Thử nghiệm các tế bào gốc được tái lập trình trên bệnh nhân Parkinson  


Tổng hợp và biên dịch: Huỳnh Thị Diễm Phúc

Parkinson là bệnh thoái hóa hệ thần kinh phổ biến, chiếm tỷ lệ cao ở người lớn tuổi và chiếm 1 tỷ lệ rất cao ở người từ 80 tuổi trở lên; đặc biệt có sự có sự phân bố rõ rệt theo địa lý (Châu Á có tỷ lệ bệnh thấp nhất) và giới tính (tỷ lệ mắc bệnh ở nam cao gấp 3 lần so với nữ) (1). Đặc trưng điển hình của bệnh là sự mất dần các tế bào thần kinh dopamine của não giữa mà cụ thể là chất đen (substantia nigra) dẫn đến các triệu chứng về vận động (ví dụ: run rẩy, chuyển động chậm chạp, cứng nhắc, khó khăn trong giữ thăng bằng) và các triệu chứng không vận động (ví dụ: suy giảm khứu giác, rối loạn giấc ngủ, trầm cảm, lo âu và rối loạn trí nhớ) (2). Điều trị hiện tại chỉ làm chậm diễn tiến của bệnh bằng một số loại thuốc, và cho đến nay vẫn chưa có phương pháp điều trị tối ưu cho căn bệnh này (3).

Tế bào gốc (stem cells) là những tế bào duy nhất có khả năng biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt của cơ thể. Tế bào gốc cung cấp các tế bào mới cho cơ thể khi nó phát triển và thay thế các tế bào chuyên biệt bị hư hỏng hoặc mất đi. Có 3 loại tế bào gốc chính: tế bào gốc phôi, tế bào gốc trưởng thành, tế bào gốc vạn năng cảm ứng (4).

Hình 1. Quá trình biệt hóa tế bào (4)

Ngày nay, sự phát triển của liệu pháp tế bào gốc đem lại các chiến lược điều trị đầy hứa hẹn cho các rối loạn hệ thần kinh trung ương bao gồm bệnh Parkinson (5). Nhiều loại tế bào gốc đã được nghiên cứu và kết quả đạt được rất triển vọng trong điều trị Parkinson trên mô hình động vật như tế bào gốc nội mạc tử cung (endometrial stem cells) (6), tế bào gốc trung mô rốn người (HUMSCs: Human umbilical cord mesenchymal stem cells) (7) và tế bào gốc phôi (ESCs: embryonic stem cells) (8).

Kết quả nghiên cứu của Mohammed Abdel-Rahman và cộng sự (2002) cho thấy niêm mạc khứu giác và hành khứu giác của chuột bạch đực trưởng thành có chứa tế bào gốc khứu giác. Các tế bào này có thể được phân lập và nuôi cấy để tạo ra hàng triệu tế bào gốc khứu giác. Thành công của nghiên cứu giúp cung cấp một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho việc thay thế các tế bào dopamine bị hư hỏng thuộc vùng đen của não giữa ở chuột bạch đực trưởng bị Parkinson do rotenone (một hóa chất tự nhiên có tính chất diệt côn trùng, diệt khuẩn và các đặc tính diệt khuẩn, thu được từ rễ của một số loài thực vật nhiệt đới và cận nhiệt đới thuộc chi Lonchocarpus hoặc Derris) (9).

Trong một công trình nghiên cứu của mình, Kikuchi, T. và các cộng sự (2017) đã cấy các các tế bào thần kinh từ tế bào gốc được tái lập trình vào não của người mắc bệnh Parkinson. Đây là một trong những ứng dụng lâm sàng của các tế bào gốc vạn năng cảm ứng (induced pluripotent stem - iPS) hay còn gọi là tế bào gốc nhân tạo. Tế bào này được hình thành bằng cách tái lập trình các tế bào của các mô cơ thể (ví dụ như da) để trở lại trạng thái giống phôi, từ đó chúng có thể biệt hóa thành các loại tế bào khác (10).

Hình 2. Các tế bào thần kinh được tạo ra từ các tế bào gốc tái lập trình. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản sẽ sử dụng các tế bào tương tự để điều trị cho bệnh nhân Parkinson (10)

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật này để tạo tiền chất cho tế bào thần kinh tạo nên chất dẫn truyền thần kinh dopamine vốn bị thoái hóa ở bệnh nhân Parkinson. Các bác sĩ tại Bệnh viện Đại học Kyoto sẽ tiêm 5 triệu tế bào tiền chất này trực tiếp vào não của bảy bệnh nhân. Những bệnh nhân trong nghiên cứu sẽ được theo dõi các triệu chứng rung và cứng cơ bắp trong hai năm sau khi cấy ghép (vì các tế bào thần kinh sản xuất dopamin có liên quan đến khả năng vận động nên những người mắc bệnh thường gặp những triệu chứng này).

Một trong những người tiên phong trong lĩnh vực này là nhà khoa học về tế bào gốc Jun Takahashi tại Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng tế bào iPS ở Kyoto. Năm 2017, ông đã chứng minh rằng các tế bào tiền thân biệt hóa thành tế bào thần kinh sản xuất dopamine ở khỉ mắc bệnh Parkinson và các tế bào này đã chứng minh được vai trò của mình trong việc cải thiện các triệu chứng thần kinh (11).

Tài liệu tham khảo:

1. Pringsheim, T., Jette, N., Frolkis, A., Steeves, T.D. (2014) The prevalence of Parkinson's disease: a systematic review and meta-analysis. Mov. Disord, 29, 1583-1590.

2. Rodriguez-Oroz, M.C., Jahanshahi, M., Krack, P., Litvan, I., Macias, R., Bezard E., Obeso, J.A. (2009) Initial clinical manifestations of Parkinson's disease: features and pathophysiological mechanisms, Lancet Neurol, 8, 1128-1139.

3. Braak, H., Bohl, J.R., Müller, C.M., Rüb, U., de Vos, R.A., Del Tredici, K. (2006). The staging procedure for the inclusion body pathology associated with sporadic Parkinson’s

disease reconsidered, Mov. Disord, 21, 2042-2051

4. https://www.yourgenome.org/facts/what-is-a-stem-cell

5. Lindvall, Kokaia Z. (2010) Stem cells in human neurodegenerative disorders-Time for clinical translation? J. Clin. Invest, 120, 29-40.

6. Wolff, E.F., Mutlu, L., Massasa, E.E., Elsworth, J.D., Eugene Redmond, J.R., Taylor, H.S. (2015) Endometrial stem cell transplantation in MPTP- exposed primates: an alternative cell source for treatment of Parkinson’s disease, J. Cell. Mol. Med., 19, 249-256.

7. Fu, Y.S., Cheng, Y.C., Lin, M.Y., Cheng, H., Chu, P.M., Chou, S.C., Shih, Y.H., Ko, M.H., Sung, M.S., (2006) Conversion of human umbilical cord mesenchymal stem cells in Wharton's jelly to dopaminergic neurons in vitro: potential therapeutic application for Parkinsonism, Stem Cells, 24, 115-124.

8. Kim, J.H., Auerbach, J.M., Rodríguez-Gómez, J.A., Velasco, I., Gavin, D., Lumelsky, N., Lee, S.H., Nguyen, J., Sánchez-Pernaute, R., Bankiewicz, K., McKay, R. (2002) Dopamine neurons derived from embryonic stem cells function in an animal model of Parkinson’s disease, Nature, 418, 50-56.

9. Abdel-Rahman, M., Galhom, R.A., El-Din, W.A.N., Ali, M.H.M., Abdel-Hamid, A.E.S. (2018) Therapeutic efficacy of olfactory stem cells in rotenone induced Parkinsonism in adult male albino rats, Biomedicine & pharmacotherapy, 103, 1178-1186

10. https://www.nature.com/articles/d41586-018-05856-w

11. Kikuchi, T., Morizane A., Doi, Da., Magotani, H., Onoe, H., Hayashi, T.,  Mizuma, H., Takara, S., Takahashi, R., Inoue, H., Morita, S., Yamamoto, M., Okita, K., Nakagawa, M., Parmar, M. & Takahashi, J. (2017) Human iPS cell-derived dopaminergic neurons function in a primate Parkinson’s disease model, Nature, 548, 592-596.