Nghiên cứu biệt hóa tế bào chức năng gan từ tế bào gốc người và chuột

Với mục đích đánh giá khả năng biệt hóa tạo tế bào chức năng gan và khu trú của tế bào gốc trong mô hình cấy ghép TBG điều trị bệnh gan, Viện Công nghệ Sinh học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu biệt hóa tế bào chức năng gan từ tế bào gốc người và chuột”, mã số: VAST.ĐL.03/16-17, thời gian thực hiện từ tháng 6 năm 2016 đến tháng 12 năm 2019 do TS. Nguyễn Văn Hạnh làm chủ nhiệm.

Những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu đã góp phần cung cấp thêm thông tin khoa học về khả năng phân lập, nhân nuôi TBG, nghiên cứu biệt hóa, cấy ghép trên mô hình chuột bệnh, các vấn đề liên quan và tiềm năng của TBG trong biệt hóa và cấy ghép tế bào.

Đề tài đã thu được những thông tin khoa học liên quan đến khả năng thu nhận được nguồn tế bào gốc người và tế bào gốc tủy xương chuột có chỉ thị đặc trưng và khả năng nuôi cấy duy trì ổn định trong điều kiện in vitro. Nguồn tế bào gốc thu được đã được đánh giá có đầy đủ tiềm năng đặc trưng của tế bào gốc, nhân nuôi và duy trì được trong điều kiện in vitro, đủ điều kiện cho các nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng khác trong tương lai. Đề tài đã tạo được tế bào với các chỉ thị đặc trưng chức năng tế bào gan từ tế bào gốc trung mô người và tế bào gốc tủy xương chuột khi tiến hành xử lý TBG với các công thức gây biệt hóa khác nhau (Hình 1).

Hình 1. Tế bào sau biệt hóa biểu hiện dương tính với chỉ thị chức năng gan (màu xanh dương là nhân tế bào, màu xanh lá là các protein HNF4a chỉ thị đặc trưng tế bào gan)

Nguồn tế bào chức năng gan thu được đánh giá có khả năng phát triển để trở thành nguồn tế bào có thể ứng dụng trong nghiên cứu mô hình bệnh gan và phát triển tiếp để giúp sàng nghiên cứu sàng lọc các chất, thuốc mới. Đề tài cũng đã tạo được mô hình đánh giá khả năng định vị sau cấy ghép tế bào gốc, tế bào chức năng gan biệt hóa từ tế bào gốc trên mô hình bệnh gan bằng phương pháp gắn TBG với hạt nano kim cương phát quang (Hình 2).

Hình 2. Tế bào gốc người gắn hạt nano kim cương phát quang (các chấm đỏ là các hạt nano kim cương đã được gắn tế bào)

Nghiên cứu này đầu tiên trình bày thông tin liên quan đến cấy ghép tế bào gốc, tế bào chức năng gan biệt hóa đã được gắn đánh dấu bằng hạt nano kim cương trên chuột mô hình bệnh gan. Với kết quả thu được đã cho thấy tiềm năng ứng dụng trong hướng ứng dụng tế bào gốc trong cấy ghép, cũng như sử dụng chuột mô hình để theo dõi chức năng tế bào trên nhiều căn bệnh khác nhau. Nghiên cứu cũng lần đầu tiên cho thấy hiệu quả của cấy ghép tế bào chức năng gan biệt hóa trong mô hình chuột bệnh gan (Hình 3).

Hình 3. Tế bào gốc người gắn hạt nano kim cương phát quang khu trú trong mô gan chuột

Đề tài đã công bố 03 bài báo trên tạp chí quốc tế:  01 bài trên tạp chí thuộc danh mục SCIE, 02 bài trên các hội thảo quốc tế về tế bào gốc, 03 bài trên Tạp Công nghệ sinh học và 02 bài ở Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc; đồng thời hỗ trợ đào tạo 01 Tiến sĩ, 02 Thạc sỹ và 04 cử nhân.

Một số bài báo cụ thể:

• Nguyễn Văn Hạnh, và cs., 2017. Đánh giá tính ổn định của tế bào gốc dây rốn trong nuôi cấy in vitro. Tạp chí Công nghệ sinh học, 15(3A): 9-13.
• Đỗ Trung Kiên, và cs. Biểu hiện các chỉ thị đặc trưng tế bào gốc trung mô của tế bào gốc phân lập từ dây rốn và nhau thai người. Tạp chí Công nghệ sinh học, 15(3A): 1-7.
• Đỗ Trung Kiên, và cs., 2017. So sánh hiệu quả xử lý bằng DMSO và chuyển gen HNF4 trong biệt hóa tạo tiền tế bào gan từ tế bào gốc trung mô cuống rốn. Tạp chí Công nghệ Sinh học 15(4A): 1-7.
• Trung kien Do, et al., 2017. Differentiation Potential and Characteristics of Mesenchymal Stem Cells Isolated from Human Umbilical Cord membrane to Hepatocyte-like Cells. Biomedical Research&Therapy, 2017 4(S): 107.
• Trung kien Do, et al., 2017. Effect of Fluorescent Nanodiamonds on Umbilical cord Mesenchymal Stem Cell differentiation into Hepatocyte-like cell. Biomedical Research&Therapy, 2017 4(S): 115.
• Trung kien Do, et al., 2020. Efficient isolation and long-term red fluorescent nanodiamond labeling of umbilical cord mesenchymal stem cells for the effective differentiation into hepatocyte-like cells. Brazilian Archives of Biology and Technology (đang in).

Sau 42 tháng thực hiện, từ tháng 6 năm 2016 đến tháng 12 năm 2019, đề tài đã Hội đồng nghiệm thu đánh giá đạt loại Xuất sắc.

Kết quả của đề tài mở ra hướng nghiên cứu tiềm năng về sử dụng các nguồn tế bào gốc khác nhau trong nghiên cứu y sinh, cũng như để làm mô hình sàng lọc các chất có hoạt tính sinh học và ứng dụng mô hình để đánh giá khả năng khu trú của tế bào gốc.