Tiềm năng sử dụng mạch máu dây rốn trong y học

Ngày xuất bản: 06/10/2022

Hệ thống mạch máu trong cơ thể người là một phần của hệ tuần hoàn, có dạng ống, nối tiếp nhau hợp thành hệ thống kín dẫn máu từ tim đến các cơ quan trong cơ thể sau đó quay trở về tim. Hệ thống mạch máu trong cơ thể có chức năng vận chuyển các chất dinh dưỡng và oxy đến cơ quan và lấy các chất sau chuyển hóa, CO2… đào thải khỏi cơ thể. Vì vậy, khi cơ thể thiếu máu hoặc quá trình lưu thông máu không tốt sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe ở các mức độ khác nhau.

Bài viết được tư vấn bởi TS. BS Đỗ Xuân Hai – Chủ nhiệm bộ môn Phẫu thuật thực hành, Học viện Quân Y, GS. TS. BS Nguyễn Thanh Liêm – Viện trưởng Viện nghiên cứu Tế bào gốc và công nghệ gen Vinmec, GS.TS. BS Nguyễn Lĩnh Toàn – Trưởng phòng sau Đại học, Học viện Quân Y, PGS.TS Hoàng Thị Mỹ Nhung – Chủ nhiệm Bộ môn tế bào, Đại học khoa học Tự nhiên

Theo WHO, ở người trưởng thành, tổng chiều dài các mạch máu là hơn 160.000 km, đủ để cuốn 4 vòng quanh xích đạo Trái Đất, chính vì vậy những tổn thương mạch máu rất dễ xảy ra do các chấn thương, vết thương và bệnh lý. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ nhiều kỹ thuật y khoa hiện đại được nghiên cứu và phát triển như kỹ thuật ghép tạng, kỹ thuật bypass (cầu nối mạch máu) và nhiều kỹ thuật can thiệp khác trên mạch máu,… giúp người bệnh nặng có nhiều hy vọng được chữa trị.

Đã từ lâu, nhiều nhà khoa học, y học rất mong muốn tạo ra các mạch máu nhằm thay thế cho đoạn mạch tổn thương và trong các kỹ thuật khác như bypass và ghép tạng,… Các mạch máu đã được nghiên cứu và ứng dụng như mạch máu tự thân và mạch nhân tạo. Tuy nhiên việc sử dụng mạch máu tự thân cần phải can thiệp gây thêm đau đớn, và trong một số trường hợp không thể thực hiện do thể trạng người bệnh không cho phép. Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các cấu trúc dệt có độ xốp cao được phủ tạm thời bởi lớp phủ có đặc tính sinh học có thể phân hủy được phát triển. Lớp ngâm tẩm (bao phủ) đoạn mạch nhân tạo sẽ tự động được phân hủy bằng enzyme và được hấp thu trong vòng 4 – 6 tuần sau khi cấy ghép. Trong thời gian này, mô nội sinh đảm nhiệm chức năng bao phủ của lớp gelatin biến đổi và một lớp tế bào, được gọi là neointima, sẽ bao phủ bề mặt bên trong lòng đoạn mạch nhân tạo. Cùng lúc đó, mô liên kết phát triển lan vào thành của đoạn mạch nhân tạo, gắn chặt nó với cơ thể người được cấy ghép. Tuy vậy mạch nhân tạo có thể gặp biến chứng như chảy máu, hẹp lòng đoạn mạch cấy ghép, nhiễm trùng vết thương, phình mối nối, dị ứng, phản ứng miễn dịch… Vì vậy, đến nay chưa có mạch nhân tạo hoàn hảo.

Gần đây, mạch máu dây rốn đã loại bỏ tế bào cũng đang được nghiên cứu ứng dụng. Đây là một nguồn cung cấp mạch tự nhiên, sẵn có. Tuy nhiên nhược điểm của kỹ thuật này là cần nhiều thời gian để xử lý mẫu (khoảng 2 tuần). Đồng thời việc loại bỏ tế bào và xử lý nhiều bước có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của mạch ghép.

Các nhà khoa học Y-Sinh luôn mong muốn tìm vật liệu tự nhiên có khả năng phát triển cùng với tổ chức người nhận mà không cần phải thực hiện các biện pháp ức chế miễn dịch, điều này sẽ là tiềm năng lớn trong y khoa. Mạch máu dây rốn có thể đáp ứng yêu cầu đó. Vấn đề là làm thế nào để giữ nguyên được cấu trúc mạch, có thể sử dụng để ghép tươi không cần loại bỏ tế bào, đảm bảo chức năng của mạch máu phục hồi nhanh chóng sau ghép, và không cần đến các biện pháp ức chế miễn dịch. Để phục vụ mục đích này các nhà khoa học Y – Sinh thuộc Bộ môn Phẫu thuật thực hành, thực nghiệm – Học viện Quân y, Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec và trường Đại học KHTN-Đại học Quốc gia Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu ghép dị loài mạch dây rốn tươi vào chuột cống trắng Wistar. Đây là một phần nội dung trong dự án: “Ứng dụng tế bào gốc MUSE trong tạo mạch máu nhân tạo bằng công nghệ in 3D sinh học không sử dụng khuôn” được tài trợ bởi Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF) mã số VINIF.2020.DA07 do GS. Nguyễn Thanh Liêm phụ trách.

Nhóm nghiên cứu HVQY và Vinmec: Nguyễn Thanh Liêm (áo trắng) & BS. Đỗ Xuân Hai (ngoài cùng bên trái)

Từ ý tưởng đề xuất của GS Nguyễn Thanh Liêm, nhóm nghiên cứu của TS. BS. Đỗ Xuân Hai (HVQY) đã nghiên cứu thử nghiệm và xây dựng được một quy trình xử lý mạch tiền ghép và quy trình ghép mạch dị loài từ động mạch dây rốn vào động mạch chủ bụng dưới thận chuột cống trắng thành công. Mạch máu dây rốn trẻ sơ sinh sau khi sinh được thu gom trong vòng 2 giờ, được xử lý vô trùng và xử lý tiền ghép bằng một hỗn hợp hoạt chất (ký hiệu là DXH) có tác dụng giảm kích thích miễn dịch sau ghép. Sau đó tiến hành tách động mạch ra khỏi dây rốn. Đoạn động mạch dây rốn sau khi được phân lập tiến hành ghép vào động mạch chủ bụng dưới thận của chuột cống trắng, kỹ thuật này được tiến hành dưới kính vi phẫu thuật với độ phóng đại 10x, động vật trước, trong và sau ghép không sử dụng các biện pháp ức chế miễn dịch. Kết quả bước đầu về ghép đoạn động mạch dây rốn vào động mạch chủ dưới thận (ghép dị loài) qua theo dõi cho thấy tình trạng lưu thông mạch máu đoạn ghép tốt và hai chi dưới bình thường với thời gian theo dõi hơn 90 ngày. Đánh giá vi thể, siêu âm mạch, các chỉ số sinh lý, hóa sinh, và phản ứng miễn dịch cho thấy mảnh ghép hòa hợp với cơ thể nhận và thực hiện chức năng như các mạch máu bình thường của cơ thể.

Như vậy, những kết quả bước đầu cho thấy tiềm năng rất lớn trong sử dụng mạch máu dây rốn tươi trong y học. Với kích thước đường kính và chiều dài mạch máu dây rốn có thể được ứng dụng trong y khoa đặc biệt là phẫu thuật tim – mạch máu, ghép tạng trong nhi khoa.