Tế bào Mast là gì? Vai trò, cơ chế hoạt động và ứng dụng trong y học

Một trong những hàng rào bảo vệ cơ thể, có nhiệm vụ “báo động” ngay khi phát hiện những chất lạ xâm nhập (như ký sinh trùng) là tế bào mast. Chúng là một phần của hệ miễn dịch, hoạt động bằng cách giải phóng các chất bên trong như histamine và leukotrienes. Vậy tế bào mast là gì? Chúng hoạt động như thế nào trong cơ thể? Ứng dụng ra sao? Hãy cùng Mescells tìm hiểu qua bài viết sau đây.

1. Tế bào mast là gì?

Tế bào mast là tế bào miễn dịch có nguồn gốc từ dòng tế bào tủy. Sau khi hình thành trong tủy xương, các tế bào tiền thân của tế bào mast lưu thông và cư trú ở nhiều mô khác nhau. Dưới sự kích hoạt của các yếu tố tế bào gốc và các chất tăng trưởng trong môi trường, tế bào tiền thân biệt hóa thành tế bào mast trưởng thành (theo National Library of Medicine, 2023)

Tế bào mast chứa các thụ thể và hàng trăm hạt khác nhau

Tế bào mast được tìm thấy trong mô liên kết lỏng lẻo (mô liên kết dạng lưới), hầu như ở mọi cơ quan. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể chống lại nhiễm trùng và hỗ trợ chữa lành vết thương. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, sự hoạt động của chúng cũng có thể góp phần gây ra nhiều bệnh lý khác nhau, chẳng hạn như dị ứng, hen suyễn, bệnh viêm ruột và các rối loạn tự miễn. 

2. Vai trò của tế bào mast trong cơ thể

Tế bào mast đóng vai trò là những thành phần phản ứng đầu tiên đối với mầm bệnh và chất gây dị ứng, kích hoạt phản ứng viêm, chống lại ký sinh trùng/vi khuẩn và khởi động quá trình sửa chữa mô, làm lành vết thương, phát triển mạch máu (tạo mạch) và điều hòa miễn dịch.

2.1. Kích hoạt hệ miễn dịch chống lại tác nhân từ bên ngoài

• Phản ứng dị ứng: Tế bào mast phát hiện các chất gây dị ứng (như phấn hoa), gây ngứa, sưng và tăng lưu lượng máu qua viêm.
• Phòng vệ chống lại tác nhân gây bệnh: Phản ứng với vi khuẩn (như Streptococcus), virus và ký sinh trùng bằng cách giải phóng các chất kháng khuẩn, các chất trung gian và huy động các tế bào miễn dịch khác.
• Điều hòa miễn dịch: Tế bào mast tạo ra và giải phóng nhiều phân tử đa chức năng (histamin, protease, leukotriene…) để điều hòa chức năng của nhiều loại tế bào như đại thực bào, tế bào T, tế bào B, nguyên bào sợi… và các mô, cơ quan khác (theo Melissa Krystel-Whittemore, 2016).

2.2. Cân bằng nội môi

• Sửa chữa mô và hình thành mạch máu: Khi cơ thể bị tổn thương, tế bào mast giải phóng các cytokine gây đông máu, leukotriene và yếu tố hoạt hóa tiểu cầu. Chúng cũng sở hữu nhiều cytokine tạo mạch máu, chẳng hạn như VEGF và FGF 2.
• Tế bào mast tham gia quá trình co rút vết thương và tái tạo sợi thần kinh (theo Michael Fong, 2023)
• Tế bào mast cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa sự phát triển, tái tạo xương và cân bằng khoáng chất.

Tác động của tế bào mast lên tế bào miễn dịch và tế bào mạch máu

3. Cơ chế hoạt động của tế bào mast

3.1. Nhận diện mầm bệnh

Tế bào mast có nhiều thụ thể trên bề mặt, có nhiệm vụ tiếp nhận các tín hiệu miễn dịch.

• Miễn dịch thích nghi: Các thụ thể trên tế bào mast được gắn tương ứng với các kháng thể khác nhau, trong đó được quan tâm nhiều nhất là thụ thể gắn IgE. Các dị nguyên (phấn hoa, nọc côn trùng) gắn vào kháng thể IgE trên bề mặt tế bào mast (thụ thể FcεRI), gây kết nối chéo và kích hoạt giải phóng chất.
• Miễn dịch bẩm sinh: Tế bào mast nhận diện mầm bệnh qua các thụ thể nhận dạng kiểu (PRRs, như TLRs), hoặc qua các mảnh bổ thể (C3a, C5a).
• Các kích thích khác: Neuropeptide, cytokine, chấn thương vật lý, độc tố.

3.2. Giải phóng các chất bên trong và thực hiện chức năng

Tùy từng mầm bệnh hoặc các tín hiệu từ môi trường xung quanh, tế bào mast sẽ được kích hoạt, giải phóng các chất bên trong khác nhau.

• Histamin là một tín hiệu hóa học giúp mở rộng mạch máu để cho phép chất lỏng và các tế bào miễn dịch đi vào các mô. Chúng cũng làm co thắt đường thở và đường tiêu hóa, đồng thời tạo ra chất nhầy, tất cả nhằm mục đích đẩy các tác nhân gây bệnh ra ngoài.
• Các protease (bao gồm tryptase, chymase và carboxypeptidase A) là các enzyme phân giải protein. Chúng giúp phân giải mô liên kết để các tế bào miễn dịch có thể di chuyển đến khu vực đó dễ dàng hơn.
• Cytokine/chemokine là những protein nhỏ giúp phát tín hiệu cho các tế bào miễn dịch để tạo ra nhiều bản sao của chính chúng, làm cho mạch máu “dính” lại nhằm bắt giữ các tế bào miễn dịch và dẫn chúng vào các mô, cũng như huy động các tế bào để dọn dẹp và sửa chữa tổn thương.
• Heparin ngăn ngừa hình thành cục máu đông, giúp làm giãn nở các mạch máu.

Cơ chế hoạt động của tế bào mast

4. Tế bào mast và các bệnh lý liên quan

Số lượng tế bào mast tăng sinh quá mức có thể dẫn đến việc giải phóng dư thừa các chất trung gian gây ra nhiều bệnh lý khác nhau, được gọi chung là bệnh tế bào mast (mastocytosis). Về mặt lâm sàng, các bệnh này có thể biểu hiện dưới dạng viêm mũi dị ứng, hen suyễn, nổi mề đay, sốc phản vệ và phù mạch (theo Michael Fong, 2023).

Có hai loại bệnh tế bào mast phổ biến:

• Bệnh u tế bào mast ở da: Loại này thường gặp ở trẻ em nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến người lớn. Các tế bào mast bất thường tích tụ trong da, giải phóng các chất trung gian và tạo ra các vết loét ngứa, có thể màu đỏ hoặc đỏ sẫm, nâu hoặc kết hợp cả đỏ và nâu. Triệu chứng toàn thân hay gặp kèm theo là cảm giác nóng bừng, nôn ói, tiêu chảy, đau đầu hoặc có thể ngất.
• Bệnh tăng sinh tế bào mast toàn thân: Thường gặp ở người lớn. Trong trường hợp này, các tế bào mast bất thường tích tụ trong tủy xương, xương, hệ tiêu hóa và phổi. Chúng có thể ảnh hưởng đến quá trình sản xuất tế bào máu hoặc chức năng các cơ quan nơi chúng tích tụ. Ví dụ, nếu có số lượng tế bào mast bất thường lớn trong dạ dày, chúng có thể sản sinh quá nhiều axit và gây loét dạ dày.

Các bệnh tế bào mast có thể được chẩn đoán nhờ sinh thiết da, sinh thiết tủy xương hoặc cả hai. Phương pháp điều trị phổ biến là sử dụng thuốc kháng histamin và điều trị các triệu chứng.

Tế bào mast ảnh hưởng đến hầu hết mọi cơ quan trong cơ thể

5. Ứng dụng nghiên cứu tế bào mast trong y học

Nhờ khả năng xâm nhập ở nhiều vị trí và giải phóng đa dạng các chất trung gian, tế bào mast đóng vai trò quan trọng trong nhiều bệnh lý như hen suyễn, viêm da dị ứng, mẫn cảm với thuốc, bệnh tim thiếu máu cục bộ, bệnh Alzheimer, viêm khớp, hội chứng ruột kích thích, nhiễm trùng (ký sinh trùng, vi khuẩn và virus) và ung thư. Do đó, tế bào mast đã trở thành mục tiêu quan trọng trong nghiên cứu phát triển thuốc, chẩn đoán và điều trị bệnh. Các lĩnh vực ứng dụng chính bao gồm:

5.1. Các bệnh dị ứng và viêm nhiễm

• Hen suyễn và nổi mề đay: Nhiều loại thuốc được nghiên cứu để ngăn chặn IgE, làm giảm sự giải phóng hạt từ tế bào mast, trong khi thuốc kháng histamin (Cetirizine, Fexofenadine) giúp kiểm soát các triệu chứng.
• Rối loạn tự miễn dịch: Điều chỉnh tế bào mast có thể giúp kiểm soát tình trạng viêm trong các bệnh như viêm khớp và viêm thần kinh.
• Các vấn đề về đường tiêu hóa: Các nghiên cứu về tế bào mast cho thấy nhiều tiềm năng trong điều trị hội chứng ruột kích thích (IBS) và các bệnh viêm ruột.

5.2. Liệu pháp miễn dịch ung thư

Tế bào mast có vai trò giải phóng cytokine hoặc hoặc huy động các tế bào miễn dịch tập trung xử lý các tế bào ung thư. Tuy nhiên, trong vài trường hợp, tình trạng rối loạn, hoặc đột biến khiến tế bào mast phản ứng ngược, thúc đẩy quá trình hình thành khối u.

Hướng nghiên cứu sẽ tập trung vào việc ức chế sự phát triển của tế bào mast (các chất ức chế c-KIT như Imatinib), ngăn chặn sự hoạt hóa có hại hoặc tăng cường phản ứng chống khối u.

5.3. Nhiễm trùng và miễn dịch

• Chất bổ trợ vắc-xin: Tế bào mast có thể được kích hoạt để tăng cường hiệu quả của vắc-xin.
• Chống mầm bệnh: Khai thác khả năng tiết ra các yếu tố kháng khuẩn để chống lại vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng.
• Chữa lành vết thương và phục hồi mô: Tế bào mast giải phóng các yếu tố tăng trưởng và giúp tái tạo mô trong quá trình lành vết thương.
• Các bệnh lý tim mạch và thần kinh: Tế bào mast đóng vai trò quan trọng trong bệnh lý tim mạch và chứng đau nửa đầu (thông qua histamine/tryptase), trở thành mục tiêu nghiên cứu của các phương pháp điều trị mới.

Một số nghiên cứu tập trung vào việc tái tạo và cân bằng quần thể tế bào mast bằng cách sử dụng các tiền chất tế bào mast từ tủy xương hoặc tế bào gốc, nhằm thay thế các tế bào bệnh lý, giảm viêm, xơ hóa và phục hồi chức năng mô, đặc biệt trong các bệnh như bệnh thận, hội chứng ruột kích thích (IBS), và các bệnh dị ứng, mở ra hướng điều trị “tận gốc” thay thế các biện pháp chỉ tập trung giải quyết triệu chứng (như kháng histamin, corticoid).

Tế bào mast mở ra nhiều hướng nghiên cứu trong y học

Nhìn chung, tế bào mast đóng vai trò quan trọng trong sự vận hành của hệ miễn dịch.  Hiểu rõ hoạt động của tế bào mast giúp chúng ta xây dựng phác đồ điều trị phù hợp, đồng thời phát triển nhiều hướng nghiên cứu mới, đặc biệt trong liệu pháp tế bào và điều trị ung thư. Hy vọng trong tương lai, nhờ thành tựu của y học tái tạo, các ứng dụng từ tế bào mast sẽ được phát triển mạnh mẽ, mang lại cho chúng ta sức khỏe tốt và chất lượng cuộc sống được cải thiện hơn mỗi ngày.