Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Khảo sát một số yếu tố liên quan đến chất lƣợng tế bào gốc tạo máu phân lập từ máu dây rốn tại ngân hàng tế bào gốc, Bệnh viện đa khoa Tâm Anh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:98

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm 2 mục tiêu: Đánh giá chất lượng các đơn vị máu dây rốn thu thập tại Bệnh viện đa khoa Tâm Anh từ 2019-2021; khảo sát sự ảnh hưởng của một số yếu tố liên quan đến chất lượng tế bào gốc tạo máu phân lập từ máu dây rốn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Khảo sát một số yếu tố liên quan đến chất lƣợng tế bào gốc tạo máu phân lập từ máu dây rốn tại ngân hàng tế bào gốc, Bệnh viện đa khoa Tâm Anh

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Bích KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT LƢỢNG TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU PHÂN LẬP TỪ MÁU DÂY RỐN TẠI NGÂN HÀNG TẾ BÀO GỐC, BỆNH VIỆN ĐA KHOA TÂM ANH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Hà Nội - 2021
BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Bích KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN CHẤT LƢỢNG TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU PHÂN LẬP TỪ MÁU DÂY RỐN TẠI NGÂN HÀNG TẾ BÀO GỐC, BỆNH VIỆN ĐA KHOA TÂM ANH Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số: 8420114 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: Hƣớng dẫn 1: TS. Thẩm Thị Thu Nga Hƣớng dẫn 2: TS. Nguyễn Trung Nam Hà Nội - 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đây là công trình nghiên cứu của bản thân dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của TS. Thẩm Thị Thu Nga và TS. Nguyễn Trung Nam. Các số liệu và kết quả thu đƣợc trong luận văn hoàn toàn trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Toàn bộ trích dẫn trong luận văn đều chỉ rõ nguồn gốc. Tôi xin chịu mọi trách nhiệm liên quan đến nội dung đề tài này. Hà Nội, tháng 04 năm 2021 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Bích
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Thẩm Thị Thu Nga – giáo viên hƣớng dẫn của tôi. Cảm ơn cô đã cho tôi cơ hội, hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành luận văn này. Nhờ có sự hỗ trợ của cô tôi mới có đƣợc điều kiện tốt nhất để học tập và nghiên cứu. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Thị Thanh Mai, ngƣời đã giải đáp cho tôi rất nhiều kiến thức về chuyên môn trong quá trình làm luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Trung Nam, phó viện trƣởng Viện Công nghệ sinh học, Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam đã hƣớng dẫn, hỗ trợ trong quá trình hoàn thiện luận văn. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả đồng nghiệp của tôi tại Trung tâm Tế bào gốc, Bệnh viện đa khoa Tâm Anh, Hà Nội đã hỗ trợ rất nhiều trong công việc suốt 2 năm học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới Học viện Khoa học và Công nghệ đã tạo điều kiện học tập và giảng dạy tốt nhất cho học viên để hoàn thành khóa học thành công và hiệu quả. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Bệnh viện đa khoa Tâm Anh Hà Nội đã tạo điều kiện, hỗ trợ thời gian, kinh phí để tôi có thể hoàn thành nghiên cứu này. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình và bạn bè đã là chỗ dựa tinh thần cho tôi khi gặp phải khó khăn, áp lực trong thời gian 2 năm học tập và nghiên cứu vừa qua. Hà Nội, ngày 11 tháng 04 năm 2021 Nguyễn Thị Bích
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú giải American Association of Blood Banks (Hiệp hội AABB truyền máu Hoa Kỳ) AGM Aorto-Gonado-Mesonephros CD Cluster of Differentiation (Cụm biệt hóa) CFU Colony Forming Unit (Đơn vị hình thành khuẩn lạc) CMV Cytomegalo virus DMSO Dimethyl sulfoxide European Directorate for the Quality of Medicines & EDQM HealthCare (Cục Quản lý Chất lƣợng Thuốc & Chăm sóc sức khỏe Châu Âu) Food and Drug Administration (Cục quản lý thuốc và FDA dƣợc phẩm Hoa Kỳ GVHD Graft versus host disease (Bệnh ghép chống chủ) Human leukocyte antigen (Kháng nguyên bạch cầu HLA ngƣời) Hematopoietic progenitor cell (Tế bào tiền thân tạo HPC máu) HSC Hematopoietic Stem Cell (Tế bào gốc tạo máu) Hematopoietic Stem Cell Transplantation (Cấy ghép HSCT tế bào gốc tạo máu)
Induced Pluripotent Stem Cells (Tế bào gốc đa năng iPSC cảm ứng) Intermediate-term Hematopoietic Stem Cell (Tế bào IT-HSC gốc tạo máu trung hạn) Long-term Hematopoietic Stem Cell (Tế bào gốc tạo LT-HSC máu dài hạn) Megakaryocyte/erythrocyte progenitors (Tế bào tiền MEP thân Megakaryocyte/erythrocyte) MPP Multipotent progenitors (Tế bào tiền thân đa năng) NK Natural Killer cell (Tế bào giết tự nhiên) Short-term Hematopoietic Stem Cell (Tế bào gốc tạo ST-HSC máu ngắn hạn) TNC Total Nucleated Cell (Tế bào đơn nhân) Worldwide Network for Blood & Marrow WBMT Transplantation (Hiệp hội ghép tủy toàn cầu)
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 4 1.1. TẾ BÀO GỐC.......................................................................................... 4 1.1.1. Khái niệm ....................................................................................... 4 1.1.2. Phân loại ......................................................................................... 4 1.2. TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU ...................................................................... 5 1.2.1. Khái niệm ....................................................................................... 5 1.2.2. Sự hình thành và phát triển của tế bào gốc tạo máu ...................... 6 1.2.3. Quá trình biệt hóa tế bào gốc tạo máu ........................................... 6 1.2.4. Nguồn phân lập của tế bào gốc tạo máu ...................................... 10 1.3. TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU TỪ MÁU DÂY RỐN ................................ 11 1.2.1. Cấu tạo dây rốn ............................................................................ 11 1.2.2. Đặc điểm tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn .............................. 12 1.2.3. So sánh HSC từ máu dây rốn với tủy xƣơng và máu ngoại vi..... 13 1.2.4. Ƣu điểm của máu dây rốn trong cấy ghép ................................... 15 1.2.5. Nhƣợc điểm của máu dây rốn trong cấy ghép ............................. 15 1.2.6. Ứng dụng tế bào gốc máu dây rốn ............................................... 15 1.2.7. Ngân hàng tế bào gốc máu dây rốn .............................................. 17 1.2.8. Nghiên cứu trên thế giới về các yếu tố liên quan đến chất lƣợng máu dây rốn ................................................................................................. 20 1.2.9. Tình hình nghiên cứu tế bào gốc tạo máu tại Việt Nam .............. 22 CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ........................................................................... 24 2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu................................................................... 24
2.2.2. Hóa chất........................................................................................ 24 2.2.3. Thiết bị ......................................................................................... 24 2.2.4. Vật tƣ tiêu hao .............................................................................. 25 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................... 27 2.3.1. Thiết kế nghiên cứu ...................................................................... 27 2.3.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................... 28 2.3.3. Kỹ thuật thu thập máu dây rốn ..................................................... 29 2.3.4. Kỹ thuật xử lý máu dây rốn .......................................................... 31 2.3.5. Kỹ thuật đánh giá chất lƣợng máu dây rốn sau xử lý .................. 33 2.3.6. Phân tích thống kê ........................................................................ 37 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 39 3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................... 39 3.1.1. Kết quả thu thập mẫu ................................................................... 39 3.1.2. Đặc điểm thống kê các đơn vị máu dây rốn đạt tiêu chuẩn ......... 40 a) Đặc điểm sản phụ ............................................................................ 40 b) Đặc điểm trẻ sơ sinh ........................................................................ 42 c) Đặc điểm chỉ số chất lượng máu dây rốn ....................................... 44 3.1.3. Các yếu tố liên quan đến chỉ số chất lƣợng tế bào gốc tạo máu .. 48 a) Các yếu tố sản phụ và trẻ sơ sinh với thể tích máu dây rốn ........... 48 b) Các yếu tố sản phụ và trẻ sơ sinh với số lượng TNC ...................... 50 c) Các yếu tố sản phụ và trẻ sơ sinh với số lượng tế bào CD34+ ....... 52 d) Các yếu tố sản phụ và trẻ sơ sinh với tỷ lệ tế bào CD34+ .............. 53 3.1.4. Tƣơng quan giữa các yếu tố sản phụ và chỉ số đánh giá chất lƣợng của đơn vị máu dây rốn ............................................................................... 54
3.1.5. Tƣơng quan giữa yếu tố trẻ sơ sinh và các chỉ số đánh giá chất lƣợng đơn vị máu dây rốn ........................................................................... 55 3.1.6. Tƣơng quan của một số yếu tố khác ............................................ 56 3.1.7. Ảnh hƣởng của một số yếu tố đến chất lƣợng của đơn vị máu dây rốn 57 a) Ảnh hưởng của thể tích máu dây rốn đến số lượng TNC ................ 57 b) Ảnh hưởng của thể tích máu đến số lượng tế bào CD34+ .............. 59 c) Ảnh hưởng của thời gian bảo quản mẫu đến tỷ lệ tế bào sống ....... 60 3.1.8. Mô hình ƣớc lƣợng số lƣợng TNC ............................................... 61 3.2. THẢO LUẬN ........................................................................................ 64 3.2.1. Các yếu tố sản phụ ....................................................................... 64 3.2.2. Các yếu tố trẻ sơ sinh ................................................................... 67 3.2.3. Thời gian bảo quản mẫu trƣớc xử lý ............................................ 70 3.2.4. Các chỉ số chất lƣợng tế bào gốc máu dây rốn ............................ 71 CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................. 75 4.1. KẾT LUẬN .......................................................................................... 75 4.2. KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 77
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Sự khác biệt giữa tế bào gốc tạo máu có nguồn gốc khác nhau ..... 14 Bảng 1.2. Tổng hợp các yếu tố có thể ảnh hƣởng đến chất lƣợng máu dây rốn ......................................................................................................................... 20 Bảng 2.1. Danh mục hóa chất ......................................................................... 24 Bảng 2.2. Danh mục thiết bị............................................................................ 24 Bảng 2.3. Danh mục dụng cụ, vật tƣ tiêu hao ................................................. 25 Bảng 2.4. Tóm tắt thông tin nhuộm mẫu với kháng thể ................................. 36 Bảng 3.1. Thống kê các đơn vị máu dây rốn đƣợc tiến hành thu thập ........... 39 Bảng 3.2. Đặc điểm về độ tuổi của sản phụ .................................................... 40 Bảng 3.3. Đặc điểm sản khoa .......................................................................... 41 Bảng 3.4. Đặc điểm thống kê tuổi thai và cân nặng trẻ sơ sinh ...................... 42 Bảng 3.5. Đặc điểm thống kê của các chỉ số chất lƣợng máu dây rốn đạt tiêu chuẩn sau khi xử lý.......................................................................................... 44 Bảng 3.6. Một số yếu tố liên quan với thể tích máu thu thập ......................... 48 Bảng 3.7. Một số yếu tố liên quan đến số lƣợng TNC ................................... 50 Bảng 3.8. Một số yếu tố liên quan với số lƣợng tế bào CD34+ ...................... 52 Bảng 3.9. Một số yếu tố liên quan với tỷ lệ tế bào CD34+ ............................. 53 Bảng 3.10. Tƣơng quan giữa một số yếu tố sản phụ và các chỉ số đánh giá chất lƣợng đơn vị máu dây rốn ....................................................................... 54 Bảng 3.11. Tƣơng quan giữa một số yếu tố sơ sinh và các chỉ số đánh giá chất lƣợng đơn vị máu dây rốn ............................................................................... 55 Bảng 3.12. Tƣơng quan giữa một số yếu tố khác và các chỉ số đánh giá chất lƣợng đơn vị máu dây rốn ............................................................................... 56 Bảng 3.13. Ảnh hƣởng của thể tích máu dây rốn lên số lƣợng TNC ............. 57 Bảng 3. 14. So sánh chỉ số TNC với ngƣỡng thể tích 80mL .......................... 58
Bảng 3.15. Ảnh hƣởng của thể tích máu đến số lƣợng CD34+ ....................... 59 Bảng 3.16. Kết quả phân tích hồi quy tuyến tính giữa thể tích máu và số lƣợng tế bào CD34+ ................................................................................................... 60 Bảng 3.17. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến tỷ lệ tế bào sống ............ 60 Bảng 3.18. Kết quả phân tích hồi quy tuyến tính đa biến cho số lƣợng TNC 62
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Sơ đồ quá trình biệt hóa HSC cổ điển (A) và sửa đổi (B) ................ 9 Hình 1.2. Quá trình biệt hóa HSC. (A) mô hình biệt hóa rời rạc, (B) mô hình biệt hóa liên tục ................................................................................................. 9 Hình 1.3. Cấu tạo dây rốn ở ngƣời .................................................................. 11 Hình 1.4. Quy trình từ khi thu thập máu cho đến khi cấy ghép ...................... 17 Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế nghiên cứu ................................................................ 27 Hình 2.2. Túi máu dây rốn sau khi thu thập .................................................... 31 Hình 2.3. Phân lớp các thành phần máu dây rốn trên một gradient Ficoll- Hypaque .......................................................................................................... 32 Hình 3.1. Phân bố độ tuổi của sản phụ............................................................ 40 Hình 3.2. Phân bố giới tính trẻ sơ sinh............................................................ 42 Hình 3.3. Phân bố tuổi thai.............................................................................. 43 Hình 3.4. Phân bố cân nặng trẻ sơ sinh ........................................................... 43 Hình 3.5. Phân bố thể tích máu dây rốn của các đơn vị đƣợc thu thập .......... 45 Hình 3.6. Phân bố số lƣợng TNC .................................................................... 45 Hình 3.7. Phân bố số lƣợng tế bào CD34+ ...................................................... 46 Hình 3.8. Phân bố tỷ lệ tế bào sống ................................................................ 47 Hình 3.9. Liên hệ tuyến tính giữa thể tích máu dây rốn và TNC ................... 58 Hình 3.10. Liên hệ tuyến tính giữa thời gian bảo quản mẫu và tỷ lệ tế bào sống ................................................................................................................. 61
1 MỞ ĐẦU Tế bào gốc tạo máu là tế bào gốc đa năng có chức năng quan trọng trong việc sản xuất và duy trì tất cả các dòng tế bào máu trƣởng thành trong suốt cuộc đời con ngƣời [1]. Tế bào gốc tạo máu đƣợc sử dụng trong điều trị lâm sàng có hiệu quả đƣợc lấy từ ba nguồn khác nhau: tủy xƣơng, máu ngoại vi và máu dây rốn. Ghép tế bào gốc tạo máu đòi hỏi sự phù hợp HLA rất chặt chẽ nên việc tìm đƣợc ngƣời phù hợp hoàn toàn về HLA là một khó khăn lớn. Khó khăn này tăng thêm ở các quốc gia đa chủng tộc vì hệ HLA có những đặc trƣng riêng theo từng chủng tộc. Theo báo cáo thƣờng niên năm 2019 về ghép tế bào gốc tại châu Âu, năm 2018 trong số gần 18000 bệnh nhân tìm ngƣời cho không cùng huyết thống chỉ có khoảng hơn 9000 ngƣời đƣợc ghép mặc dù có khoảng 1.4 triệu ngƣời đăng ký hiến tế bào gốc tạo máu ở Châu Âu trong năm 2018, nâng tổng số ngƣời hiến lên hơn 14 triệu tại các nƣớc thành viên EU và gần 37 triệu trên toàn thế giới [2, 3]. Ghép tế bào gốc tạo máu bao gồm ghép tự thân và ghép đồng loài. Trong trƣờng hợp ghép đồng loài, ngƣời hiến tủy xƣơng hoặc tế bào gốc tạo máu ngoại vi sẽ đƣợc huy động vào thời điểm bệnh nhân đã đƣợc điều trị hóa chất đủ điều kiện ghép. Vì vậy, hiện nay nhiều quốc gia trên thế giới đã có chƣơng trình đăng ký hiến tủy và hiến tế bào gốc tạo máu từ máu ngoại vi, tế bào gốc sử dụng trong các trƣờng hợp này hoàn toàn không cần phải lƣu trữ. Tế bào gốc tạo máu sử dụng trong trƣờng hợp ghép tự thân đƣợc lƣu trữ đông lạnh nhƣng chỉ trong một thời gian ngắn phải sử dụng ngay sau khi bệnh nhân đƣợc điều trị hóa chất và đủ điều kiện ghép. Từ khi đƣợc phát hiện vào năm 1980, tế bào gốc tạo máu phân lập từ máu dây rốn đƣợc coi là nguồn tiềm năng cho ghép tế bào gốc tạo máu trong điều trị. Máu dây rốn đƣợc thu thập ngay sau khi sản phụ sinh con, sau đó trải qua quá trình xử lý, lƣu trữ đông lạnh để kéo dài đời sống. Chứng minh thành công rằng máu dây rốn có khả năng phục hồi hệ thống tạo máu và miễn dịch của bệnh nhân cùng với việc xác nhận rằng máu dây rốn có thể bảo quản lạnh để sử dụng sau này dẫn đến việc thành lập các ngân hàng máu dây rốn trên
2 khắp thế giới đáp ứng nhu cầu ghép tế bào gốc tạo máu đang ngày càng gia tăng. Những bệnh nhân có chỉ định ghép tế bào gốc máu có thể tìm những đơn vị máu dây rốn phù hợp thông qua những dữ liệu lƣu trữ trong ngân hàng máu dây rốn. Tuy nhiên, một trong những hạn chế của nguồn tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn so với máu ngoại vi đƣợc huy động và từ tủy xƣơng là số lƣợng tế bào gốc tạo máu trong một đơn vị thấp, do vậy máu dây rốn phù hợp để ghép cho trẻ em hơn là ngƣời lớn. Xử lý và bảo quản tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn đòi hỏi thời gian và chi phí tốn kém, do đó ngƣời ta thƣờng cố gắng chỉ xử lý những đơn vị máu dây rốn cho số lƣợng tế bào có nhân và tế bào CD34+ tối ƣu – hai chỉ số đƣợc coi là quyết định thành công của các ca ghép tế bào gốc tạo máu. Do vậy, việc xác định chiến lƣợc hợp lý từ khâu sàng lọc, thu thập mẫu cho đến xử lý mẫu và cuối cùng là ghép không chỉ tránh lãng phí chi phí, tiết kiệm không gian lƣu trữ có giá trị cho các đơn vị chất lƣợng tốt mà còn tạo ra hiệu quả điều trị tốt hơn ngƣời bệnh. Trong đó bƣớc đầu khảo sát các yếu tố có khả năng ảnh hƣởng đến chất lƣợng tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn có vai trò quan trọng chiến lƣợc cải thiện chất lƣợng ngân hàng máu dây rốn. Đồng thời từ kết quả phân tích các yếu tố, đƣa ra những khuyến cáo, tƣ vấn cho bệnh nhân cũng nhƣ giúp tìm ra những nguyên nhân sai sót, cải thiện quy trình kỹ thuật, nâng cao hiệu quả. Có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hƣởng đến chất lƣợng của sản phẩm tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn bao gồm: các yếu tố sản khoa, yếu tố thuộc về sản phụ, các yếu tố trẻ sơ sinh, các yếu tố trong thu thập và xử lý mẫu. Trong rất nhiều yếu tố có khả năng ảnh hƣởng, các yếu tố sản phụ bao gồm: tuổi ngƣời mẹ, nhóm máu, phƣơng pháp sinh, số lần mang thai, số lƣợng thai; các yếu tố trẻ sơ sinh bao gồm: tuổi thai, cân nặng, giới tính; yếu tố trong xử lý mẫu gồm: thời gian bảo quản mẫu, thể tích máu là những yếu tố đƣợc quan tâm nhiều nhất vì đặc điểm dễ tiếp cận, dễ thu thập thông tin và có nhiều nghiên cứu cho kết quả không thống nhất. Do đó, trong phạm vi của nghiên cứu này, chúng tôi chỉ tiến hành khảo sát sự ảnh hƣởng đến các chỉ số chất lƣợng tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn của một số yếu tố kể trên.
3 Trên thế giới, có nhiều chƣơng trình tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng máu dây rốn, tuy nhiên các yếu tố này có thể thay đổi ở các quốc gia và chủng tộc khác nhau khiến cho các tiêu chuẩn mà thế giới đƣa ra có thể không phù hợp với Việt Nam. Ngân hàng tế bào gốc thuộc Bệnh viện đa khoa Tâm Anh đƣợc xây dựng theo mô hình ngân hàng máu dây rốn tƣ nhân, đƣợc thành lập vào năm 2019. Với mục đích lƣu trữ nguồn tế bào gốc tạo máu từ máu dây rốn chất lƣợng dùng trong điều trị chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu này với các mục tiêu sau : 1- Đánh giá chất lƣợng các đơn vị máu dây rốn thu thập tại Bệnh viện đa khoa Tâm Anh từ 2019-2021 2- Khảo sát sự ảnh hƣởng của một số yếu tố liên quan đến chất lƣợng tế bào gốc tạo máu phân lập từ máu dây rốn
4 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TẾ BÀO GỐC 1.1.1. Khái niệm Tế bào gốc là những tế bào có khả năng biệt hóa thành các dòng tế bào chuyên biệt trong cơ thể. Hai đặc điểm xác định một tế bào gốc là khả năng tự làm mới (Self-renewal) và khả năng biệt hóa (Differentiation) thành tế bào trƣởng thành chuyên biệt về chức năng. Khả năng tự làm mới là khả năng tế bào gốc có thể phân chia không giới hạn để tạo thành tế bào con giống hệt tế bào mẹ mang tính gốc. Đặc điểm này giống với tế bào ung thƣ, tuy nhiên khác với tế bào ung thƣ phân chia không kiểm soát, tế bào gốc đƣợc cơ thể điều khiển một cách chính xác và chặt chẽ [4]. 1.1.2. Phân loại  Phân loại theo giai đoạn phát triển Theo giai đoạn phát triển của cơ thể, tế bào gốc chia thành: tế bào gốc phôi, tế bào gốc trƣởng thành. Tuy nhiên các thuật ngữ này hiện nay trở nên không đầy đủ để mô tả các loại tế bào gốc. Năm 2006, nghiên cứu của giáo sƣ Takahashi cho biết có thể tái lập trình tế bào trƣởng thành về trạng thái giống tế bào gốc phôi, gọi là tế bào gốc đa năng cảm ứng (Induced Pluripotent Stem Cell - iPSC) [5]. Ngƣợc lại, tế bào gốc trƣởng thành cũng đã đƣợc tìm thấy trong thai nhi, nhau thai, máu dây rốn và trẻ sơ sinh [6, 7].  Phân loại theo tiềm năng biệt hóa Dựa theo khả năng biệt hóa thành các dòng tế bào chuyên biệt trong cơ thể, tế bào gốc đƣợc chia thành: - Tế bào gốc toàn năng (Totipotent stem cells): là tế bào gốc có khả năng phân chia và biệt hóa thành toàn bộ các dòng tế bào trong cơ thể, có thể hình thành nên cấu trúc phôi và ngoài phôi. Ví dụ nhƣ hợp tử - tế bào hình thành sau khi trứng đƣợc thụ tinh. Hợp tử sau đó có thể phát triển thành thành tất cả các tế bào thuộc ba lớp mầm và nhau thai.
5 - Tế bào gốc vạn năng (Pluripotent stem cells): là tế bào gốc có thể biệt hóa thành tất cả các tế bào thuộc ba lớp mầm ngoại trừ cấu trúc ngoài phôi nhƣ nhau thai. Ví dụ nhƣ tế bào gốc phôi, iPSC. - Tế bào gốc đa năng (Multipotent stem cells): là tế bào gốc có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào chuyên biệt trong một dòng tế bào cụ thể. Ví dụ nhƣ tế bào gốc tạo máu có khả năng biệt hóa ra các tế bào thuộc dòng máu; tế bào gốc thần kinh; tế bào gốc trung mô. - Tế bào gốc đơn năng (Unipotent stem cells): là tế bào gốc có phổ biệt hóa hẹp nhất và đặc trƣng bởi tính chất phân chia lặp đi lặp lại. Tế bào gốc đơn năng chỉ có thể biệt hóa thành một loại tế bào duy nhất, ví dụ nhƣ tế bào da (Dermatocytes) [8], tế bào tiền thân đại thực bào [9]. 1.2. TẾ BÀO GỐC TẠO MÁU 1.2.1. Khái niệm Tế bào gốc tạo máu (Haematopoietic Stem Cells – HSCs) là tế bào gốc đa năng đặc biệt có khả năng tự đổi mới và biệt hóa tạo thành toàn bộ hệ thống tạo máu trong cơ thể. Tế bào gốc tạo máu có thể bổ sung thay thế tất cả các loại tế bào máu. Mỗi tế bào gốc tạo máu đƣợc lập trình để sản xuất các thành phần của máu với các chức năng khác nhau từ hồng cầu vận chuyển oxy, tiểu cầu liên quan đến các yếu tố đông máu, đến các tế bào của hệ thống miễn dịch bẩm sinh hoạt động chống lại sự tấn công của vi khuẩn [10]. Đồng thời, một số lƣợng nhỏ tế bào gốc tạo máu có vai trò tự tăng sinh vẫn giữ tính gốc nhằm duy trì số lƣợng tế bào gốc trong cơ thể, luôn sẵn sàng khi cơ thể có nhu cầu. Giống nhƣ các tế bào gốc trƣởng thành trong cơ thể, hầu hết tế bào gốc tạo máu đều tồn tại ở trạng thái không hoạt động. Khi cơ thể xảy ra tổn thƣơng, các tế bào gốc tạo máu sẽ thoát khỏi sự im lặng và bắt đầu đi vào chu kỳ tế bào, phân chia, biệt hóa thành các tế bào chuyên hóa chức năng. Chúng cũng có thể di chuyển từ tủy xƣơng ra máu ngoại vi, từ tủy xƣơng này sang
6 tủy xƣơng khác,…Điều này cho phép các tế bào gốc tạo máu có thể đƣợc thu hoạch trực tiếp từ máu ngoại vi. Bất kỳ rối loạn nào xảy ra trong quá trình chuyển đổi này có thể dẫn đến cạn kiệt tế bào gốc máu, gây thiếu máu và các bệnh lý về máu, miễn dịch khác. 1.2.2. Sự hình thành và phát triển của tế bào gốc tạo máu HSC bắt đầu đƣợc xác định trong phôi bằng sự xuất hiện đầu tiên đƣợc nhận thấy ở vùng AGM (Aorto-Gonado-Mesonephros) [11], là vùng thuộc trung bì phôi phát triển trong suốt quá trình phát triển phôi, gần với hệ thống niệu sinh dục, tạo ra tuyến sinh dục, võ não của tuyến thƣợng thận và hậu thận [12]. Sau đó, HSC chuyển sang gan của thai nhi, tại đây, HSC đƣợc nhân lên rồi di chuyển đến lá lách và sau đó đến tủy xƣơng, nơi tế bào gốc tạo máu sẽ cƣ trú trong suốt đời sống sau này [13, 14]. Bên cạnh đó, năm 2005, hai nhóm nghiên cứu độc lập đã xác định nhau thai là một vị trí ngoại phôi có sự phát triển và nhân lên của tế bào gốc tạo máu [15, 16]. Các nghiên cứu này cho thấy sự xuất hiện của các tế bào gốc tạo máu với hoạt động tái tạo trong nhau thai xảy ra song song với quá trình ở vùng AGM. Nhƣng liệu nhau thai có khả năng tạo ra HSC de novo hay chỉ hỗ trợ nhân lên vẫn còn tranh cãi và cần nghiên cứu thêm [17]. 1.2.3. Quá trình biệt hóa tế bào gốc tạo máu Để xác định mối quan hệ giữa HSC và các thế hệ con cháu của chúng, hệ thống phân cấp tạo máu đƣợc xây dựng để mô tả quá trình biệt hóa từ HSC sang các loại tế bào máu khác nhau. Sự biệt hóa của HSC xảy ra thông qua một quá trình nhiều bƣớc từ đa dòng (multilineage), đến các tế bào chỉ có khả năng biệt hóa hạn chế cho một số dòng (oligo-lineage), rồi đến các tế bào đơn dòng (single lineage) và cuối cùng là tế bào máu trƣởng thành [18]. Trƣớc đây, HSC tinh sạch đƣợc coi là quần thể tế bào đồng nhất vì các tế bào này chia sẻ các dấu hiệu bề mặt tế bào giống nhau. Về mặt chức năng, mỗi tế bào trong quần thể đồng nhất này cũng đƣợc coi là có khả năng biệt hóa giống hệt nhau [19]. Tuy nhiên hiện nay, nhiều công cụ phân tích –omics ở độ phân giải đơn bào đã cho thấy những hiểu biết mới về tế bào gốc tạo
7 máu, từ đó tiết lộ về sự không đồng nhất trong quần thể HSC [20, 21]. Tính không đồng nhất của HSC đƣợc phản ánh trong thực tế rằng mỗi HSC riêng biệt khác nhau về đặc điểm phân tử, số phận tế bào và kết quả chức năng. Việc phát hiện ra tính không đồng nhất của HSC đã định hình lại sự hiểu biết của các nhà khoa học về quá trình biệt hóa phức tạp của loại tế bào gốc đặc biệt này. Các nghiên cứu trƣớc đây về quá trình biệt hóa của HSC (Hình 1.1A) đã phát hiện ra rằng HSC có thể đƣợc phân loại thành 2 dƣới quần thể: HSC dài hạn (Long-term HSC – LT-HSC) và HSC ngắn hạn (Short-term HSC – ST-HSC). LT-HSC là quần thể tế bào hiếm của tủy xƣơng, sở hữu khả năng phục hồi vĩnh viễn ở những ngƣời nhận bị chiếu xạ. Ở trạng thái ổn định, LT- HSC không hoạt động. Tuy nhiên, một khi tiếp xúc với kích thích, các tế bào này sẽ kích hoạt trở lại và đi vào chu kỳ tế bào. ST-HSC thì có khả năng phục hồi ngắn hạn, khoảng 8-12 tuần sau ghép. ST-HSC biệt hóa thành tế bào tiền thân đa năng (Multipotent progenitors – MPP), so với HSC, ST-HSC có tần suất tiến triển chu kỳ tế bào cao hơn, hoạt động biệt hóa mạnh mẽ hơn, nhƣng không có khả năng tự đổi mới [22]. Tiếp sau MPP là các tế bào tiền thân lympho phổ biến (Common lymphoid progenitors – CLP) có khả năng biệt hóa thành các tế bào bao gồm: tế bào giết tự nhiên (Natural killer – NK) là những tế bào gây độc tế bào cần thiết cho hệ miễn dịch bẩm sinh; tế bào B trƣởng thành trong tủy xƣơng kích hoạt hình thành tế bào plasma tiết ra kháng thể; và tế bào T trƣởng thành trong tuyến ức thành tế bào T gây độc tế bào CD8+ hoặc tế bào T trợ giúp CD4+ với khả năng biệt hóa sâu hơn khi kích hoạt. Cùng với tế bào tiền thân lympho phổ biến còn có tế bào tiền thân dòng tủy phổ biến (Common myeloid progenitors – CMP) có thể biệt hóa thành các tế bào tiền thân megakaryocyte/hồng cầu (Megakaryocyte/erythrocyte progenitors – MEP) – biệt hóa sản xuất tiểu cầu, hồng cầu; và tế bào tiền thân bạch cầu hạt/đại thực bào (Granulocyte/macrophage progenitors – GMP) – biệt hóa cho bạch cầu hạt và đại thực bào. Bạch cầu hạt bao gồm: bạch cầu trung tính (neutrophil) là loại bạch cầu chiếm tỷ lệ lớn nhất (50-60%); bạch cầu ái toan (eosinophil)) có đặc tính gây độc tế bào đặc biệt chống lại ký sinh
8 trùng (1-3% bạch cầu); bạch cầu ái kiềm (basophil) có vai trò trong phản ứng viêm và là loại bạch cầu ít phổ biến nhất (