Bảo quản tế bào gốc: Phương pháp và quy trình thực hiện bảo quản

Tầm quan trọng của công nghệ bảo quản lạnh trong ứng dụng lâm sàng của tế bào gốc trung mô (MSC) ngày càng được nhấn mạnh. Nghiên cứu hiện nay cho thấy MSC được bảo quản lạnh vẫn duy trì các đặc tính sinh học cơ bản và tiềm năng biệt hóa đa hướng. Vì sao cần bảo quản tế bào gốc đúng tiêu chuẩn? Có những phương pháp bảo quản tế bào gốc nào? Và quy trình bảo quản ra sao? Hãy cùng Mescells tìm hiểu qua bài viết sau đây.

1. Vì sao cần bảo quản tế bào gốc đúng tiêu chuẩn?

Bảo quản tế bào gốc là quá trình thu thập, xử lý và lưu trữ tế bào gốc để có thể sử dụng trong điều trị y tế trong tương lai. Phương pháp phổ biến nhất là bảo quản lạnh, trong đó tế bào được đông lạnh ở nhiệt độ cực thấp để ngăn chặn mọi hoạt động sinh học và giữ chúng nguyên vẹn để sử dụng sau này.

Quá trình này là bắt buộc để duy trì nguyên vẹn cấu trúc, chức năng sinh học và khả năng sống sót (70-90%) của tế bào qua nhiều thập kỷ. Việc bảo quản tế bào gốc đúng tiêu chuẩn giúp cho:

Duy trì sức sống của tế bào và cung cấp kịp thời

Tế bào gốc rất nhạy cảm. Bảo quản trong ni-tơ lỏng ở nhiệt độ âm sâu giúp ngừng mọi hoạt động sinh học, bảo vệ tế bào không bị hỏng hoặc biến đổi cấu trúc, giữ cho chúng “ngủ đông” và giữ nguyên vẹn chức năng.

Các tế bào được nuôi cấy không tồn tại lâu, yêu cầu chi phí cao và khó chuẩn hóa để sử dụng rộng rãi. Đó là lý do tại sao bảo quản tế bào gốc lại rất quan trọng. Nó cho phép tạo ra các tế bào gốc trung mô (MSC) đồng loại “có sẵn”. Quan trọng hơn, có thể sản xuất các lô lớn và nhất quán. Sau đó, các sản phẩm này có thể được lưu trữ trong thời gian dài và sử dụng khi cần thiết, mang lại mô hình sử dụng giống như thuốc. Mô hình này có thể làm giảm chi phí và giúp các liệu pháp này dễ tiếp cận hơn (1).

Đảm bảo chất lượng sử dụng

Nếu không được bảo quản theo tiêu chuẩn, tế bào gốc có thể chết hoặc giảm khả năng biệt hóa. Quy trình tiêu chuẩn (như AABB) đảm bảo tỷ lệ sống sót cao, giúp các ca ghép tủy hoặc điều trị bệnh đạt hiệu quả tốt nhất.

Dự phòng bệnh hiểm nghèo lâu dài

Tế bào gốc được lưu trữ đúng cách có thể dùng để điều trị các bệnh về máu, ung thư hoặc các rối loạn miễn dịch cho chính người sở hữu hoặc người thân trong nhiều năm tới.

An toàn và tránh nhiễm trùng

Bảo quản tế bào gốc theo đúng quy chuẩn giúp loại bỏ nguy cơ nhiễm khuẩn, nhiễm virus hoặc thoái hóa mẫu, đảm bảo tế bào được sử dụng một cách an toàn.

Mở rộng cơ hội điều trị

Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc tạo máu có khả năng điều trị nhiều bệnh lý phức tạp. Việc lưu trữ đúng chuẩn là chìa khóa để khai thác tối đa tiềm năng này trong y học tái tạo.

Bảo quản tế bào gốc đúng tiêu chuẩn mở rộng cơ hội điều trị đối với nhiều bệnh lý

2. Các phương pháp bảo quản tế bào gốc

Tế bào gốc tạo máu (HSC) và tế bào gốc phôi (hESC) chủ yếu được lưu trữ thông qua bảo quản lạnh, sử dụng phương pháp đông lạnh có kiểm soát tốc độ và nhiệt độ để duy trì khả năng sống và hiệu lực trong nhiều năm. Các chuyên gia sẽ sử dụng các chất bảo vệ như DMSO (Dimethyl sulfoxide) và kiểm soát nồng độ tế bào để đảm bảo phục hồi tế bào gốc thành công sau khi rã đông.

Hai kỹ thuật chính được sử dụng để bảo quản lạnh tế bào gốc trung mô là đông lạnh chậm và thủy tinh hóa. Đông lạnh chậm là phương pháp bảo quản lạnh tế bào với tốc độ đủ chậm để làm mất nước tế bào một cách hiệu quả, đồng thời giảm thiểu hình thành tinh thể băng bên trong tế bào. Thủy tinh hóa cho phép tế bào và môi trường ngoại bào của chúng đông đặc thành dạng thủy tinh mà không tạo thành băng.

Đông lạnh chậm được thực hiện bằng cách đặt tế bào ở nhiệt độ giảm dần, chẳng hạn như ở 4°C trong một khoảng thời gian, sau đó làm lạnh dần đến -80°C, và cuối cùng chuyển sang nitơ lỏng (-196°C) để bảo quản lâu dài. Khoảng 70-80% tế bào sống sót khi sử dụng quy trình đông lạnh dần dần này. Đây là kỹ thuật được khuyến nghị để bảo quản lạnh MSC trong phòng thí nghiệm và lâm sàng vì dễ vận hành và nguy cơ nhiễm bẩn tối thiểu.

Thủy tinh hóa sử dụng nitơ lỏng ở nhiệt độ thấp để nhanh chóng làm đông chất lỏng nhớt do nồng độ chất bảo vệ lạnh cao tạo thành trạng thái thủy tinh. Nồng độ chất bảo vệ lạnh đủ hoặc làm lạnh nhanh có thể làm tăng độ nhớt và ngăn chặn hình thành tinh thể băng, do đó bảo vệ cấu trúc và chức năng của tế bào (2).

Đông lạnh chậm là phương pháp được ưa chuộng để bảo quản lạnh MSC cho đến ngày nay

3. Quy trình bảo quản tế bào gốc trong phòng thí nghiệm

Bước 1: Thu thập

Tế bào gốc được lấy từ máu và mô dây rốn của thai nhi ngay sau khi sinh, hoặc từ các nguồn khác như tủy xương, máu ngoại vi hoặc mô mỡ.

Bước 2: Xử lý

Sau khi thu thập, mẫu được gửi đến phòng thí nghiệm để phân tách, đếm và kiểm tra khả năng sống, cũng như sàng lọc nhiễm trùng. Sau đó, mẫu được rửa sạch và trộn với dung dịch chất bảo vệ đông lạnh, thường là dimethyl sulfoxide (DMSO).

Bước 3: Bảo quản lạnh

Tế bào được làm lạnh theo quy trình kiểm soát, lần lượt hạ xuống 4°C, -20°C và -80°C để hạn chế tổn thương. Sau đó, mẫu được chuyển vào môi trường nitơ lỏng ở -196°C.

Bước 4: Lưu trữ

Mẫu được bảo quản trong bình nitơ lỏng hoặc tủ âm sâu dưới hệ thống theo dõi nghiêm ngặt. Ở điều kiện này, tế bào gốc có thể duy trì chất lượng trong nhiều năm.

Bước 5: Truy xuất

Khi cần, mẫu được rã đông, kiểm tra lại chất lượng và chuẩn bị cho mục đích điều trị hoặc nghiên cứu.

Quy trình bảo quản tế bào gốc trong phòng thí nghiệm

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bảo quản tế bào gốc

Thời gian từ khi thu thập đến khi xử lý

Thời gian xử lý càng ngắn thì tỷ lệ sống của tế bào càng cao. Mẫu nên được xử lý trong vòng 48 giờ sau khi thu thập, và xử lý sớm hơn, chẳng hạn trong 12 giờ đầu, thường cho chất lượng tốt hơn.

Nhiệt độ bảo quản trước khi đông lạnh

Nhiệt độ bảo quản mẫu trước khi xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng sống của tế bào. Từ khi thu thập đến khi đưa vào đông lạnh, mẫu cần được duy trì ở nhiệt độ ổn định, thường khoảng 4°C.

Phương pháp bảo quản lạnh và tốc độ làm lạnh

Tế bào cần được làm lạnh theo tốc độ kiểm soát để hạn chế tổn thương. Các hệ thống đông lạnh tự động thường được sử dụng nhằm đảm bảo quá trình hạ nhiệt diễn ra đồng đều và ổn định.

Giai đoạn thu thập và xử lý mẫu có thể ảnh hưởng đến chất lượng bảo quản tế bào gốc

Chất bảo vệ lạnh

Việc lựa chọn chất bảo vệ đông lạnh có ý nghĩa quan trọng, đặc biệt đối với tế bào gốc trung mô (MSC). Một số chất có thể ảnh hưởng đến tính ổn định di truyền của tế bào, gây bất thường nhiễm sắc thể hoặc đột biến gen (3). Dimethyl sulfoxide (DMSO) ở nồng độ 5% hoặc 10% thường được sử dụng để ngăn hình thành tinh thể băng trong tế bào, trong đó nồng độ 5% ngày càng được ưu tiên do ít độc tính hơn.

Chất lượng mẫu ban đầu

Mẫu thu được càng có nhiều tế bào và tỷ lệ tế bào gốc CD34+ càng cao thì khả năng sống sau bảo quản càng tốt.

Quy trình đông lạnh và rã đông

Quy trình đông lạnh và rã đông cần được thực hiện đúng kỹ thuật để bảo đảm cấu trúc và chức năng của tế bào không bị ảnh hưởng.

Tóm lại, mục đích cuối cùng của việc bảo quản tế bào gốc là luôn có sẵn để người bệnh sử dụng cho mục đích điều trị. Do đó, lựa chọn phương pháp bảo quản phù hợp và hiểu rõ tầm quan trọng của mỗi yếu tố trong quá trình bảo quản giúp chúng ta có được nguồn tế bào lưu trữ chất lượng.

NGUỒN THAM KHẢO

• (1): Yang, Chao. n.d. “Research Advances in Cryopreserved Preparations of Mesenchymal Stem Cells: Technical Innovations, Application Challenges, and Quality Control.” Frontiers. https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2026.1717539/full#s2.
• (2): Hubel, Allison. n.d. “Preservation of stem cells – PMC.” PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2781093/#sec2.
• (3): Jialing Wang. 2024. “Effects, methods and limits of the cryopreservation on mesenchymal stem cells.” PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11441116/#Sec2.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells