Tế Bào Gốc Đơn Nhân Tủy Xương: Cơ Chế Và Ứng Dụng

1. Tế bào đơn nhân tủy xương là gì?

Tế bào đơn nhân tủy xương (Bone marrow-derived mononuclear cells, BMMNCs) là tập hợp các tế bào không đồng nhất, bao gồm các tế bào dòng tủy (bạch cầu đơn nhân và tế bào tua), tế bào dòng lympho (tế bào lympho T, tế bào lympho B và tế bào giết tự nhiên) và là nguồn chứa các tế bào gốc như tế bào gốc tạo máu và tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cell, MSC) và tế bào tiền thân nội mô. BMMNCs được dễ dàng tách chiết từ dịch hút tủy xương bằng phương pháp ly tâm tỷ trọng.

2. Cơ chế hoạt động của tế bào đơn nhân tủy xương

Cơ chế hoạt động chính của BMMNCs là kích thích hình thành mạch máu thông qua việc sản sinh ra các yếu tố hình thành mạch máu như yếu tố phát triển nội mô mạch (VEGF), yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (bFGF), angiopoetin-1, tăng mật độ vi mạch (Jeon at al., 2007) và tác dụng điều hòa miễn dịch.

Nghiên cứu gần đây cho thấy BMMNCs tương tác với các tế bào nội mô bằng cách truyền các phân tử nhỏ vào tế bào này giúp làm tăng quá trình hấp thu VEGF và ức chế quá trình autophagy của tế bào nội mô. Thông qua cơ chế cận tiết, BMMNCs giảm viêm bằng cách ức chế các cytokine viêm IL-6, TNF-a và IL-1b giúp giảm đau thần kinh, tiết cytokine giúp cải thiện khả năng co rút của cơ tim bị thiếu máu, giảm IL-6, KC và IL-10 giúp giảm quá trình xơ hóa phổi.

Mặt khác, BMMNCs có khả năng di trú và biệt hóa thành nhiều tế bào khác nhau. BMMNCs được chứng minh có thể di trú tới các vùng bất thường của não và biệt hóa thành các tế bào thần kinh và tế bào glia (Darabi et al., 2013; Song et al., 2007). BMMNCs có khả năng biệt hóa thành các tế bào sản sinh ra Albumin nhằm cải thiện chức năng của gan (Sakaida et al., 2005). BMMNCs cũng được chứng minh có thể biệt hóa thành các tế bào nội mô và tế bào cơ tim trong cơ thể giúp tái tạo mạch tim và cơ tim, cải thiện chức năng của tim bị tổn thương (Muru et al., 2004; Balsam et al., 2015). BMMNCs còn có khả năng ức chế quá trình chết theo chương trình của các tế bào như tế bào cơ tim giúp cải thiện chức năng của tim trong nhồi máu cơ tim (Takahashi et al., 2006) và tế bào ở phổi, thận và gan ở bệnh tổn thương phổi cấp (Araújo at al., 2010).

3. Ứng dụng lâm sàng của tế bào đơn nhân tủy xương trong y học tái tạo

BMMNCs đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng lâm sàng trên nhiều bệnh thần kinh như tự kỷ, bại não, chấn thương sọ não, chấn thương cột sống, đột quỵ. Sharma và cộng sự (2013) đã chứng minh rằng tiêm BMMNCs vào khoang tủy sống là an toàn và giúp cải thiện chức năng của não, tăng chuyển hóa não, cải thiện khả năng giao tiếp, vận động, hành vi và viết chữ của bệnh nhân mắc chứng rối loạn phổ tự kỷ.

Năm 2020, nhóm nghiên cứu Sharma đã kết hợp tiêm BMMNCs vào khoang tủy sống và phục hồi chức năng thần kinh cho thấy có sự cải thiện đáng kể chứng rối loạn phổ tự kỷ trên 254 trẻ, giúp cải thiện 95% bệnh nhân mắc bệnh bại não.

Sharma và đồng nghiệp (2018 và 2020) cũng chỉ ra rằng tiêm BMMNCs vào khoang tủy sống giúp cải thiện cân bằng đi/đứng, khả năng vận động trên giường bệnh, cảm giác, chức năng của tay, cải thiện chỉ số Functional Independence Measure (FIM) và Walking Index for Spinal Cord Injury (WISCI) ở bệnh nhân chấn thương tủy sống.

BMMNCs cũng giúp cải thiện các triệu chứng bệnh như cân bằng đứng/ngồi, trí nhớ, vận động, cải thiện chỉ số FIM, trao đổi chất ở não, giảm chứng lên cơn ở bệnh nhân chấn thương sọ não mãn tính (Sharma et al., 2020).

Truyền động mạch và tĩnh mạch BMMNCs được chứng minh là an toàn và có thể thực hiện được ở bệnh nhân đột quỵ và nhồi máu não cấp (Moniche et al., 2015; Savitz et al., 2011). Gần đây, Haque và cộng sự báo cáo rằng BMMNCs giúp cải thiện khả năng đi bộ, cân bằng đi đứng, chức năng của tay, giúp giảm tổn thương chất trắng ở bệnh nhân đột quỵ (Haque et al., 2021).

Ngoài các bệnh thần kinh, BMMNCs cũng được nghiên cứu ứng dụng trên các các bệnh khác. Terai và cộng sự (2006) cho thấy rằng truyền BMMNCs qua mạch máu ngoại vi giúp tăng lượng Albumin và protein tổng số của huyết thanh, cải thiện chỉ số Child-Pugh ở bệnh nhân xơ gan. Tiêm bắp BMMNCs phục hồi tốc độ dẫn truyền thần kinh vận động và cảm giác (Kim et al., 2009), cải thiện chứng tăng cảm đau cơ học, loạn cảm đau do lạnh và chức năng của thần kinh ở bệnh nhân mắc bệnh thần kinh ngoại biên do đái tháo đường (Naruse et al., 2011). Tiêm động mạch BMMNCs cũng được chứng minh là an toàn và cải thiện lâu dài chức năng của cơ tim ở bệnh nhồi máu cơ tim (Cao et al., 2009), giảm lên cơn, tăng khả năng ghi nhớ ở bệnh nhân mắc bệnh động kinh thùy thái dương (Dacosta et al., 2018). Emadedin và cộng sự (2019) đã truyền tế bào CD133 có nguồn gốc từ tủy xương giúp giảm đau ở bệnh nhân bị thoái hóa vô mạch chỏm xương đùi. Truyền tĩnh mạch BMMNCs cũng được chứng minh giúp giảm viêm, tái tạo và cải thiện chức năng của phổi ở bệnh nhân hen suyễn nặng (Aguiar et al., 2020).