Nghiên cứu thiết lập thành công quy trình tái thiết lập chương trình bộ gen nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân giống nguyên bào tạo mạch in vivo, nhóm nghiên cứu do TS. Phạm Văn Phúc (Chủ nhiệm), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp. Hồ Chí Minh đứng đầu đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tái thiết lập chương trình trực tiếp in vitro và in vivo nguyên bào sợi chuột thành tế bào tiền thân giống nguyên bào mạch”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, Đề tài đã thu được một số kết quả như sau:

1. Nghiên cứu thiết lập thành công quy trình tái thiết lập chương trình bộ gen nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân giống nguyên bào tạo mạch trong điều kiện in vitro

Đã thử nghiệm thành công việc tái thiết lập chương trình nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân nội mô (EPC) bằng cách cảm ứng vạn năng kết hợp gây biệt hoá trực tiếp thành EPC. Các kết quả này đã được công bố trên tạp chí Biomedical Research and Therapy.

Việc nâng cao hiệu quả tái thiết lập chương trình đóng góp vai trò quan trọng trong việc sử dụng tế bào đã tái thiết lập trong các nghiên cứu tiếp theo hay trong ứng dụng điều trị. Hematopoietic growth factors (HGF) được sử dụng ở dạng protein nên không gia tăng rủi ro khi sử dụng tế bào EPC sau khi tạo thành. Tuy vậy, HGF là yếu tố có độ bền thấp, khó sản xuất nên giá thành rất cao. Trong nghiên cứu tiếp theo, đề tài đã tiến hành một giải pháp khác, đó là nâng cao hiệu quả tái thiết lập chương trình bằng cách chuyển 1 yếu tố ETV2 nhưng kết hợp nuôi tế bào trong điều kiện hypoxia.

Cải tiến hiệu quả của tái thiết lập chương trình nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân EPC bằng cách nuôi tế bào sau khi chuyển gen trong môi trường thiếu oxy (hypoxia). Kết quả cho thấy việc nuôi cấy hypoxia trong suốt quá trình tái thiết lập chương trình có thể đáng kể hiệu quả tái thiết lập chương trình từ 1.21 ± 0.61 % trong điều kiện nuôi cấy oxy bình thường (21%) lên 7.52 ± 2.31 % trong điều kiện nuôi cấy thiếu oxy (hypoxia). Những tế bào được tái thiết lập trình trong điều kiện hypoxia cũng biểu hiện kiểu hình của tế bào EPC chức năng tương tự trong điều kiện hypoxia. Chúng hiểu hiện gen Cd31, VEGFR2 và có profile gen giống với tế bào nội mô dây rốn. Những tế bào này cũng có thể hình thành cấu trúc giống mạch máu in vitro. Kết quả nghiên cứu này cho thấy rằng việc nuôi cấy trong điều kiện hypoxia là phương pháp đơn giản để nâng cao hiệu quả tái thiết lập chương trình bộ gen nguyên bào sợi thành tế bào EPC.

Việc chuyển ETV2 mRNA và nuôi trong điều kiện hypoxia kết hợp với các yếu tố cảm ứng từ môi trường nuôi cấy đã tái thiết lập thành công nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân nội mô. Những tế bào này biểu hiện kiểu hình của tế bào tiền thân nội mô, có kiểu hình tương tự tế bào thu từ tĩnh mạch cuống rốn và biểu hiện các marker bề mặt như CD31, VEGFR2. Đặc biệt những tế bào này còn có thể hình thành các cấu trúc giống mạch máu in vitro. Kết quả in vivo khẳng định rằng việc ghép những tế bào này có thể cải thiện đáng kể sự tắt mạch máu chi trên chuột thiếu máu chi. Điểm hạn chế lớn nhất của quy trình này là hiệu quả tái thiết lập chương trình còn thấp (3.12 ± 0.98%).

2. Nghiên cứu thiết lập thành công quy trình tái thiết lập chương trình bộ gen nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân giống nguyên bào tạo mạch in vivo

Vai trò của gen ETV2 trong sự hình thành mạch in vivo và tác động liệu pháp ETV2 lên sự hình thành mạch máu trong mô hình chuột thiếu máu chi: Đã đánh giá một cách rõ ràng vai trò của ETV2 trong sự hình thành mạch máu. Cơ chế của sự tái tạo mạch liên quan đến môi trường thiếu oxy do thiếu máu gây ra, sự thiếu oxy làm cho tế bào tăng cường biểu hiện ETV2; mà từ đó kích thích sự hình thành mạch. Vì việc sử dụng viral vector có nhiều hạn chế trong việc sử dụng để điều trị lâm sàng, trong nghiên cứu tiếp theo, đề tài tiến hành sử dụng một phương pháp mới là extracellular vesicles (EV) trong cảm ứng tái tạo thiếu máu chi.

Tác động của các extracellular vesicles (EV) thu từ tế bào sợi tái thiết lập chương trình lên sự tăng sinh của tế bào nội mô và sự hình thành mạch máu mới trên chuột thiếu máu chi: Lần đầu tiên cho thấy rằng, các tế bào EPC có thể sản xuất các EV và các EV này có thể cảm ứng hình thành mạch máu mới in vitro và in vivo. Với phát hiện này, đề tài sẽ tiếp tục nghiên cứu và hướng đến việc sản xuất các sản phẩm cell-free có thể cảm ứng hình thành mạch máu, mà có độ an toàn cao trong sử dụng lâm sàng.

Nghiên cứu này là nghiên cứu hoàn toàn mới và đây là kết quả đầu tiên trên thế giới công bố về việc tái thiết lập chương trình trực tiếp nguyên bào sợi thành tế bào tiền thân nội mô theo tiêu chuẩn ghép lâm sàng. Kết quả này mở ra triển vọng to lớn trong việc ứng dụng công nghệ trong điều trị trên người, đặc biệt sản xuất tế bào điều trị bệnh nhân tắt mạch như nhồi máu cơ tim, đột quỵ, bàn chân đái tháo đường. Đề tài kiến nghị Nhà nước tiếp tục đầu tư để phát triển công trình tiếp tục theo hướng hoàn thiện quy trình sản xuất, sản xuất quy mô phòng thí nghiệm tạo một số chế phẩm/sản phẩm theo tiêu chuẩn GMP để tiếp tục có thể thử nghiệm điều trị trên người.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 15574/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.