Hội chứng cơn bão Cytokines trong Covid-19

Nội dung bài viết

Đại dịch COVID – 19 (Coronavirus Disease 2019) đã trở thành một cuộc khủng hoảng toàn cầu và có sức tàn phá khủng khiếp hơn bất cứ bệnh truyền nhiễm nào trước đây. Tính đến ngày 18 tháng 5 năm 2021, có 163 triệu ca mắc, trong đó có 3,38 triệu ca tử vong đã được ghi nhận (nguồn: Tổ chức Y tế Thế giới). Theo nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy cơn bão cytokines là một trong những yếu tố chính dẫn tới tỷ lệ tử vong. “Cơn bão Cytokines” là thuật ngữ được sử dụng đầu tiên vào năm 1993 miêu tả quá trình phản ứng dữ dội của hệ miễn dịch trong một nghiên cứu vê bệnh ghép chống chủ “Graft - Versus - Host disease” liên quan đến hội chứng suy hô hấp cấp tính (ARDS - Acute Respiratory Distress Syndrome).

1. Coronavirus tấn công vào tế bào chủ

Các glycoprotein gai của coronavirus là phần sinh miễn dịch mạnh nhất, có thể liên kết được với các thụ thể (ACE2) trên tế bào chủ để xâm nhập vào. Thụ thể ACE2 phân bố mật độ lớn trên bề mặt của tế bào biểu mô phế nang loại II, tế bào tim, thận, ruột .. , sau khi liên kết glycoprotein của virus với thụ thể bề mặt tế bào ACE2, nó xâm nhập vào tế bào chất, giải phóng bộ gen RNA và sao chép, dẫn đến hình thành các hạt virus mới. Sau đó các tế bào bị phá vỡ và virus lây lan sang các tế bào khác.

con-bao-cytokine-trong-covid-19-2-1

Coronavirus tấn công vào tế bào chủ

Khi hệ thống miễn dịch nhận ra các kháng nguyên virus, các tế bào miễn dịch như T CD8, tế bào giết tự nhiên (NK – Natural Killer Cell)… sẽ xử lý các kháng nguyên này. Sự trình bày này kích hoạt cả khả năng miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng, tạo ra một lượng lớn các cytokines và chemokines gây viêm. Ở một số bệnh nhân, sự hoạt hóa này trở nên quá lớn hình thành nên cơn bão cytokines phát triển, dẫn đến xu hướng huyết khối, suy đa cơ quan và cuối cùng gây tử vong.

2. Cơn bão Cytokines

Cytokines là các protein hay glycoprotein nhỏ được sản xuất bởi các loại tế bào khác nhau với mục đích dẫn truyền các tín hiệu nội bào và tham gia trực tiếp vào quá trình giao tiếp giữa các tế bào trong cơ thể (cell-cell communication). Chức năng hoạt động của cytokines dựa trên 3 cơ chế chính: Autocrine (hoạt động tự tiết – tế bào tự tiết ra các cytokines và tự kích hoạt lên chính nó), Paracrine (kích hoạt các tế bào xung quanh – một tế bào tạo ra cyotkines và tác động lên các tế bào xung quanh nó trong một khoảng cách tương đối ngắn) và Endocrine (hoạt động nội tiết - cytokines được tiết ra từ một hoặc nhiều tế bào và tác động lên các tế bào đích nằm ở các vị trí trong cơ thể).

“Cơn bão Cytokines” là hiện tượng hệ miễn dịch cơ thể phản ứng quá mức, giải phóng ồ ạt cytokines gây viêm, khiến các cơ quan nội tạng suy kiệt. Cytokines đóng một vai trò quan trọng trong các phản ứng miễn dịch bình thường, nhưng có một lượng lớn chúng được giải phóng trong cơ thể cùng một lúc có thể gây hại. Cơn bão cytokines có thể xảy ra do nhiễm trùng, tình trạng tự miễn dịch hoặc các bệnh khác. Các dấu hiệu và triệu chứng bao gồm sốt cao, viêm (đỏ và sưng), mệt mỏi và buồn nôn.

con-bao-cytokine-trong-covid-19-3-1
Cơn bão cytokines

Khi các tế bào mô phế nang bị nhiễm virus, đại thực bào và bạch cầu đơn nhân lưu thông trong máu được kích hoạt tạo ra một lượng lớn các cytokines và chemokines gây viêm, thu hút nhiều tế bào miễn dịch hơn đặc biệt là bạch cầu đơn nhân và tế bào T, dẫn đến viêm phổi lan rộng. Bệnh nhân nhập viện với COVID-19 nặng có nồng độ (Interleukin) IL-6, IL - 10, TNF-α (Tumor Necrosis Factors), G-CSF (Granulocyte Colony-Stimulating Factor) và MIP1α (Macrophage Inflammatory Protein 1-α) cao trong huyết thanh. Trong số các chất trung gian gây viêm tăng cao ở bệnh nhân COVID-19, nồng độ IL- 6 trong máu của người tử vong do COVID-19 cao hơn đáng kể so với những người sống sót. Những phát hiện này đã cho thấy nguyên nhân chính gây tử vong của coronavirus là hội chứng suy hô hấp và các cơn bão cytokines. Đáng chú ý, đông máu nội mạch là một trong những nguyên nhân gây tổn thương đa cơ quan, mà nguyên nhân chủ yếu là do các cytokines gây viêm, cụ thể là IL-6. Bệnh nhân có biểu hiện suy đa cơ quan với các bất thường về đông máu biểu hiện bằng số lượng tiểu cầu thấp hơn và tăng D – dimer (D – dimer là một đoạn protein nhỏ có trong máu, nồng độ D - dimer trong máu tăng là dấu hiệu cho thấy có xuất hiện cục máu đông trong mạch máu). Các cục máu đông trong các động mạch lớn, gây đau tim và đột quỵ. Mạng lưới chăm sóc y tế Northwell Health (New York, Mỹ) ghi nhận khoảng 40% bệnh nhân COVID-19 tử vong đều gặp phải tình trạng đông máu hoặc lên cơn đau tim đột ngột.

Trên thực tế, các nhà khoa học đã báo cáo rằng số lượng tế bào lympho T bao gồm cả T CD4 và T CD8, đặc biệt là tế bào NK thấp hơn nhiều ở những bệnh nhân bị mắc COVID nặng. Số lượng T điều hòa cũng rất thấp. Mặt khác, bạch cầu đơn nhân và đại thực bào tăng lên, điều này có thể giải thích mức độ tăng cao của các cytokine như interleukin (IL)-6 và yếu tố hoại tử khối u (TNF)-α.

con-bao-cytokine-trong-covid-19-1-1

3. Ứng dụng Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cell – MSC) để điều trị COVID-19

Tế bào gốc trung mô là loại tế bào phổ biến được tìm thấy ở hầu hết các mô trong cơ thể, phân lập dựa trên khả năng bám dính vào đĩa nuôi cấy nhựa và tăng sinh invitro. Tế bào gốc trung mô có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào có nguồn gốc trung bì như tế bào mỡ, xương, sụn, cơ,... MSC biểu hiện các phân tử bề mặt CD73, CD90, CD105 và không biểu hiện các phân tử bề mặt CD14, CD34, CD45 và HLA-DR.

Ngoài các đặc tính gốc, MSC có khả năng điều hòa hệ thống miễn dịch và có thể tác động đến cả phản ứng miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch đáp ứng. MSC có khả năng điều hòa miễn dịch bằng một số cytokine và ức chế tăng sinh một số tế bào miễn dịch như tế bào lympho B, T, tế bào đuôi gai (DC), tế bào giết tự nhiên (NK), bạch cầu và đại thực bào. Hiện nay, MSC đã trở thành đối tượng ứng dụng trong các thử nghiệm lâm sàng liệu pháp tế bào trên thế giới.

Vào tháng 7 năm 2020, trên cơ sở dữ liệu của nền tảng Đăng ký Thử nghiệm Lâm sàng Quốc tế (International Clinical Trials Registry Platform - ICTRP) do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) điều hành, trong tổng số 119 nghiên cứu lâm sàng đã được xem xét, có 99 nghiên cứu thử nghiệm điều trị COVID-19 sử dụng MSCs và các chất tiết có nguồn gốc từ MSCs. Phần lớn các nghiên cứu sử dụng MSCs có nguồn gốc từ: dây rốn, Wharton’s Jelly, tủy xương và mô mỡ. Trong đó có 6 nghiên cứu đã sử dụng chất tiết (exosome) có nguồn gốc từ MSCs. Các nghiên cứu bước đầu cho thấy tính an toàn và hiệu quả của liệu pháp tế bào gốc khi điều trị cho các bệnh nhân COVID-19, ủng hộ quan điểm sử dụng tế bào gốc là an toàn và hiệu quả đối với bệnh nhân viêm phổi nặng.

Có thể thấy, việc ứng dụng tế bào gốc trong điều trị COVID-19 mang lại rất nhiều tiềm năng và hứa hẹn trong điều trị bệnh nhân viêm phổi do nhiễm COVID-19, đặc biệt ở những bệnh nhân viêm phổi nặng. Bên cạnh đó, những nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng cần phải thực hiện trên quy mô lớn hơn để đem lại các bằng chứng đáng tin cậy hơn cho liệu pháp này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/cytokine-storm?redirect=true
https://www.vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/suc-khoe-tong-quat/bao-cytokine-trong-covid-19/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7681075/#:~:text=As%20with%20any%20serious%20illness,targets%20(Figure%20%E2%80%8B1)
https://www.nature.com/articles/s41392-021-00679-0
http://www.sbs.utexas.edu/sanders/Bio347/Lectures/2006/Lecture%2014%202006.htm
https://www.news-medical.net/health/What-is-Cytokine-Storm.aspx
https://www.webmd.com/lung/news/20200417/cytokine-storms-may-be-fueling-some-covid-deaths
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7260446/
https://www.vinmec.com/vi/vrisg/suc-khoe-thuong-thuc/huong-dan-dieu-tri-covid-19-bang-te-bao-goc-trung-mo-theo-vien-y-te-quoc-gia-hoa-ky/?link_type=related_posts

----------------------------------------------------------------------------
Để tìm hiểu thêm về kiến thức, vui lòng liên hệ với Mescells:
Văn phòng đại diện Nhật Bản: 〒175-0094 Tokyo, Itabashi ku, Narimasu 5-6-15
Hotline: 0936 588 688
Email: institute@mescells.com