Trong những năm gần đây, tế bào gốc trung mô phân lập từ dây rốn trẻ sơ sinh được nhiều tác giả sử dụng có hiệu quả để điều trị tình trạng viêm mạn tính trong một số bệnh lý: viêm khớp, COPD, bệnh mô ghép chống túc chủ, viêm gan mạn… (5,6).

Tế bào gốc trung mô có thể được phân lập từ nhiều mô khác nhau trong cơ thể người: tủy xương, máu ngoại vi, mô mỡ, nhau thai… và dây rốn Tế bào gốc trung mô dây rốn của trẻ sơ sinh (human umbilicord mesenchymal stemcells- hUC-MSC) có những ưu việt hơn các tế bào trung mô nguồn khác:
(1) được phân lập từ dây rốn sau khi sản phụ đã sinh xong và cắt rốn, lúc đó dây rốn được loại bỏ như “rác thải y tế”;
(2) việc thu thập không xâm lấn gì đến cơ thể mẹ và con;
(3) số lượng tế bào phân lập được rất lớn, đặc biệt tế bào gốc trung mô phân lập từ mô dây rốn;
(4) thuộc loại tế bào gốc nhũ nhi nên có tính biệt hóa và tăng sinh cao hơn các tế bào gốc trưởng thành;
(5) cơ thể chủ của dây rốn là đưa bé sơ sinh nên tế bào gốc cũng trẻ hơn tế bào gốc ở cơ thể trưởng thành.

Ngoài các đặc điểm trên, một đặc trưng nổi bật của hUC-MSC là khả năng truyền đồng loại (allograft) hoặc dị loài (xenograft) mà không cần để ý nhiều đến tính tương hợp tổ chức (histocompatibility) giữa cơ thể cho và cơ thể nhận. Đặc điểm này làm cho hUC-MSC khác hẳn với các MSC nguồn góc mô khác trong điều trị. Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh đặc tính ưu việt này của hUC-MSC (cả in-vitro và in-vivo; cả trên động vật thực nghiệm lẫn trên người).

Có tác giả đã tạo ra tấm có chứa hUC-MSC rồi áp lên vết thương của chuột thí nghiệm. Họ nhận thấy sau 10 ngày các tế bào hUC-MSC xâm nhập và vẫn tồn tại ở chỗ vết thương của cơ thể nhận. Hơn nữa, chúng còn tiết ra các HCG ngay tại chỗ (1).

Năm 2022 Yulin He và cộng sự đã gây xơ gan ở chuột cống Wistar 6 tuần tuổi bằng cách tiêm huyết thanh lợn vào đường phúc mạc với liều 0,5 mL hai lần một tuần trong 11 tuần để tạo ra mô hình xơ gan miễn dịch. Sau 11 tuần, những con chuột bị xơ gan miễn dịch được tiêm tĩnh mạch lipo acute-on-chronic liver failure polysaccharide (LPS) để tạo ra mô hình ACLI (Acute-on-chronic liver injury) hoặc kết hợp LPS và D-galactosamine (D-GalN) để tạo ra mô hình ACLF (acute-on-chronic liver failure). Những con chuột bị ACLI hoặc ACLF được tiêm tĩnh mạch 2×106 hUC-MSC hoặc 0,9% natri clorua làm đối chứng. Những con chuột này bị giết sau 1, 2, 4 và 6 tuần (chuột ACLI) hoặc 4, 12 và 24 giờ (chuột ACLF). Máu và mô gan được thu thập để nghiên cứu sinh hóa và mô học. Kết quả cho thấy việc sử dụng hUC-MSC ở chuột mắc ACLI và ACLF dẫn đến giảm đáng kể nồng độ ALT, AST, TBil, DBil, ALP, amoniac và PT trong huyết thanh, với ALB dần trở lại mức bình thường. Sự thâm nhiễm tế bào viêm và lắng đọng sợi collagen trong mô gan đã giảm đáng kể ở chuột mắc ACLI được dùng hUC-MSC. Sự thâm nhiễm tế bào viêm và apoptosis trong mô gan của chuột mắc ACLF được dùng hUC-MSC đã giảm đáng kể. So với những con chuột được dùng 0,9% natri clorua, nồng độ cytokine tiền viêm giảm đáng kể và nồng độ yếu tố tăng trưởng tế bào gan (HGF) trong huyết thanh tăng cao đã được tìm thấy ở chuột mắc ACLF được dùng hUC-MSC. Hơn nữa, các dấu ấn Notch, IFN-γ/Stat1 và IL-6/Stat3 đã bị ức chế ở chuột mắc ACLI/ACLF được dùng hUC-MSC(2).

Năm 2024 nhóm nghiên cứu của Sze Piaw Chin đã công bố: hUC-MSC được đánh dấu bằng protein GFP-Luc2 (một enzyme oxidative có khả năng phát quang sinh học khi có mặt luciferin), sau đó được định tính bằng phương pháp đo lượng tế bào (không cần phải dùng kính huỳnh quang). Sau khi truyền tĩnh mạch hUC-MSC đã đánh dấu vào chuột BALB/c khỏe mạnh, các tế bào được theo dõi động thông qua phương pháp chụp ảnh phát quang sinh học (BLI). Kết quả cho thấy việc gắn GFP-Luc2 vào hUC-MSC không chỉ bảo toàn các đặc tính của MSC mà còn cho phép theo dõi trực tiếp các tế bào đã đánh dấu trong cơ thể chuột. Sau khi tiêm toàn thân, kết quả chụp BLI cho thấy hUC-MSC đã di chuyển đầu tiên tập trung ở phổi của chuột BALB/c khỏe mạnh và chủ yếu lưu lại trong phổi tới 3 ngày trước khi được đào thải khỏi cơ thể. Trước khi giết chuột, các dấu ấn sinh học hóa học huyết tương vẫn không thay đổi ngoại trừ nồng độ C-peptide giảm đáng kể ở nhóm được truyền hUC-MSC. Các phát hiện về bệnh học mô học tiếp tục cho thấy rằng việc truyền hUC-MSC không gây ra bất kỳ tác dụng phụ và không gây độc đối với mô phổi, gan và tim (3).

Năm 2024 nhóm nghiên cứu của Phạm thị Thanh Thủy (ngân hàng tế bào gốc Mekostem) đã tiến hành tiêm truyền hUC-MSC-MKS do Ngân hàng tế bào gốc MEKOSTEM chuẩn bị vào tĩnh mạch chuột nhất C57BL/6 và theo dõi tình trạng thể lực, các chỉ số hóa sinh, huyết học máu và hình ảnh mô học gan lách…. trong 21 ngày sau tiêm truyền. Kết quả đã cho thấy việc tiêm truyền không gây ra các biến chứng do tắc mạch hay do các đáp ứng miễn dịch chống mô ghép; các chỉ số cận lâm sàng đều ổn định và không có những thay đổi bệnh lý trong suốt quá trình theo dõi (4).

Những công trình nghiên cứu về tính an toàn của hUC-MSC tiêm truyền đồng loài (allograft) trên người cũng cho các kết quả tương tự. Yingqian Zhu và cộng sự đã tiêm truyền hUC-MSC cho người cao tuổi để cải thiện tình trạng viêm mạn tính . Nghiên cứu được tiến hành theo phương pháp ngẫu nhiên, mù đôi, có đối chứng giả dược; theo dõi sự thay đổi thể lực bằng PCS ( physical component scores) và theo dõi các chỉ số cytokine tiền viêm trong 6 tháng. Các tác giả đã nhận thấy việc tiêm truyền hUC-MSC an toàn không gây biến chứng cho người nhận, trong nhóm tiêm hUC-MSC những cải thiện đáng kể về PCS và hàm lượng các yếu tố tiền viêm đã được quan sát thấy từ lần khám đầu tiên sau điều trị và duy trì trong suốt thời gian theo dõi, với những thay đổi lớn hơn so với nhóm dùng giả dược (p = 0,042 (5).

Keklik M, và cộng sự đã nghiên cứu tính an toàn và hiệu quả của việc tiêm truyền hUC-MSC để điều trị hội chứng mô ghép chống túc chủ (GVHD) cho 76 bệnh nhân xuất hiện sau truyền tế bào gốc tạo máu tủy xương khác gen đồng loài. Kết quả đã khẳng định tính an toàn của việc tiêm truyền hUC-MSC cũng như hiệu quả của hUC-MSC trong điều trị GVHD (6). Nhiều công trình nghiên cứu khác cũng cho thấy việc tiêm truyền hUC-MSC theo kiểu allograft hoặc xenograft không dẫn đến phản ứng thải bỏ mô ghép ở cơ thể nhận là có thể tin tưởng được.

Để giải thích tính ưu việt này của hUC-MSC khi tiêm truyền cho các cơ thể khác gen đồng loài hay khác loài, người ta có hai luồng nghiên cứu: một là chứng minh sự thay đổi về HLA xuất hiện trên hUC-MSC, đặc biệt là vai trò của HLA-G; hai là chứng minh tác dụng của hUC-MSC gây ức chế đối với đáp ứng miễn dịch thu được (acquired immunity) khi tiêm truyền đồng loại.

Về hướng nghiên cứu thứ nhất, theo định nghĩa của Hiệp hội quốc tế về liệu pháp tế bào và gen (ISCT), tế bào gốc trung mô (MSC) nói chung từ các nguồn mô khác nhau (tủy xương, mỡ, dây rốn, nhau thai) không biểu hiện HLA-DR (chỉ có khoảng 1.5% có biểu hiện HLA-DR(7).

Khi nghiên cứu về hUC-MSC các tác giả nhận thấy hUC-MSC cũng như các MSC nguồn gốc khác không xuất hiện HLA-DR trên bề mặt nhưng khác các MSC nguồn gốc khác ở chỗ chúng xuất hiện HLA-G. Nhóm nghiên cứu của Dah-Ching Ding đã chứng minh rằng: HLA-G là một alen HLA không cổ điển lớp 1 được biểu hiện nhiều trên hUC-MSC so với MSC có nguồn gốc khác. Phân tích tế bào dòng chảy cho thấy 90,8% hUC-MSC biểu hiện HLA-G. RT-PCR cho thấy biểu hiện của HLA-G1, HLA-G5 và HLA-G7 trong tất cả bốn dòng hUC-MSC (8 ).

Theo hướng nghiên cứu thứ hai, các tác giả chứng minh hUC-MSC có tính ức chế đáp ứng miễn dịch thu được (acquired immunity ). Bằng cách nuôi lympho bào in-vitro có bổ sung hUC-MSC (co-culture) nhóm tác giả của Ennis đã nhận thấy hUC-MSC không kích thích các tế bào lympho chuyển dạng blast hóa và tăng sinh. Điều đó có nghĩa là hUC-MSC không kích thích phản ứng blast hóa và tăng sinh của lympho khác gen. Ngoài ra các tác giả còn đồng nuôi cấy hUC-MSC với nuôi lympho bào hỗn hợp một chiều (one way mixed lymphocyte culture- MLC) của hai cơ thể khác gen trong đó có một quần thể đã được chiếu xạ để không phản ứng với kháng nguyên HLA-DR của cơ thể kia. Kết quả cho thấy: lympho bào của cơ thể không chiếu xạ giảm phản ứng blast hóa. Ngoài ra khi đưa hUC-MSC vào các dòng tế bào T đã hoạt hóa thì biểu hiện của cả CD25 và CD45 đều giảm đáng kể. Đó là bằng chứng in-vitro về tính chất ức chế miễn dịch của hUC-MSC đối với lympho T (9).

Dewi Masyithah Darlan và cộng sự đã chứng minh in-vitro rằng khi nuôi hUC-MSC cùng với các tế bào đơn nhân máu ngoại vi của bệnh nhân bị bệnh Lupus ban đỏ hệ thống (SLE) thì hUC-MSC có tác dụng ức chế hoạt động của tế bào trình diện kháng nguyên (dendritic cells): làm giảm đáng kể CD11c của tế bào này trong tất cả các nhóm có sự hiện diện của hUC-MSC. MSCs cũng làm giảm đáng kể mức độ TNF-α, IFN-γ, IL-6 và tăng đáng kể mức độ IL-10 trong tất cả các nhóm thử so với nhóm chứng (10).

Gần đây trên thí nghiệm in-vivo nhóm nghiên cứu của Jacob P. Nilles đã tiến hành chuyển gen mã hóa HLA-G vào kết mạc của chuột bị bệnh nhãn viêm giao cảm xuất hiện sau khi ghép tế bào tủy xương khác gen đồng loài (bệnh mô ghép chống túc chủ biểu hiện ở mắt – ocular graft vs. host disease). Kết quả cho thấy các biểu hiện viêm mạn tính trên mắt của chuột bị mô ghép chống túc chủ đã cải thiện rõ rệt và có hiệu quả tương tự như nhóm điều trị bằng cyclosporin A và hơn hẳn so với nhóm chứng không được điều trị (11).

HLA-G là một phân tử HLA lớp I không cổ điển bao gồm bốn đồng dạng gắn vào màng tế bào (HLA-G1, -G2, -G3 và -G4) và ba đồng dạng hòa tan (HLA-G5, -G6 và -G7). HLA-G là một phối tử (ligand) cho một số thụ thể như LILRB1 và LILRB2 và đặc biệt là KIR2DL4 trên các tế bào miễn dịch bao gồm tế bào NK và có vai trò điều chỉnh hoạt động của các tế bào miễn dịch trong thai kỳ để tạo ra trạng thái dung nạp thai nhi ở cơ thể mẹ.

HLA-G bề mặt tế bào lần đầu tiên được tìm thấy trên tế bào nuôi non (cytotrophoblasts) và được chứng minh là duy trì khả năng dung nạp của thai nhi-mẹ . Nhìn chung, các phân tử HLA-G tham gia vào quá trình ức chế hoạt động của tế bào NK, sự trưởng thành của tế bào lympho T CD4+ và tế bào trình diện kháng nguyên, quá trình apoptosis của tế bào T gây độc tế bào CD8+ (CTL) và sự phát triển của tế bào T điều hòa (12).

Nói tóm lại, khả năng ghép khác gen cùng loài (allograft) của hUC-MSC là một ưu điểm quan trọng của tế bào này khi sử dụng để điều trị kháng viêm trong các bệnh lý liên quan đến trạng thái viêm mạn tính (chronic inflammation), đặc biệt ở cơ thể đã có sự rối loạn về điều hòa miễn dịch hay suy giảm miễn dịch như ở người già.

Mặc dù còn phải tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác dụng của hUC-MSC, nhưng các nghiên cứu gần đây đều khẳng định tính chất an toàn khi truyền hUC-MSC theo kiểu allograft, đặc biệt là không gây phản ứng thải bỏ mô ghép. Vai trò của hUC-MSC nói chung và HLA-G có nhiều trên bề mặt hUC-MSC được coi là một chủ đề chính để nghiên cứu giải thích cơ chế tác dụng của hUC-MSC.

Giáo sư Tiến sĩ khoa học Phạm Mạnh Hùng

Cố vấn khoa học bệnh viện An Sinh (Thành phố Hồ Chí Minh)

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

!. Kyungsook Kim et al.: Human mesenchymal stem cell sheets in xeno-free media for possible allogenic applications.. Sci Rep. 2019.

2 Yulin He et. al.:.Human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells improve the function of liver in rats with acute-on-chronic liver failure via downregulating Notch and Stat1/Stat3 signaling. Stem Cell Res Ther. 2022 Feb 7;13:65)

3.. Yulin He   Xingrong Guo  Tingyu Lan  , Jianbo Xia, Jinsong Wang , Bei Li  , Chunyan Peng   Yue Chen  , Xiang Hu   Zhongji Meng    Dynamic tracking of human umbilical cord mesenchymal stem cells (hUC-MSCs) following intravenous administration in mice model. Sze-Piaw Chin ;Marini Marzuki; Lihui Tai và cộng sự .Regenerative Therapy Volume 25, March 2024, Pages 273-283).  

4. Phạm Nguyễn Thanh Thủy, Lê Văn Đông, Mai Văn Điển, Ngô Thị Tuyết Hạnh, Lưu Thị Thu Thảo, Trương Thị Thu Huyền, Phạm Lê Bửu Trúc.:Tế bào gốc trung mô mô dây rốn người an toàn khi được ghép trên chuột C57BL/6-Safety of human umbilical cord mesenchymal stem cells in C57BL/6 mice.; Tạp chí Khoa học Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh, 2024, 19(1), 61-70)

5. Yingqian Zhu   Ce Huang   Liang Zheng 6, Qingqing Li  , Jianli Ge.:…Safety and efficacy of umbilical cord tissue-derived mesenchymal stem cells in the treatment of patients with aging frailty: a phase I/II randomized, double-blind, placebo-controlled study.. Stem Cell Res Ther. 2024 Apr 29;15:122). doi.

6. (Muzaffer Keklik , Burak Deveci , Serhat Celik , Kemal Deniz , Zeynep Burcin Gonen , Gokmen Zararsiz , Rabin Saba , Gulsah Akyol ,   Yusuf Ozkul , Leylagul Kaynar , Ertugrul Keklik , Ali Unal , Mustafa Cetin , Olcay Y Jones.: Safety and efficacy of mesenchymal stromal cell therapy for multi-drug-resistant acute and late-acute graft-versus-host disease following allogeneic hematopoietic stem cell transplantation..  Ann Hematol. 2023 Jun;102(6):1537-1547

7.Zyrafete Kuçi, Natascha Piede, Kathrin Vogelsang, Lisa-Marie Pfeffermann, Sibylle Wehner, Emilia Salzmann-Manrique, Miriam Stais, Hermann Kreyenberg, Halvard Bonig, Peter Bader & Selim Kuçi Expression of HLA-DR by mesenchymal stromal cells in the platelet lysate era: an obsolete release criterion for MSCs. Journal of Translational Medicine volume 22, Article number: 39 (2024) . (Characteristics of Mesenchymal Stem Cells – New Stars , chapter 2 in Regenerative Medicine or Unrecognized Old Fellows in Autologous Regeneration?  . edit. By Richard Schäfer 1,*, Hinnak Northoff .Transfus Med Hemother. 2008 May 21;35(3):154–159)  

8.   Dah-Ching Ding, Hsiang-Lan Chou,   Tang-Yuan Chu et al.:Characterization of HLA-G and Related Immunosuppressive Effects in Human Umbilical Cord Stroma-Derived Stem Cells.   Cell Transplant. 2016.)..

9.  J. Ennis, C. Götherström ,K. Le Blanc , J.E. Davies In vitro immunologic properties of human umbilical cord perivascular cells

10. Dewi Masyithah Darlan , Andi Raga , Adi Muradi Muhar , Agung Putra .:, Iffan Alif.: Mesenchymal Stem Cells Suppress Dendritic Cells and   Modulate Proinflammatory Milieu Through Interleukin-10 Expression in Peripheral Blood Mononuclear Cells of Human Systemic Lupus Erythematosus  . Acta Inform Med. 2023 Mar;31(1):20–25.

11. Jacob P. Nilles,1 Darby Roberts,1 Jacklyn H. Salmon,1 Liujiang Song,.: AAV-mediated expression of HLA-G for the prevention of experimental ocular graft vs. host disease. Molecular therapy: methods and clinical development

12.  Effie Petersdorf 1,Gérard Socié.: Chapter 2, Pages 15-32 - The HLA System in Hematopoietic Stem Cell Transplantation in Immune Biology of Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplantation :Models in Discovery and Translation  . Book • Second Edition • 2019 (edited by Gérard Socié, Robert Zeiser and Bruce R. Blaza).