Hoạt tính tế bào gốc

Kỳ 1: Chuyện về những ngày đầu đi tìm liệu pháp tế bào gốc

Kỳ 2: Tìm kiếm một phương pháp không độc hại để chống lại căn bệnh ung thư

Bắt đầu công việc với hoạt tính của tế bào gốc

Tôi bắt đầu công việc của mình với tế bào gốc bằng cách sử dụng tế bào CD34+, nhưng không lâu sau khi thiết lập phòng khám ở Costa Rica, chúng tôi bắt đầu sử dụng tế bào gốc trung mô (MSCs). Tôi lấy cảm hứng từ công trình của Osiris Therapeutics, một công ty dựa trên công nghệ tế bào gốc được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Case Western Reserve do tiến sĩ Arnold Caplan điều hành.

Osiris là công ty đầu tiên từng chữa trị cho một bệnh nhân bằng sản phẩm tế bào gốc tự thân vào năm 1998, và sau đó là điều trị một bệnh nhân với sản phẩm tế bào gốc allogeneic (có nguồn gốc từ người hiến tặng) hai năm sau đó. Đến năm 2007, họ đã đưa ra một thử nghiệm lâm sàng giai đoạn III với MSCs cho bệnh nhân bị bệnh lý ghép chống chủ (GvHD), và đưa thành công loại thuốc tế bào gốc được chấp thuận đầu tiên trên thế giới ra thị trường ở Canada và New Zealand để điều trị GvHD. Họ đang làm những công việc tuyệt vời khiến tôi cảm thấy thoải mái khi sử dụng MSCs với bệnh nhân của chúng tôi.

Không có nhiều thông tin về MSCs trước năm 2004, nhưng kể từ đó đã có sự gia tăng đáng chú ý, một xu hướng dường như không bị chậm lại bất cứ lúc nào. Chúng tôi bắt đầu sử dụng MSCs vào năm 2006 và đến năm 2009 mọi bệnh nhân đều nhận được MSCs, hoặc một mình hoặc kết hợp với các tế bào CD34+. Hiện nay, và trong vài năm qua, chúng tôi chỉ sử dụng các tế bào CD34+ cho một vài trường hợp và luôn kết hợp với MSCs.

MSCs giải quyết sự mất cân bằng miễn dịch và hiện tượng viêm theo cách mà các tế bào CD34+ không thể. Các tế bào CD34+ không gợi ra đáp ứng tế bào T bởi hệ miễn dịch, nhưng MSCs tiến thêm một bước nữa – chúng thực sự ngăn chặn đáp ứng miễn dịch, một yếu tố an toàn quan trọng khi sử dụng tế bào từ người hiến tặng. Tất cả các bác sĩ đều được dạy trong trường y khoa rằng sự hiện diện của một tế bào ngoại lai từ một sinh vật khác sẽ luôn kích hoạt phản ứng miễn dịch tế bào T mạnh đối với tế bào hiến tặng “xâm lược”. Nhưng MSCs không gợi ra đáp ứng này. Chúng chưa trưởng thành về mặt miễn dịch. Nói cách khác, MSCs không phải là kháng nguyên, do đó chúng được dung nạp bởi hệ miễn dịch và không yêu cầu các thuốc ức chế miễn dịch như là một phần trong quá trình điều trị. Chúng cũng không sinh khối u do chúng không biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào nào như các tế bào gốc phôi. Ngoài ra, sự an toàn của MSCs là tuyệt vời, làm cho chúng trở thành liệu pháp tế bào thích hợp nhất cho nhiều bệnh lý mà chúng tôi điều trị.

Những kết quả thu được từ việc sử dụng tế bào gốc

Theo thời gian, chúng tôi đã tối ưu hóa cẩn thận quá trình lựa chọn và tăng sinh tế bào để các tế bào mà chúng tôi hiện sử dụng mạnh mẽ hơn và hiệu quả hơn bao giờ hết. Chúng tôi thấy hầu hết kết quả điều trị bằng hoặc tốt hơn ở những bệnh nhân được điều trị bằng MSCs so với tế bào CD34+. Vì tất cả những lý do này, MSCs là liệu pháp tế bào mà chúng tôi lựa chọn.

Tế bào gốc trung mô hoạt động theo bốn cách chính:

• Kiểm soát viêm
• Điều hòa miễn dịch
• Kích thích tái tạo
• Giảm sẹo

MSCs tiết ra một loạt các phân tử hoạt tính sinh học, hoặc các yếu tố dinh dưỡng giúp làm giảm viêm tại vị trí thích hợp. Tại vị trí bị tổn thương, chúng giải phóng các yếu tố dinh dưỡng nhằm làm cho hệ thống miễn dịch ngừng phản ứng quá mức với vết thương, đó là phản ứng tự nhiên của hệ thống miễn dịch – đến vị trí bị tổn thương và sản xuất các phân tử gây viêm nhằm loại bỏ tổn thương. Các phản ứng viêm này thường quá mức. MSCs không hoàn toàn “chặn” phản ứng tích cực của cơ thể. Thay vào đó, chúng “chặn” khi nó có vẻ quá mức hoặc không phù hợp. Chính xác hơn, chúng làm việc để điều hòa phản ứng miễn dịch, điều chỉnh nó đến một mức độ thích hợp.

MSCs giúp cho hệ thống miễn dịch “bình tĩnh” hơn trong quá trình gửi tín hiệu để tái tạo mô khỏe mạnh và làm lành. MSCs là bậc thầy sản xuất các yếu tố dinh dưỡng đúng vào đúng thời điểm và đúng nơi để cơ thể có thể phục hồi cấu trúc và chức năng tự nhiên của nó. Kết quả là, ít mô sẹo được hình thành hơn. Nếu bạn đã từng có một vết sẹo, bạn biết rằng nó trông và cảm thấy khác hơn so với làn da bình thường. Vết sẹo cũng hình thành bên trong cơ thể tại các điểm chấn thương. Mô sẹo bị xơ hóa và có thể cản trở hoạt động bình thường của cơ thể. Bệnh nhân trong phòng khám của chúng tôi và cá nhân tôi đã trải qua việc chữa lành sẹo không liên quan đến bệnh lý đang được điều trị bằng MSCs. Gần đây, một bệnh nhân được điều trị viêm khớp dạng thấp cho biết rằng hình xăm trang điểm vĩnh viễn của mình, được làm bằng mô sẹo, đã biến mất. Tương tự như vậy, một vết sẹo do bỏng trên cánh tay vào năm ba tuổi của tôi biến mất hoàn toàn của sau lần tiêm MSCs đầu tiên.

Điều quan trọng là khả năng tái tạo mô của MSCs trong cơ thể không nằm ở khả năng tạo tế bào của chính mình và tạo ra một tế bào khác mà đúng hơn là kích thích cơ thể tái tạo một cách tự nhiên các tế bào của chính nó. Trong nghiên cứu chuyên sâu hơn, MSCs không trở thành các tế bào mới, trừ phi được thao tác bởi con người để làm điều đó theo một cách cụ thể. Trên thực tế, Arnold Caplan, được xemlà cha đẻ của MSCs vì ban đầu ông đặt tên nó là tế bào gốc trung mô, thực sự muốn đổi tên MSCs thành tế bào truyền tín hiệu (Medicinal Signaling Cells) vì chức năng quan trọng nhất của MSCs nằm ở các chất tiết của nó, hoặc toàn bộ hoạt tính sinh học bí mật các phân tử từ tế bào được tiết ra, hơn là khả năng trở thành một loại mô khác.

“MSCs là các ‘sensor’đa yếu tố đặc hiệu cho từng vị trí với các đáp ứng phân tử có tính di truyền”, Caplan nói. “MSCs nhận thấy tín hiệu và chúng phản ứng một cách rất có kiểm soát. Việc quản lý tiềm năng tái tạo bẩm sinh là những gì chúng làm. Câu chuyện về MSCs sẽ thay đổi cách thực hành y học. Kiểm soát khả năng tái tạo bẩm sinh của bệnh nhân sẽ là phương pháp điều trị mới”.

Vì vậy, khi bạn bị đứt tay, khi bạn bị suy tim, hoặc khi bạn bị gãy chân, tổn thương sẽ huy động các tế bào này đến sửa chữa nó bằng cách tiết ra các yếu tố dinh dưỡng mà chúng ta còn gọi là các phân tử sống sót của tế bào. Chúng kích thích các phân tử đã có để sửa chữa mô. Về cơ bản, MSCs giúp duy trì điều kiện nguyên trạng của cơ thể. Phần lớn các bệnh mãn tính là do thiếu hoặc rối loạn chức năng của các tế bào gốc trung mô, và ở mức độ thấp hơn, các tế bào gốc khác.

Tế bào gốc có liên quan đến quá trình phát triển mạch máu mới

Cách mà MSCs kích thích tái tạo là thông qua sự hình thành mạch máu, quá trình nhờ đó các mạch máu mới được phát triển từ mạng lưới mạch máu hiện có. Trong trường hợp các mô bị thương, nguồn cung cấp máu mới được hình thành này tạo điều kiện cho việc cung cấp oxy, chất dinh dưỡng và các phân tử quan trọng cho quá trình chữa lành. Không có sự tái lập nguồn cung cấp máu sau khi bị thương, việc chữa lành sẽ không thể xảy ra.

Khi được sinh ra, bạn có một số lượng lớn MSCs, và chúng được tìm thấy ở mọi nơi trong cơ thể bạn. Như đã đề cập trong chương 4, MSCs tồn tại ở dạng không hoạt động như tế bào pericyte trên mao mạch trong cơ thể. MSCs trên mao mạch là một “nhà thuốc riêng” của cơ thể bạn. Mật độ mao mạch, hoặc số lượng mao mạch mà một người có, sẽ giảm đi theo thời gian. Do đó, “nhà thuốc riêng” của bạn biến mất theo tuổi tác. Hãy thử hỏi bất kỳ bác sĩ phẫu thuật nào, nếu được lựa chọn, họ muốn phẫu thuật cho bệnh nhân 24 tuổi hay 84 tuổi. Tất cả họ sẽ chọn bệnh nhân trẻ hơn.

Toàn bộ quá trình làm lành vết thương đòi hỏi sự tái tạo mạch máu, dễ dàng hơn nhiều để đạt được với mật độ mao mạch cao hơn và số lượng MSCs cao hơn nằm trên những mao mạch này, như được tìm thấy ở những người trẻ. Khi mật độ mao mạch của bạn giảm, MSCs không có nơi nào để sống, vì vậy chúng sẽ chết. Ngay cả khi bạn đạt đến sự trưởng thành xương, trong những năm tuổi thiếu niên, 90% MSCs dự trữ trong tủy xương nhằm sử dụng khi bị chấn thương, đã biến mất. Điều đó có nghĩa là bạn đang sống với 10% số MSCs đó cho phần còn lại của cuộc đời bạn.

Các tế bào gốc trung mô có liên quan mật thiết đến quá trình phát triển mạch máu mới. Sự phát triển mạch máu hoặc tạo mạch máu mới càng tốt, vết thương sẽ càng nhanh được chữa lành. Việc bổ sung MSCs cùng với việc tiết ra phân tử hoạt tính sinh học của chúng vào vị trí tổn thương có thể giúp tăng tốc độ chữa lành. MSCs tiết ra các chất tiết thúc đẩy sự hình thành mạch máu, đặc biệt là yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF). Các tế bào tiền thân nội mô (EPCs) và các tế bào nội mô (ECs) có các marker CD34 và CD133 trên bề mặt tế bào của chúng và một thụ thể cho VEGF. Khi có VEGF, các tín hiệu được gửi cho EPCs và ECs để di chuyển đến khu vực này, và bắt đầu di chuyển vào mô để xây dựng các mạch máu mới.

Trong quá trình điều trị với MSCs, sự hình thành mạch máu ở vùng được điều trị giúp ích cho quá trình chữa lành. Một đánh giá gần đây tóm tắt bằng chứng đáng kể về vai trò của chúng trong sự hình thành mạch máu và hiệu quả điều trị của chúng đối với nhiều bệnh lý khác nhau, đặc biệt là bệnh tim mạch (thiếu máu cục bộ, nhồi máu cơ tim…), loét do tiểu đường, bỏng và chữa lành vết thương.

Không chỉ số lượng MSCs của bạn giảm theo độ tuổi, mà chất lượng của chúng cũng thế. Chất lượng MSCs được xác định bởi một vài yếu tố chính: tốc độ phân chia; số lượng các yếu tố dinh dưỡng mà chúng có thể tạo ra và sự lão hóa tế bào, hoặc suy thoái. MSCs ở những người lớn tuổi không phân chia nhanh chóng, cũng không sản sinh ra nhiều yếu tố dinh dưỡng có khả năng chữa lành như tế bào ở những người trẻ tuổi. Điều này giải thích tại sao MSCs dây rốn lại quá mạnh – chúng đến từ một con người khỏe mạnh, trẻ trung. Chúng tôi đã tìm thấy rằng MSCs dây rốn là mạnh nhất khi so sánh với tế bào MSCs phân lập từ tủy xương, mô mỡ và máu kinh nguyệt. Chúng tôi đã sử dụng tất cả và thử nghiệm rộng rãi.

MSCs mà chúng tôi sử dụng tại phòng khám ở Panama có thời gian nhân đôi tương tự như các tế bào từ thai nhi trong biểu đồ trên: 20 đến 24 giờ. Ở người trưởng thành, thời gian nhân đôi tế bào là khoảng hai ngày. Ở người 65 tuổi, thời gian nhân đôi khoảng 60 giờ. Điều này có vẻ là có sự tăng tuyến tính trong thời gian nhân đôi của tế bào, nhưng với sự nhân đôi đồng bộ, sự khác biệt trong tổng số tế bào được tạo ra theo thời gian là theo cấp số nhân. Ở thai nhi, 1 tỷ tế bào được phát triển từ một tế bào trong 30 ngày; ở người lớn, 32.000 tế bào được tạo ra trong 30 ngày; ở người 65 tuổi, 200 tế bào được tạo ra trong 30 ngày.

Theo thời gian, việc sản xuất MSCs có nguồn gốc từ cuống rốn trở nên rất hiệu quả và quá trình lựa chọn tế bào được cải thiện, do đó chúng tôi hoàn toàn ngừng sử dụng các tế bào mỡ có nguồn gốc từ bệnh nhân. Kết quả là, chúng tôi có thể điều trị bệnh nhân hiệu quả hơn.

(còn nữa)

Trích sách Tế bào gốc - Bí mật của Suối Nguồn Tươi Trẻ (Sách do First News - Trí Việt phát hành)