Nghiên cứu chế tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc mô mỡ và màng chân bì ứng dụng điều trị tổn thương bề mặt sụn khớp trên mô hình thỏ
Nghiên cứu chế tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc mô mỡ và màng chân bì ứng dụng điều trị tổn thương bề mặt sụn khớp trên mô hình thỏ.Hiện nay, tỷ lệ mắc các bệnh lý về khớp đang ngày càng tăng. Những nguyên nhân làm tổn thương lớp sụn đầu khớp như thoái hóa khớp, chấn thương thể thao, thói quen sinh hoạt … [160]. Trên thế giới có khoảng 263 triệu người gặp tình trạng thoái hóa khớp [77] và khoảng 20% người trưởng thành từ 45 tuổi ở Mỹ được chẩn đoán bằng X-quang [95]. Tại Việt Nam, tỷ lệ lưu hành bệnh thoái hóa khớp gối trên Xquang là 44,6% ở người trên 40 tuổi [6]. Những bệnh về khớp không chỉ gặp ở những người lớn tuổi mà còn gặp ở các đối tượng trung niên và thanh niên, gây ảnh hưởng tới khả năng vận động cũng như giảm đáng kể chất lượng cuộc sống của người bệnh [11]. Cấu trúc mô học của sụn khớp có tới 80% là nước, không có mạch máu, dây thần kinh và bạch huyết và chỉ có một loại tế bào sụn, dẫn đến mô sụn này có khả năng sửa chữa nội tại rất hạn chế.
Các phương pháp điều trị bệnh hiện nay chủ yếu là điều trị triệu chứng. Trong những trường hợp tổn thương nặng hoặc điều trị nội khoa không hiệu quả thì phẫu thuật thay khớp thường được lựa chọn. Phẫu thuật thay khớp gối là một phẫu thuật lớn nên cũng có nhiều biến chứng và việc thay khớp gối nhân tạo cũng có hạn chế là tuổi thọ của mảnh ghép thường từ 10-15 năm phải mổ lại để thay mới, đặc biệt bất lợi trên những bệnh nhân trẻ tuổi. Hiện nay để cải thiện và nâng cao chất lượng điều trị, các bác sĩ lâm sàng đã lựa chọn nhiều phương pháp khác nhau như tiêm nội khớp, kích thích mọc sụn bằng tạo tổn thương dưới sụn [141] hay liệu pháp tế bào gốc hoặc ghép tế bào sụn tự thân [29] để điều trị nhằm phục hồi sụn khớp, làm chậm quá trình thoái hóa, và kéo dài thời gian phải thay khớp. Các kết quả của các kỹ thuật điều trị này thường giảm hiệu quả theo thời gian do mô sụn bị xơ hóa dẫn đến cứng khớp sụn [112] hoặc mô ghép sụn thiếu sự gắn kết giữa mô chủ và mô ghép [155] làm kết quả ghép không đạt hiệu quả cao.
Các kỹ thuật ghép dựa trên tế bào dần cho thấy có vai trò ưu việt, trong đó, tế bào gốc trung mô (TBGTM) đã nổi lên như là một lựa chọn đầy hứa hẹn để điều trị các tổn thương sụn khớp và các giai đoạn viêm khớp ban đầu [91]. TBGTM là những tế bào gốc đa tiềm năng, có thể biệt hóa thành nhiều dòng tế bào khác nhau bao gồm cả tế2 bào sụn, có khả năng tự tái tạo, tính mềm dẻo cao, khả năng ức chế miễn dịch và chống viêm [62], [108]. Tại Việt Nam đã có những nghiên cứu ban đầu về tiềm năng
sử dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh thoái hóa khớp gối [25], [26], [158]. Kết quả cho thấy thử nghiệm lâm sàng ứng dụng TBGTM từ mỡ tự thân đang mở ra một hướng điều trị ít xâm hại cho bệnh thoái hóa khớp, giúp cải thiện tốt tình trạng lâm sàng và chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân. Tuy vậy, các nghiên cứu vẫn còn hạn chế, chưa đánh giá được sự tái tạo hay phục hồi sụn khớp và việc ghép TBGTM từ mô mỡ trực tiếp như hiện nay còn nhiều khiếm khuyết đặc biệt trong các trường hợp tổn thương sâu và hoặc rộng mặt khớp. Đối với những trường hợp thoái hóa khớp mức độ 3, 4 và hoặc rộng trên lâm sàng cần có mảnh sụn ghép thay thế.
Câu hỏi được đặt ra là “Làm sao tái tạo, phục hồi mô sụn ở vùng sụn khớp bị tổn thương?” Để giải quyết vấn đề này, công nghệ mô sụn ra đời với sự kết hợp giữa tế bào và giá thể nhằm tạo ra một tấm tế bào sụn nhân tạo giống với sụn tự nhiên. Lĩnh vực nghiên cứu công nghệ mô sụn đã thu hút nhiều nhà khoa học khắp nơi trên thế giới và đã đạt được những thành tựu đáng kể [102].
Xuất phát từ những nhu cầu và tiềm năng ứng dụng mà tấm tế bào sụn mang lại, nhóm nghiên cứu quyết định thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chế tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc mô mỡ và màng chân bì ứng dụng điều trị tổn thương bề mặt sụn khớp
trên mô hình thỏ”.3
Thực hiện đề tài này, chúng tôi nhằm đạt các mục tiêu sau:
Mục tiêu nghiên cứu:
a. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá tiềm năng tái tạo mô sụn của tấm tế bào sụn trên mô hình thỏ.
b. Mục tiêu chuyên biệt:
Thiết lập quy trình phân lập, nuôi cấy và định danh tế bào gốc trung mô từ mô mỡ thỏ.
Thiết lập quy trình tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc trung mô từ mỡ thỏ và màng chân bì.
Xây dựng mô hình đánh giá hiệu quả phục hồi tổn thương bề mặt sụn khớp in vivo của tấm tế bào sụn trên mô hình thỏ2 bào sụn, có khả năng tự tái tạo, tính mềm dẻo cao, khả năng ức chế miễn dịch và chống viêm [62], [108]. Tại Việt Nam đã có những nghiên cứu ban đầu về tiềm năng sử dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh thoái hóa khớp gối [25], [26], [158]. Kết quả cho thấy thử nghiệm lâm sàng ứng dụng TBGTM từ mỡ tự thân đang mở ra một hướng điều trị ít xâm hại cho bệnh thoái hóa khớp, giúp cải thiện tốt tình trạng lâm sàng và chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân. Tuy vậy, các nghiên cứu vẫn còn hạn chế, chưa đánh giá được sự tái tạo hay phục hồi sụn khớp và việc ghép TBGTM từ mô mỡ trực tiếp như hiện nay còn nhiều khiếm khuyết đặc biệt trong các trường hợp tổn thương sâu và hoặc rộng mặt khớp. Đối với những trường hợp thoái hóa khớp mức độ 3, 4 và hoặc rộng trên lâm sàng cần có mảnh sụn ghép thay thế.
Câu hỏi được đặt ra là “Làm sao tái tạo, phục hồi mô sụn ở vùng sụn khớp bị tổn thương?” Để giải quyết vấn đề này, công nghệ mô sụn ra đời với sự kết hợp giữa tế bào và giá thể nhằm tạo ra một tấm tế bào sụn nhân tạo giống với sụn tự nhiên. Lĩnh vực nghiên cứu công nghệ mô sụn đã thu hút nhiều nhà khoa học khắp nơi trên thế giới và đã đạt được những thành tựu đáng kể [102].
Xuất phát từ những nhu cầu và tiềm năng ứng dụng mà tấm tế bào sụn mang lại, nhóm nghiên cứu quyết định thực hiện đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chế tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc mô mỡ và màng chân bì ứng dụng điều trị tổn thương bề mặt sụn khớp trên mô hình thỏ”.3
Thực hiện đề tài này, chúng tôi nhằm đạt các mục tiêu sau:
Mục tiêu nghiên cứu:
a. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá tiềm năng tái tạo mô sụn của tấm tế bào sụn trên mô hình thỏ.
b. Mục tiêu chuyên biệt:
Thiết lập quy trình phân lập, nuôi cấy và định danh tế bào gốc trung mô từ mô mỡ thỏ.
Thiết lập quy trình tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc trung mô từ mỡ thỏ và màng chân bì.
Xây dựng mô hình đánh giá hiệu quả phục hồi tổn thương bề mặt sụn khớp in vivo của tấm tế bào sụn trên mô hình thỏ
MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………………………………………….i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ ANH – VIỆT………………………….. ii
DANH MỤC HÌNH……………………………………………………………………………………………..iv
DANH MỤC BẢNG…………………………………………………………………………………………….vi
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………………………………………..1
CHƯƠNG 1 …………………………………………………………………………………………………………4
TỔNG QUAN TÀI LIỆU ……………………………………………………………………………………..4
1.1. Công nghệ mô sụn …………………………………………………………………………………………4
1.2. Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ……………………………………………………………………….5
1.3. Giá thể sử dụng trong công nghệ mô sụn……………………………………………………….15
1.4. Yếu tố tăng trưởng trong công nghệ mô…………………………………………………………19
1.5. Công nghệ tạo tấm tế bào ……………………………………………………………………………..20
1.6. Kỹ thuật nuôi cấy tế bào ……………………………………………………………………………….21
1.7. Mô hình động vật trong đánh giá vật liệu ghép ………………………………………………22
1.8. Các phương pháp đánh giá quá trình lành thương của mô sụn…………………………24
1.9. Các nghiên cứu liên quan ……………………………………………………………………………..26
CHƯƠNG 2 ……………………………………………………………………………………………………….33
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ……………………………………………33
2.1. Thiết kế nghiên cứu………………………………………………………………………………………33
2.2. Đối tượng nghiên cứu …………………………………………………………………………………..33
2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu………………………………………………………………….33
2.4. Quy trình nghiên cứu ……………………………………………………………………………………342.5. Đạo đức nghiên cứu……………………………………………………………………………………..46
CHƯƠNG 3 ……………………………………………………………………………………………………….47
KẾT QUẢ ………………………………………………………………………………………………………….47
3.1. Phân lập, nuôi cấy và định danh tế bào gốc trung mô từ mô mỡ thỏ ………………..47
3.2. Tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc trung mô mỡ thỏ và màng chân bì………………..53
3.3. Kết quả đánh giá tiềm năng tái tạo mô sụn in vivo của mảnh ghép tấm tế bào sụn
trên mô hình thỏ …………………………………………………………………………………………..64
CHƯƠNG 4 ……………………………………………………………………………………………………….74
BÀN LUẬN………………………………………………………………………………………………………..74
4.1. Phân lập, nuôi cấy và định danh tế bào gốc trung mô thu nhận từ mô mỡ thỏ…..74
4.2. Tạo tấm tế bào sụn từ tế bào gốc trung mô mỡ thỏ và màng chân bì………………..78
4.3. Bàn luận kết quả ghép tấm tế bào sụn trên mô hình thỏ…………………………………..85
KẾT LUẬN………………………………………………………………………………………………………..89
KIẾN NGHỊ……………………………………………………………………………………………………….91
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Công cụ đánh giá sửa chữa sụn của Hiệp hội sửa chữa sụn
quốc tế (ICRS) 25
Bảng 2.1. Danh sách các đoạn mồi khảo sát các gien đặc hiệu của TBGTM 37
Bảng 2.2. Danh sách các đoạn mồi khảo sát các gien tạo sụn 39
Bảng 3.1. Thống kê mật độ tế bào thu được trên các mẫu mô mỡ đã tiến
hành phân lập 47
Bảng 3.2. Sự tăng sinh của tế bào thu nhận từ mô mỡ 48
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá biệt hóa TBGTM từ mô mỡ thỏ in vitro 52
Bảng 3.4. Đánh giá biểu hiện dấu ấn bề mặt của tế bào gốc từ mô mỡ thỏ 53
Bảng 3.5. Tóm tắt một số đặc điểm của thỏ trong quá trình nghiên cứu 66
Bảng 3.6. Thỏ bị hủy ghép 67
Bảng 4.1. So sánh sự biểu hiện các dấu ấn đặc hiệu của TBGTM từ mỡ thỏ
bằng phương pháp đo tế bào dòng chảy của các tác giả nước ngoài 7