật vẫn được thực hiện Các nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng tế bào gốc trung mô trong điều trị ĐTĐ típ 1

1.2.1.3 Nghiên cứu ghép đồng thời MSC và IPC

Các nghiên cứu trước đã chứng minh rằng ghép MSC đồng thời với ghép tế bào tiểu đảo giúp nâng cao chức năng của mô ghép [85, 96, 115] Từ đó, ghép đồng thời MSC và IPC (biệt hóa từ IPC) được đề nghị nhằm 2 mục đích: các IPC đóng vai trò thay thế các tế bào beta và MSC hỗ trợ khả năng dung nạp IPC nhờ vào khả năng điều biến miễn dịch của MSC

Nghiên cứu trong nước về liệu pháp tế bào gốc trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1

Ở Việt Nam, với thế mạnh về công nghiệp dược liệu, các nghiên cứu về điều trị bệnh đái tháo đường ở nước ta chủ yếu là các nghiên cứu điều trị hoặc hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường bằng dược chất tự nhiên [6, 8, 12], … Các nghiên cứu này

chủ yếu tập trung vào bệnh đái tháo đường típ 2 với các khảo sát về glucose máu và một số chỉ tiêu sinh hóa máu như chuyển hóa lipid, chống oxi hóa, giảm kháng insulin Đồng thời, một số mô hình động vật bệnh đái tháo đường típ 2 đã được thực hiện bằng tiêm streptozotocin và khẩu phần ăn giàu chất béo [1, 5]

Bên cạnh đó, hiện nay, ở Việt Nam, các nghiên cứu về tế bào gốc đã có nhiều bước tiến quan trọng Cụ thể, trong 5 năm gần đây, nghiên cứu về tế bào gốc gặt hái được nhiều thành tựu ở nhiều đơn vị trong nước Một số nghiên cứu đã được đánh giá theo kịp trình độ của thế giới [84, 143-145, 167-169, 171], Bên cạnh đó, từ năm 1997 đến nay, việc ứng dụng liệu pháp tế bào gốc cũng đã mang lại các kết quả khả quan trong điều trị một số bệnh như: ghép tế bào gốc điều trị bệnh ung thư máu [14], suy tủy [4] điều trị bệnh nhân ly thượng bì thể loạn dưỡng di truyền lặn [7], điều trị bệnh khớp [9, 17, 18], tách tế bào gốc tủy xương để điều trị suy tim [10], điều trị chấn thương cột sống liệt tủy hoàn toàn [16], bệnh bề mặt nhãn cầu [2], điều trị xơ gan trên mô hình động vật [13], …

Trong hướng ứng dụng tế bào gốc trong nghiên cứu và điều trị bệnh đái tháo đường, một số kết quả đã được công bố ở Việt Nam như biệt hóa tế bào gốc màng ối

và máu dây rốn thành tế bào tiết insulin [15, 20], điều trị loét da ở chuột cao glucose máu [21] Các thành tựu này là tiền đề cho nghiên cứu về điều trị bệnh đái tháo đường bằng liệu pháp tế bào gốc ở Việt Nam

1.3 Cơ sở khoa học của ứng dụng liệu pháp tế bào gốc trung mô trong điều trị bệnh đái tháo đường típ 1

Tế bào gốc trung mô

Các tế bào gốc trung mô hiện là một công cụ hữu ích cho liệu pháp tế bào trong y học do chúng sở hữu khá nhiều đặc điểm có lợi trong quá trình cấy ghép, chẳng hạn như tính sinh miễn dịch thấp (không biểu hiện HLA lớp II và biểu hiện thấp HLA lớp I), và khả năng điều biến hệ miễn dịch trong cơ thể nhận [30, 71] Ngoài ra, các tế bào này còn có khả năng di cư đến mô trong điều kiện bình thường hoặc bị tổn thương sau khi ghép Đây có thể được xem là đặc tính rất quan trọng của

tế bào gốc trung mô trong cấy ghép [33, 57, 159, 193, 200]

MSC có thể được thu nhận từ một mẫu/lượng mô nhỏ MSC có khả năng tăng sinh số lượng lớn trong nuôi cấy Hơn nữa, các tế bào này có thể tiết rất nhiều chất kích thích, hỗ trợ cho việc tái tạo mô [86, 103, 131, 132]

Kết quả của những nghiên cứu gần đây chứng minh MSC tham gia sửa chữa những tổn thương của mô có thể thông qua: (1) khả năng biệt hóa; (2) khả năng di cư; (3) khả năng điều biến miễn dịch; (4) khả năng điều biến vi môi trường mô và tái tạo

1.3.1.1 Đặc điểm của tế bào gốc trung mô

Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cell_MSC) còn được gọi là tế bào gốc trưởng thành, và được phân lập từ nhiều mô khác nhau như tế bào gốc trung mô tủy xương (Bone marrow mesenchymal stem cell_BM-MSC), tế bào gốc mô mỡ (Adipose-derived stem cell_ASC), tế bào gốc máu dây rốn (Umbilical cord blood mesenchymal stem cell_UCB-MSC), tế bào gốc màng dây rốn (Umbilical cord mesenchymal stem cell_UC-MSC), …

Theo Hội Liệu pháp Tế bào quốc tế (International Society for Cellular Therapy_ISCT), tế bào gốc trung mô có các đặc điểm như sau [62]:

(1) Có khả năng bám dính bề mặt plastic của vật liệu nuôi cấy;

(2) Có khả năng biệt hóa đa tiềm năng và duy trì được đặc tính đa tiềm năng khi tăng sinh trong in vitro; cụ thể, MSC có khả năng biệt hóa thành ít nhất 3 dòng

tế bào bao gồm mỡ, sụn và xương;

(3) Có khả năng tự làm mới trong thời gian dài; và biểu hiện dương tính mạnh với một số kháng nguyên bề mặt của MSC như CD44, CD73, CD90 và CD105; biểu hiện âm tính với CD14 (kháng nguyên đặc trưng của các bạch cầu đơn nhân), CD34 (kháng nguyên của các tế bào gốc tạo máu), CD45 (kháng nguyên của tế bào bạch cầu) và HLA-DR (kháng nguyên của các tế bào trưởng thành)

Hình 1.2 Hình dạng ASC trong nuôi cấy in vitro ASC qua 5 ngày nuôi cấy Tế bào sau phân lập (a) 30 phút, (b) 3 giờ, (c) 1 ngày, (d)

2 ngày, (e) 3 ngày, (f) 4 ngày, và (g) 5 ngày Mũi tên ở hình (h) và (i) biểu thị tế bào

có hình dạng không điển hình hoặc bất thường Thước đo = 100 µm [66]

Hình 1.3 Khả năng biệt hóa của ASC ASC biệt hóa thành (a) tế bào mỡ, (b) nguyên bào xương và (c) tế bào sụn, thước đo

= 50 µm [49]

Bảng 1.2 Kiểu hình miễn dịch của tế bào gốc mô mỡ người trong phân đoạn

mạch nền (SVF) và ở các giai đoạn nuôi cấy

a: Số liệu được trình bày dưới dạng trung bình (mean) ±độ lệch chuẩn (SD);

b: p<0.01 đối với SVF, Student’s t-test;

c: p<.001 đối với SVF, Student’s t-test;

d: p<.05 đối với SVF, Student’s t-test;

e: Số liệu được trình bày trung bình của 4 bệnh nhân;

f: Số liệu được trình bày trung bình của 3 bệnh nhân [128]

Riêng đối với ASC, trong những thập niên trước, hầu hết các nghiên cứu sử dụng tế bào gốc từ mô mỡ ở dạng “tươi” (không qua nuôi cấy tăng sinh), hay còn được gọi là phân đoạn mạch nền (Stromal Vascular Fraction_SVF) Tuy nhiên, tỉ lệ ASC trong SVF khá thấp Vì thế, nuôi cấy tăng sinh cần thiết để làm tăng và làm đồng nhất quần thể ASC Các kết quả nghiên cứu gần đây cho thấy ASC sau khi tăng sinh cho kết quả tương tự hoặc tốt hơn so với ASC không tăng sinh [74, 201] ASC tăng sinh cải thiện thành công các bệnh như khuyết tật mô cứng hàm mặt [126, 154],

rò hậu môn trong bệnh Crohn [24, 141, 152], bệnh thận cấp tính [201], và các bệnh

do thiếu máu cục bộ khác [42, 150, 198] Một số quy trình nuôi cấy ASC in vitro đã được đề xuất và nhiều nghiên cứu cũng chứng minh phân lập thành công tế bào gốc

đa tiềm năng trong mô mỡ [60, 144, 163, 178, 190, 191, 203]

1.3.1.2 Khả năng biệt hóa của tế bào gốc trung mô

MSC nói chung và ASC nói riêng có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào chuyên hóa thuộc lớp trung phôi bì như tế bào mỡ, tế bào tạo xương, tế bào sụn, tế bào cơ Ngoài ra, MSC còn có thể chuyển biệt hóa in vitro thành các tế bào thuộc lớp ngoại phôi bì như tế bào thần kinh, các tế bào thuộc dòng nội phôi bì như tế bào tiết insulin (insulin-producing cell_IPC) [48, 122, 130, 137] Cấy ghép IPC được biệt hóa

từ ASC người có thể điều trị bệnh đái tháo đường ở động vật [48, 69, 172] Đặc biệt, trong một nghiên cứu, Gabr và cộng sự tiến hành kiểm tra huyết thanh của chuột và phát hiện có insulin và C-peptide người và lượng nhỏ insulin chuột [69] Một số nghiên cứu khác cũng cho kết quả tương tự [48, 172] Hiệu quả của việc ghép IPC được nhiều nhà khoa học cho rằng là do sự thay thế hay bổ sung các tế bào tế bào có khả năng tiết insulin Tuy nhiên, các IPC ghép không được chứng minh chúng hiện diện ở tụy; phần lớn các tế bào/cụm tế bào này tồn tại ở vỏ thận (nơi ghép) và khi lấy chúng ra khỏi cơ thể, hiệu quả điều trị giảm xuống hoặc không còn [48, 142] Một số nghiên cứu khác tiến hành cấy ghép MSC người vào động vật đái tháo đường và chứng minh các tế bào này có khả năng tiết insulin in vivo [48, 79] Ở góc độ này, cơ chế của hiệu quả điều trị bằng việc ghép các MSC chưa biệt hóa được đề xuất là do khả năng di cư của MSC và sự biệt hóa in vivo [38, 70, 142]

1.3.1.3 Khả năng di cư của tế bào gốc trung mô

a Tổng quan về sự di cư của tế bào gốc trung mô

Hai vấn đề được quan tâm nhiều khi sử dụng liệu pháp tế bào gốc trung mô đó

là (1) Sự di cư của MSC đến những mô đích và (2) sự hiểu biết về cơ chế tác động của MSC

Sự di cư của MSC được định nghĩa như là sự di cư xuyên qua migration) lớp biểu mô và sự bắt giữ MSC trong mạch máu của mô [95] Sau khi ghép/truyền tế bào vào cơ thể, di cư là quá trình xảy ra đầu tiên và nhanh chóng (thường được kiểm tra trong vài giờ đến 1-2 ngày) [108] Nhiều nghiên cứu đã chứng minh MSC có thể di cư từ ổ tế bào gốc đến các mô [95, 127, 158, 200] Các nghiên cứu về sự di cư của MSC được dựa trên nền tảng của các nghiên cứu về sự thoát mạch

(trans-của bạch cầu Quá trình di cư (trans-của MSC được đề xuất bao gồm các bước diễn ra như sau (1) hóa hướng động (chemotaxis and motility), (2) định vị (tethering and rolling), (3) bám dính (firm adhesion) và (4) sự thoát/xuyên mạch (diapedesis) [33]

b Sự di cư đến các mô trong cơ thể

Các tế bào gốc trung mô hiện là một công cụ hữu ích cho liệu pháp tế bào trong y học do chúng sở hữu khá nhiều ưu điểm trong quá trình cấy ghép, chẳng hạn như sự điều biến hệ miễn dịch của cơ thể người nhận, không có sự biểu hiện HLA lớp II, ngoài ra, các tế bào này còn có khả năng di cư đến mô trong điều kiện bình thường hoặc bị tổn thương sau khi ghép, đây có thể được xem là đặc tính rất quan trọng của tế bào gốc trung mô trong cấy ghép [159]

Một vài báo cáo đã cho thấy khả năng tế bào gốc trung mô di cư đến các vị trí

mô và cơ quan trong cơ thể như:

Allers và cộng sự đã nghiên cứu về sự di cư của tế bào gốc trung mô sau khi thực hiện tiêm tế bào này vào tĩnh mạch đuôi của những con chuột trưởng thành đã được gây suy giảm miễn dịch và kết quả là các tế bào gốc trung mô đã di cư và định

vị tại tủy xương, lách và các mô thuộc trung mô của chuột [26];

Devine và cộng sự [59] đã thực hiện quá trình ghép các tế bào gốc trung mô trên cơ thể của khỉ đầu chó, quá trình ghép không tạo ra các độc chất và các tế bào gốc trung mô có khả năng di cư và thiết lập ổ trong tủy xương trong thời gian kéo dài (hơn 1 năm); Chapel và cộng sự [51] thực hiện nghiên cứu tương tự và quan sát thấy MSC có ở nhiều mô, nhiều nhất ở đường ruột – dạ dày Phần trăm MSC ở các mô khác nhau xấp xỉ 0.1% đến 2.7%;

Sự điều trị các mô bị tổn thương được thực hiện bởi Barbash và cộng sự [32], các tế bào gốc trung mô của chuột cống đã được tiêm vào khoang tâm thất trái của chuột cống bị nhồi máu cơ tim, kết quả là có sự di chuyển và cư ngụ của các tế bào này trong tim đã bị nhồi máu vào 4h sau khi ghép;

Erices và cộng sự [65] mô tả sự di cư và tồn tại của hMSC ở tủy xương của chuột suy giảm miễn dịch sau khi được truyền tế bào Ngay sau khi truyền, MSC bị giữ lại ở phổi, và sau đó, tế bào rời phổi và phân bố đến các mô khác;