Tế bào gốc tủy xương là gì? Ứng dụng của tế bào gốc tủy xương

Bài viết bởi Thạc sĩ Chu Thị Thảo - Ngân hàng mô Vinmec, Trung tâm công nghệ cao Vinmec.

Tế bào gốc tủy xương được phân loại là những tế bào gốc trưởng thành và được ứng dụng rộng rãi trong y học trị liệu. Tế bào gốc tủy xương thường được ghép để điều trị trong các trường hợp tủy xương bị tổn thương và không có khả năng sản sinh ra các tế bào máu khỏe mạnh.

Tủy xương là phần mô mềm và xốp được tìm thấy bên trong tất cả các xương, chủ yếu ở xương hông và xương chậu và là một phần của hệ thống miễn dịch bảo vệ cơ thể. Tủy xương gồm hai loại: tủy đỏ và tủy vàng.

• Tủy đỏ là phần giàu các tế bào gốc tạo máu (hematopoietic stem cells). Những tế bào này liên tục phân chia, biệt hóa và tạo ra các tế bào máu mới bao gồm hồng cầu, tiểu cầu, lympho B, lympho T, ... Những tế bào mới này di chuyển qua thành nội mạch, ra ngoài tủy xương và gia nhập vào hệ tuần hoàn của cơ thể. Do vậy, tủy đỏ đóng vai trò trò tạo các tế bào máu cho cơ thể. Tỉ lệ tủy đỏ sẽ giảm dần theo độ tuổi do dần dần bị thay thế bởi tủy vàng.

• Tủy vàng chứa chủ yếu là các tế bào mỡ và mô liên kết, đóng vai trò là nguồn dự trữ chất béo, nuôi dưỡng và duy trì môi trường cho các hoạt động của xương, đồng thời đây cũng là một nguồn tế bào gốc trung mô. Các tế bào gốc trung mô (mesenchymal stem cells) này có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau như xương, sụn, mỡ, cơ, thần kinh.... Trong một số trường hợp đặc biệt như cơ thể bị mất máu, sốt dài ngày,... tủy vàng thể chuyển hóa thành tủy đỏ.

Như vậy, tủy xương là một nguồn tế bào gốc phong phú, trong đó có hai loại tế bào gốc nổi bật là tế bào gốc tạo máu và tế bào gốc trung mô. Các ứng dụng hiện nay của tế bào gốc tủy xương trong điều trị bệnh cũng dựa trên chức năng chính của hai loại tế bào gốc này.

Tế bào gốc tủy xương được phân loại là những tế bào gốc trưởng thành và được ứng dụng rộng rãi trong y học trị liệu. Tế bào gốc tủy xương thường được ghép để điều trị trong các trường hợp tủy xương bị tổn thương và không có khả năng sản sinh ra các tế bào máu khỏe mạnh như:

• Thiếu máu bất sản hay còn gọi là suy tủy
• Ung thư bạch cầu (Leukaemia)
• Ung thư hạch bạch huyết (Lymphoma)
• Ung thư tủy (Myeloma)
• Các bệnh khác của máu, của hệ thống miễn dịch và rối loạn chuyển hóa - ví dụ như thiếu máu hồng cầu hình liềm, thalassemia, suy giảm miễn dịch kết hợp nghiêm trọng (SCID) và hội chứng Hurler...

Quá trình ghép tế bào gốc của chính người bệnh (ghép tự thân) hoặc của người cho phù hợp (ghép đồng loài) sẽ thay thế toàn bộ tế bào tạo máu cũ bị tổn thương hoặc sai hỏng bằng những tế bào gốc tạo máu và tế bào máu khỏe mạnh mới, thiết lập hệ miễn dịch mới cho người bệnh.

Những nguy có có thể xảy ra trong quá trình ghép như:

• Bệnh mảnh ghép chống chủ (GVHD): xuất hiện trong trường hợp ghép đồng loài, khi đó các tế bào mới được ghép sẽ tấn công các tế bào khác của cơ thể người bệnh.
• Thiếu máu do giảm số lượng tế bào máu, việc này có thể dẫn đến nguy cơ bị nhiễm khuẩn cho người bệnh
• Tác dụng phụ của hóa trị: mệt mỏi, rụng tóc, suy giảm chức năng sinh sản

Các nhà khoa học đã từ lâu đã chỉ ra rằng tế bào gốc trung mô phân lập từ tủy xương (BM-MSC) có khả năng tự đổi mới và biệt hóa thành nhiều dạng tế bào khác nhau như xương, sụn, mỡ, mô liên kết cơ tim, tế bào thần kinh...Không chỉ vậy, BM-MSC còn có tính miễn dịch thấp do chúng không biểu hiện các thụ thể HLA lớp II, nên không gây ra những phản ứng chống chủ nguy hại khi cấy ghép đồng loài. Mặc dù chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ trong tủy xương (từ 0.01-0.001%), nhưng BM-MSC có thể được nuôi cấy tăng sinh lên thành hàng tỷ tế bào trong phòng thí nghiệm nhưng vẫn giữ những đặc tính ban đầu.

Không chỉ vậy, với những đặc tính của BM-MSC cho thấy là có tác dụng điều hòa miễn dịch, chống viêm. Bằng cách tương tác với các tế bào khác và tiết ra các tín hiệu hóa học, chúng ức chế sự tăng sinh và hoạt hóa của các tế bào T gây độc (Cytotoxic T cells), tế bào diệt tự nhiên (Natural Killer cells – NK) và ức chế hoạt tính của các tế bào này trong in vitro. Đồng thời chúng kích thích tế bào mono (Monocyte) và tế bào đuôi gai trưởng thành (Dendritic Cells – DC) trở về dạng chưa trưởng thành (immature), kích thích sự tăng sinh của các tế bào T điều hòa hay còn gọi là T ức chế (T Regulator cells- Treg). Do đó chúng được sử dụng như một yếu tố kìm hãm hệ miễn dịch.

Ngoài ra, các nghiên cứu trên quy mô lớn đã chỉ ra rằng BM-MSC có khả năng tái thiết lại các tổn thương cơ tim sau nhồi máu cơ tim, cải thiện đáp ứng của xơ nang trong các bệnh liên quan đến phổi và sửa chữa các tổn thương tủy sống, chấn thương ở xương.

Dựa trên những công bố khoa học cho thấy, tế bào gốc trung mô phân lập từ tủy xương (BM-MSC) mang tiềm năng hứa hẹn trong y học tái tạo, đặc biệt trong ứng dụng trong điều trị các nhóm bệnh sau:

• Nhóm bệnh liên quan đến cơ, xương khớp như: thoái hóa khớp, viêm khớp dạng thấp, chấn thương xương...
• Bệnh liên quan đến tim mạch: nhồi máu cơ tim, bệnh cơ tim, suy tim,...
• Bệnh liên quan đến hô hấp: COPD, xơ hóa phổi,...
• Bệnh liên quan đến thần kinh: Xơ cứng rải rác (MS), đột quỵ, chấn thương tủy sống, Parkinson, Alzheimer, bại não...
• Bệnh liên quan đến hệ miễn dịch: GVHD, lupus, vẩy nến...
• Bệnh rối loạn chuyển hóa: Tiểu đường, suy gan, suy thận,...

Tóm lại, tế bào gốc tủy xương nói chung chứa rất nhiều loại tế bào khác nhau và là một nguồn tế bào gốc phong phú, có tiềm năng và ứng dụng lớn trong y học tái tạo.