Tế bào tiền thân nôi mô (EPC) được xác định là các tế bào tiền thân đơn năng, so với các tế bào gốc khác nhiều tiềm năng hơn. Tuy nhiên, chúng vẫn mang đặc tính của tế bào gốc (như sự tự làm mới). EPC có khả năng biệt hóa thành các tế bào nội mô trưởng thành. Do đó, chúng góp phần hình thành mạch máu mới, tái tạo cơ tim, sửa chữa mạch và có thể, chúng cũng hỗ trợ cho sự phát triển khối u.
2.3.2. Đặc điểm của tế bào tiền thân nội mô 2.3.2.1 Hình thái [7]
Hình 2.4. Hình thái của tế bào tiền thân nội mô [22]
Về mặt hình thái, tế bào tiền thân nội mô có dạng tròn với nhiều kích thước khác nhau sau một tuần nuôi c ấy. Sang đến tuần thứ hai hoặc thứ ba, tế bào đạt được hình dạng thuôn hoặc dạng viên sỏi.
2.3.2.2 Các marker bề mặt của EPC [2]
HSC và EPC cùng có chung một nguồn gốc là u nguyên bào mạch, do vậy trong tủy xương, những tế bào này mang nhiều yếu tố xác định kháng nguyên bao gồm CD34, CD 133, Sca-1, c-Kit, Tie-2 (Khakoo và Finkle, 2005). Tuy nhiên khi vào hệ tuần hoàn, những tế bào này biểu hiện các marker nhóm tế bào nội mô bao gồm vWF (von Willebrand factor) và VE-cadherin (Hristov và Weber, 2004). Các EPC nguyên thủy có thể được xác định tốt nhất với đặc điểm CD 133+, CD34+, Fil-k+, VEGFR-2.
Trong đó, 2 marker CD34+ và CD133+ là đặc trưng nhất cho tế bào tiền thân nội mô.
12
2.3.3. Nguồn tế bào tiền thân nội mô [3], [7]
Trước năm 1997, các tế bào tiền thân nội mô (EPC) được biết chỉ tồn tại trong phôi, được gọi là nguyên bào mạch (hay EPC phôi), chúng có thể được thu nhận từ các tế bào trung mô ngo ại phôi. EPC phôi có khả năng tăng sinh, di cư và biệt hóa thành các tế bào dòng nội mô nhưng chưa mang các marker của tế bào nội mô trưởng thành.
EPC còn được tìm thấy trong tủy xương, máu ngoại vi và máu cuống rốn. Máu cuống rốn là nguồn giàu tế bào EPC, chứa tỷ lệ cao các tế bào CD133+ và CD34+ tương tự với máu ngoại vi từ cơ thể trưởng thành, chúng có thể biệt hóa thành tế bào nội mô ex vivo. Khi so sánh số tập đoàn nội mô c ủa máu cuống rố n với máu ngo ại vi trưởng thành, các kết quả cho thấy rằng các tế bào EC từ EPC có mức hoạt động của telomerase cao, như vậy, nó có khả năng khuếch đại các tập đoàn nhị cấp và tam cấp.
Gần đây, các EPC được xác định có trong các thành mạch máu, các tế bào nội mô tĩnh mạch cuống rốn người (HUVEC) và các tế bào động mạch chủ người (HAEC). Đây là một phát hiện quan trọng, vì EPC có trong HUVEC và HAEC được cho là các tế bào nội mô trưởng thành, tuy nhiên chúng không có khả năng biệt hóa đa dạng.
Hình 2.5. Các nguồn gốc của EP C [7]
Bên cạnh đó, lá lách cũng là một cơ quan có chứa nhiều EPC. Các tế bào này có thể tăng cường tái tạo nội mạch và giảm hình thành khối xơ vữa sau khi chấn thương động mạch cảnh. Khi truyền tĩnh mạch các EPC có nguồn gốc từ lá lách vào mô hình chuột bị cắt bỏ lá lách thì thấy có sự di chuyển của tế bào vào vùng bị thương. Mặc dù
13
hiện tượng này chỉ xuất hiện khi cơ quan chủ bị loại bỏ. Có thể giả thiết rằng việc cắt bỏ lá lách sẽ kéo dài thời gian tuần hoàn của EPC và có thể làm thay đổi các marker trên bề mặt tế bào (do các tín hiệu từ vùng bị thương).
Người ta cũng phát hiện được số lượng lớn tế bào EPC ở ruột và gan khi sử dụng các mô hình chuột ghép ruột và gan. Các EPC có nguồn gốc từ những ổ máu ngoại vi ở gan sẽ gắn kết với các cấu trúc mạch máu, giúp tăng cường sự hình thành mạch mới và nâng cao hồi phục lưu lượng máu ở bệnh thiếu máu chi c ục bộ.
Hơn thế nữa, cũng có nhiều báo cáo chứng minh rằng có thể thu được những tế bào gốc mà có thể biệt hóa in vitro thành tế bào nội mô từ những mô mỡ của người.
Những tế bào này sẽ tập trung vào chi bị thiếu máu, tăng mật độ mao mạch và cải thiện sự tạo mạch máu mới. Tuy nhiên, những nghiên cứu tương lai đòi hỏi cần phải xác định rõ đặc tính và các cơ chế liên quan đến sự biệt hóa của chúng.
2.3.4. Ứng dụng [3]
Tiềm năng tái tạo của tế bào tiền thân nội mô đã được khảo sát. Trong điều kiện in vitro, các tế bào gốc và tế bào tiền thân có khả năng tự làm mới và biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt cơ quan. Trong điều kiện in vivo, cấy ghép các tế bào này có thể giúp tái tạo cấu trúc hệ thống cơ quan. Ứng dụng này được sử dụng nhiều trong lĩnh vực nghiên cứu liệu pháp chữa trị các bệnh tim mạch. Tế bào EPC có thể biệt hóa thành các tế bào cơ tim khi đồng nuôi cấy với tế bào tim thai chuột. Tiêm EPC (tách từ máu ngo ại vi và tăng sinh in vitro) sẽ kích thích tân tạo mạch trong động vật mô hình thiếu máu cục bộ chi.
Mặc dù có tiềm năng, hứa hẹn trong các ứng dụng về thuốc tái tạo, tuy nhiên sự khan hiếm các quần thể EPC trong hệ thống mạch máu, kết hợp với suy giảm các EPC trong các trường hợp kiểu hình (như lớn tuổi, tiểu đường, tăng cholesterol huyết...) đã trở thành các giới hạn chủ yếu của liệu pháp c ấy ghép EPC sơ cấp.
Bên cạnh đó, người ta có sử dụng các liệu pháp gen để nâng cao ứng dụng của EPC. Sự biến đổi di truyền của các EPC nhằm biểu hiện tốt các nhân tố phát triển mạch máu, kích thích hoạt động truyền tín hiệu của đáp ứng tạo mạch và trẻ hóa hoạt tính sinh học hay kéo dài đời sống của các EPC sẽ đóng góp vào một chiến lược tiềm năng, qua đó có thể giải quyết được các giới hạn của liệu pháp cấy ghép EPC.
14
Tế bào tiền thân nội mô còn được ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ mô để cải thiện tính tương thích sinh học các mảnh ghép mạch. Các mảnh ghép nhân tạo được nuôi với các tế bào CD34+ tự thân từ tủy xương và sau đó đồng cấy vào động mạch chủ, kết quả cho thấy có sư gia tăng việc hình thành nội mô đồng thời có cả sự hình thành mạch so với đối chứng.