Tế bào gốc trung mô: Đặc điểm, cơ chế và ứng dụng trong y học

Tế bào gốc trung mô (MSCs) là những tế bào đa năng đang được nghiên cứu, thử nghiệm lâm sàng và ứng dụng như một liệu pháp mới để điều trị nhiều bệnh lý liên quan đến hệ miễn dịch, cơ xương khớp, thần kinh, tim mạch… Chúng có nguồn gốc đa dạng và hứa hẹn nhiều tiềm năng y học cần được khám phá. Hãy cùng Mescells tìm hiểu qua bài viết sau đây.

1. Tế bào gốc trung mô là gì?

Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cells – MSCs) là tế bào gốc đa năng trưởng thành được tìm thấy trong tủy xương, mô mỡ và các mô khác, có khả năng tự tái tạo và biệt hóa thành tế bào xương, sụn và mỡ. Chúng đóng vai trò thiết yếu trong việc sửa chữa mô, duy trì cân bằng nội môi và điều hòa phản ứng miễn dịch, do đó trở thành những ứng cử viên đầy triển vọng cho y học tái tạo.

Tế bào gốc trung mô là gì?

Khả năng điều hòa hệ thống miễn dịch và thúc đẩy sửa chữa mô của tế bào gốc trung mô là điểm khác biệt giữa chúng với các loại tế bào gốc khác. Chúng tham gia vào cả miễn dịch bẩm sinh và thích ứng. Các chức năng điều hòa miễn dịch của chúng được thực hiện chủ yếu thông qua tương tác với các tế bào miễn dịch và hoạt động cận tiết nhờ các cytokine, exosome…

2. Đặc điểm sinh học của tế bào gốc trung mô

Khả năng biệt hóa đa dạng

Tế bào gốc trung mô (MSCs) có thể biệt hóa thành nhiều dòng tế bào mô liên kết khác nhau, bao gồm tế bào xương (osteocyte), tế bào sụn (chondrocyte) và tế bào mỡ (adipocyte).

Khả năng bám dính vào nhựa

Khi được nuôi cấy trong ống nghiệm, tế bào gốc trung mô (MSCs) bám dính vào bề mặt nhựa và thể hiện hình thái giống như nguyên bào sợi. Chúng có khả năng tự làm mới và tăng sinh như các dòng tế bào gốc khác. Ngoài ra, các tế bào này có thể hình thành các cụm tế bào trong ống nghiệm trong khi vẫn giữ được tiềm năng biệt hóa thành nhiều dòng tế bào trung mô, chẳng hạn như nguyên bào xương, tế bào mỡ và tế bào sụn (theo Qiang Zong, 2023).

Dấu ấn bề mặt

Biểu hiện các dấu ấn như CD73, CD90 và CD105, đồng thời âm tính với các dấu ấn tạo máu như CD34 và CD45.

Đặc điểm sinh học của tế bào gốc trung mô

Tính chất điều hòa miễn dịch

Tế bào gốc trung mô có thể điều hòa phản ứng viêm và miễn dịch, do đó rất hữu ích trong điều trị các rối loạn miễn dịch.

Tính sinh miễn dịch thấp

Các tế bào này thường tránh được sự đào thải của hệ miễn dịch. Đây là một lợi thế lớn khi ứng dụng trong điều trị các bệnh lý.

Tính dẻo dai

Chúng có thể di chuyển đến các vị trí bị tổn thương (hướng động) để hỗ trợ sửa chữa mô thông qua tín hiệu cận tiết và trong một số trường hợp sẽ trực tiếp điều chỉnh sự biệt hóa tế bào.

Nguồn gốc thu thập đa dạng

MSCs có thể được phân lập từ nhiều nguồn như tủy xương, mô mỡ, dây rốn (mô dây rốn, máu cuống rốn) và các mô khác. MSCs từ dây rốn thường có khả năng tăng sinh và biệt hóa cao hơn.

3. Tế bào gốc trung mô được thu thập từ nguồn nào? 

Tế bào gốc trung mô tồn tại ở khắp trên cơ thể người như tủy xương, mô mỡ, dây rốn trẻ sơ sinh, nhau thai, dịch ối, răng sữa, nội mạc tử cung,…Tuy nhiên, để đảm bảo công tác thu thập dễ dàng, an toàn, ít xâm lấn và giảm thiểu chi phí, các nguồn MSCs được thu thập và ứng dụng phổ biến và rộng rãi nhất hiện nay bao gồm: tủy xương, mô mỡ, cuống rốn trẻ sơ sinh

3.1. Tủy xương

Các nghiên cứu cho thấy, vị trí dễ dàng thu thập MSCs ở tuỷ xương nhất nằm ở gai chậu trước hoặc sau trên. Trong tủy xương, quần thể tế bào gốc trung mô rất nhỏ với tỷ trọng chiếm từ 0.001 đến 0.01% số lượng tế bào đơn nhân.

Tuỷ xương là một bộ phận có chứa tế bào gốc trung mô 

3.2. Mô mỡ

Mô mỡ được biết đến là nguồn thu nhận MSCs dồi dào nhất, do được phân bổ khắp nơi trong cơ thể. Có thể dễ dàng thu thập MSCs ở bụng dưới, đặc biệt các sản phụ có kế hoạch sinh mổ, việc thu thập vài gram mỡ trong quá trình mổ đẻ có thể được thực hiện dễ dàng và thuận tiện. Quy trình thực hiện đơn giản, xâm lấn không đáng kể và không ảnh hưởng đến thẩm mỹ. Đặc biệt, MSCs từ mô mỡ có khả năng tăng sinh mạnh mẽ, ổn định và duy trì tiềm năng biệt hóa cao hơn so với MSCs từ tủy xương.

3.3. Dây rốn

Tế bào gốc từ dây rốn được thu nhận ngay từ khi em bé chào đời. Dây rốn thường được cắt bỏ sau khi em bé sinh ra nên việc thu thập dây rốn để lưu trữ tế bào gốc là đơn giản nhất, không có bất cứ tác động xâm lấn nào đến cơ thể. MSCs từ dây rốn có khả năng tăng sinh mạnh mẽ trong phòng thí nghiệm, tiềm năng biệt hóa lớn hơn so với MSCs thu nhận từ các mô trưởng thành. Đặc biệt, các sản phụ lưu trữ máu cuống rốn có thể đồng thời lưu trữ tế bào gốc dây rốn của con mình nhằm chuẩn bị nguồn bảo hiểm sinh học cho con trong tương lai.

4. Cơ chế hoạt động của tế bào gốc trung mô

Tế bào gốc trung mô (MSCs) phát huy tác dụng điều trị chủ yếu thông qua hai cơ chế: biệt hóa trực tiếp thành các loại tế bào đặc hiệu mô và tín hiệu cận tiết thông qua sự tiết ra các phân tử hoạt tính sinh học. Mặc dù các nghiên cứu ban đầu tập trung nhiều vào khả năng biệt hóa của chúng, nhưng những phát hiện gần đây nhấn mạnh rằng tác động điều trị chủ yếu của MSCs xuất phát từ hoạt động cận tiết của chúng. Điều này bao gồm việc giải phóng các túi ngoại bào (EV), cytokine và các yếu tố tăng trưởng ảnh hưởng đến các tế bào và mô xung quanh (theo Jai Chand Patel, 2025).

Hoạt động cận tiết của MSCs: MSCs tiết ra nhiều phân tử hoạt tính sinh học, bao gồm các cytokine chống viêm (IL-6, IL-10, IL-1Ra), các yếu tố tăng trưởng (VEGF, TGF-β) và các yếu tố bảo vệ mô (TSG-6), giúp điều chỉnh phản ứng miễn dịch và thúc đẩy quá trình sửa chữa mô. 

Tiềm năng biệt hóa của MSCs: MSCs có khả năng biệt hóa thành nhiều dòng tế bào (ví dụ: tế bào xương, tế bào sụn, tế bào mỡ), góp phần trực tiếp vào quá trình tái tạo mô. Các chất tiết ra từ MSCs hỗ trợ thêm quá trình này bằng cách tạo ra một môi trường vi mô tái tạo. 

Cơ chế hoạt động của tế bào gốc trung mô trong y học tái tạo

Ngoài ra, MSCs còn hoạt động theo các cơ chế như: 

• Chuyển giao các bào quan chức năng, chẳng hạn như ty thể, đến các tế bào bị tổn thương, phục hồi quá trình trao đổi chất của tế bào và tăng cường khả năng sống sót trong các mô đích. 
• Tế bào gốc trung mô giải phóng exosome và vi túi chứa protein, axit nucleic và các phân tử tín hiệu, được các tế bào nhận hấp thụ để tạo ra các tác dụng điều trị, bao gồm điều hòa miễn dịch và sửa chữa mô.

5. Ứng dụng tế bào gốc trung mô trong y học

MSCs, được biết đến với khả năng tự tái tạo và khả năng phân hóa thành nhiều dòng tế bào, đã cho thấy tiềm năng đáng kể khi ứng dụng liệu pháp tế bào trong điều trị một loạt các bệnh lý bao gồm các rối loạn về da liễu, cơ xương khớp, thần kinh, tim mạch, hô hấp, thận, tiêu hóa và tiết niệu. 

Thông qua các thử nghiệm lâm sàng đối với liệu pháp tế bào không tự thân, tế bào gốc trung mô (MSCs) đã khẳng định khả năng tái tạo mô nhờ các đặc tính chống xơ hóa, chống apoptosis, kháng viêm, cùng khả năng điều hòa và ức chế miễn dịch. Thực tế, phương pháp tiêm tĩnh mạch MSCs tủy xương tự thân đã cho thấy tính an toàn và hiệu quả cao trong điều trị bệnh đa xơ cứng (MS). Bên cạnh đó, các nguồn MSCs khác như từ nhau thai và dây rốn người cũng ghi nhận những kết quả tích cực trong các nghiên cứu lâm sàng đối với bệnh MS cũng như nhiều bệnh lý thoái hóa thần kinh khác.

Các ứng dụng của tế bào gốc trung mô trong y học

Hiện nay, các công nghệ tiên tiến như công nghệ nano, kỹ thuật gen và công nghệ mô phỏng sinh học đang được phát triển để tăng cường hệ thống phân phối thuốc dựa trên MSCs. Các nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ sự phân bố sinh học, dược động học và dược lực học của MSCs để phân phối thuốc hiệu quả.

Ngoài ra, kỹ thuật di truyền của MSCs đang được nghiên cứu để cải thiện độ an toàn và hiệu quả trong điều trị ung thư. Mục tiêu chính của việc biến đổi gen MSCs là cải thiện khả năng sống sót, di chuyển, định vị và bám dính của tế bào vào các vị trí mục tiêu, tăng khả năng biệt hóa và chức năng cận tiết, cũng như tạo điều kiện biểu hiện các protein, yếu tố tăng trưởng, cytokine, enzyme hoặc microRNA cụ thể để đạt được hiệu quả điều trị mong muốn. MSCs biến đổi gen đã được sử dụng thành công trong nhiều mô hình động vật để điều trị các bệnh như nhồi máu cơ tim, tổn thương mô, thiếu máu cục bộ, bệnh tự miễn dịch, độc tính bức xạ và ung thư (theo Yasunari Matsuzaka, 2024).

Tế bào gốc trung mô sở hữu một số đặc tính quan trọng, bao gồm tiềm năng biệt hóa đa dòng, khả năng điều hòa miễn dịch và truyền tín hiệu cận tiết – đã định vị chúng như một cầu nối giữa sinh học cơ bản và ứng dụng lâm sàng, giúp chúng trở thành ứng cử viên tiềm năng cho các liệu pháp tái tạo trong y sinh học. Liệu pháp sử dụng tế bào gốc trung mô đạt nhiều kết quả nghiên cứu thử nghiệm tích cực, kết hợp với việc hành lang pháp lý ngày càng hoàn thiện, hứa hẹn đem lại nhiều phương pháp điều trị mới, đặc biệt là điều trị các bệnh hiểm nghèo, miễn dịch và ung thư, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống cho người bệnh.