Bệnh thận: Tế bào gốc có thể giúp gì trong điều trị?

Nhu cầu ghép thận tăng lên không ngừng. Ở thế giới phương Tây, bệnh cao huyết áp và tiểu đường loại II đang xuất hiện ngày càng nhiều. Chính nó góp phần vào việc làm tăng tỷ lệ mắc bệnh thận. Nhưng thận hiến tặng cho các ca cấy ghép không đủ dùng. Vì vậy liệu pháp tế bào gốc được nghiên cứu như một giải pháp thay thế. Bài Bệnh thận: Tế bào gốc có thể giúp gì trong điều trị? trình bày chi tiết vấn đề này.

Bệnh thận: Tế bào gốc có thể giúp gì trong điều trị?

1. Về thận

Thận nằm ở phía sau của cơ thể. Nó ở vị trí

cao hơn xương hông khoảng 10 cm,
và ngay dưới lồng ngực.

Chúng có nhiệm vụ

thanh lọc cơ thể,
duy trì sự cân bằng chất lỏng, khoáng chất, muối và các chất khác trong máu.

Chúng tạo ra nước tiểu để loại bỏ chất thải và các chất độc hại ra khỏi cơ thể. Chúng cũng tạo ra một số hormone:

erythropoietin (EPO), hoạt động trên tủy xương để tăng sản xuất các tế bào hồng cầu;
calcitriol (Vitamin D3), giúp thúc đẩy sự hấp thu dưỡng chất,
sử dụng canxi – photphat cho xương và răng khỏe mạnh;
enzym renin, ảnh hưởng đến việc theo dõi và kiểm soát huyết áp.

Bộ phận quan trọng của thận là nephron.

Nephron – đơn vị chức năng của thận: Các kết quả thực nghiệm tốt nhất cho đến nay cho thấy các tế bào gốc trong thận người lớn có thể được tìm thấy trong vùng màu xanh lam. Nơi đó được gọi là cực tiết niệu.

Nephron được tạo thành từ:

Cầu thận – một mạng lưới dày đặc các mao mạch lọc máu
Bao Bowman – bao quanh cầu thận. Chúng giữ chất lỏng đã được lọc ra khỏi máu và đổ vào các ống thận.
Các ống thận – những ống nhỏ được lót bằng một lớp tế bào chuyên biệt. Chúng có nhiệm vụ chủ yếu là tái hấp thu nước và chất điện giải (natri, kali, clorua và bicarbonat) vào máu trước khi chất thải còn lại ra khỏi cơ thể dưới dạng nước tiểu.

2. Bệnh thận

Nguyên nhân

Các bệnh liên quan đến thận thường xuất hiện do các nephron bị tổn thương. Tình trạng bệnh có thể được xếp theo mức độ cấp tính hoặc mãn tính.

Đặc trưng

Bệnh thận cấp tính

Nó gây suy giảm chức năng thận đột ngột. Nó thường xảy ra do cơ thể mất một lượng lớn máu hoặc bị tai nạn. Nó thường tồn tại trong thời gian ngắn. Nhưng đôi khi nó có thể dẫn đến tổn thương thận lâu dài.

Bệnh thận mạn tính

Bệnh thận mãn tính (CKD) được xác định bởi việc suy giảm một phần ba hoặc nhiều hơn chức năng thận trong ít nhất ba tháng.

Chức năng thận xấu đi qua một số năm. Và vấn đề này thường không được phát hiện trong nhiều năm. Vì ảnh hưởng của nó đối với cơ thể tương đối nhẹ. Một số triệu chứng liên quan đến CKD là:

nhức đầu,
mệt mỏi,
huyết áp cao,
ngứa,
ứ nước,
khó thở.

Nguy hiểm

Tuy nhiên, bệnh thận có thể chuyển sang giai đoạn suy thận (chức năng thận giảm xuống ít hơn 10%). Một khi điều này xảy ra, bệnh nhân cần được lọc máu hoặc ghép thận để duy trì sự sống. Nguy cơ phát triển CKD tăng lên do

tuổi già,
tiểu đường,
huyết áp cao,
béo phì,
và hút thuốc.

Ít nhất 8% dân số châu Âu (40 triệu người) hiện đang mắc CKD. Vì vậy họ có nguy cơ bị suy thận. Con số này đang tăng lên hàng năm. Thận hiến tặng không có đủ để cấy ghép cho quá nhiều bệnh nhân. Điều này làm cho việc nghiên cứu cách điều trị CKD mới ngày càng được quan tâm.

3. Tế bào gốc thận

Hiện trạng

Các nhà khoa học vẫn đang tranh luận về

những tế bào gốc thận nào tồn tại trong cơ thể người trưởng thành,
và chúng đóng vai trò gì trong quá trình sửa chữa tự nhiên của thận.

Giá trị

Các tế bào được tìm thấy ở một số nơi trong nephron. Chúng đã được đề xuất để phát triển thành tế bào gốc thận. Bằng chứng thuyết phục nhất cho sự tồn tại của các tế bào gốc đó là việc phát hiện ra Tế bào tiền thân thận (RPC) tại cực tiết niệu của nang nephron Bowman (được đánh dấu màu xanh lam trong sơ đồ trên).

Các tế bào này có một số đặc điểm chính của tế bào gốc. Và các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng chúng chịu trách nhiệm sản xuất podocytes. Loại tế bào chuyên biệt này liên quan đến việc lọc của nephron. Và chúng cần được thay thế liên tục trong suốt đời người.

Thực nghiệm

Các nghiên cứu cũng cho thấy những tế bào tương tự RPC này có thể tạo ra một loại tế bào chuyên biệt thứ hai được tìm thấy trong lớp màng nephron. Cũng như tế bào gốc thận, chúng có một số đặc điểm của tế bào gốc trung mô đã được phân lập từ thận.

4. Bệnh thận và tế bào gốc trung mô

Một số loại tế bào khác nhau liên quan đến tủy xương đã được

thử nghiệm trên động vật,
trong các nghiên cứu lâm sàng,
chờ sử dụng trên những người mắc bệnh thận.

Trong số tất cả các tế bào đang được nghiên cứu, một loại tế bào thường được gọi là tế bào gốc trung mô (MSCs) đã cho kết quả hứa hẹn nhất. Các nghiên cứu cho thấy MSC có thể tăng cường khả năng tự phục hồi nội tại của thận.

Nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu đang điều tra tác dụng của các MSC có nguồn gốc từ tủy xương (bmMSC) này đối với bệnh thận. Và họ đã gợi ý rằng các tế bào này có thể

giải phóng các protein giúp tế bào thận phát triển,
ức chế tế bào chết,
và có thể khuyến khích các tế bào gốc của chính thận sửa chữa tổn thương thận.

Việc nghiên cứu sâu hơn rất cần để xác định xem những ý tưởng này có đúng hay không? Các thử nghiệm lâm sàng sử dụng bmMSC đang được tiến hành để kiểm tra hiệu quả của những tế bào này trong việc điều trị bệnh nhân bị bệnh thận. (Nguồn: ClinicalTrials.gov NCT02057965, NCT02387151).

Các tế bào có một số đặc điểm của MSC dường như tồn tại ở nhiều cơ quan khác ngoài tủy xương. Tuy có một số tranh cãi giữa các nhà khoa học về bản chất và vai trò của chúng trong cơ thể. Gần đây, các tế bào có đặc điểm giống MSC đã được phân lập từ thận. Những cái gọi là MSC của thận (kMSC) này khác biệt rõ ràng với bmMSC. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác định

vai trò cụ thể của chúng trong việc duy trì chức năng thận,
tiềm năng của chúng trong việc tăng cường khả năng tự tái tạo hoặc sửa chữa của thận sau khi bị hỏng.

5. Các tế bào gốc khác

Phương án thứ nhất

Một loại tế bào gốc khác được các nhà khoa học sử dụng trong nghiên cứu thận là tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC). Nó được tạo ra bằng cách lập trình lại các tế bào trưởng thành, chuyên biệt của cơ thể để hoạt động giống như tế bào gốc phôi. Chúng có khả năng phát triển thành bất kỳ tế bào hoặc mô nào trong cơ thể.

Gần đây các nhà nghiên cứu đã có thể sử dụng iPSCs để sản xuất các tế bào thận trong giai đoạn phát triển rất sớm. Chúng giống các tế bào được tìm thấy trong phôi thai. Và chúng sẽ biến thành các tế bào cuối cùng tạo nên thận trong quá trình phát triển của thai nhi. Những tế bào này có thể có tiềm năng tạo ra

cầu thận và ống thận,
các khối cấu tạo của nephron.

Tuy nhiên, cần nhiều nghiên cứu trước khi các tế bào như vậy có thể được dùng để điều trị cho bệnh nhân CKD.

Phương án thứ hai

Ý tưởng

Một phương pháp khác được phát triển để thay thế liệu pháp cấy ghép nội tạng cũng đang được nghiên cứu. Và nó có thể giúp ích cho những bệnh nhân mắc bệnh thận trong tương lai. Việc sử dụng giá đỡ nội tạng để sản xuất các toàn bộ cơ quan, có thể cấy ghép.

Giới thuyết

Giá đỡ nội tạng là những chiếc khung còn lại sau khi tất cả các tế bào đã bị loại bỏ. Những gì còn lại là chất nền ngoại bào – có thể giúp xây dựng hình dạng. Ma trận này có thể được sắp xếp bằng các tế bào của chính bệnh nhân. Nó có thể được nuôi dưỡng cẩn thận để phát triển và nhân lên để bao phủ lại khung sườn.

Tiến hành

Bằng cách sử dụng các tế bào của chính bệnh nhân, các biến chứng của việc từ chối miễn dịch được giảm đáng kể. Thách thức đối với phương pháp này là xác định và lấy đúng loại tế bào để phủ lên khung sườn. Đặc biệt trong các cơ quan có cấu trúc phức tạp gồm nhiều tế bào khác nhau. Các thí nghiệm trên chuột đã cho thấy tính khả thi của phương pháp này.

6. Liệu pháp tế bào gốc có thể chữa bệnh thận?

Thực tế

Ngoài việc sử dụng bmMSC trong các thử nghiệm lâm sàng để điều trị bệnh thận. (Nguồn ClinicalTrials.gov NCT02057965, NCT02387151). Phương pháp điều trị bằng tế bào gốc cho bệnh thận vẫn chưa được phát triển. Thận là một cơ quan rất phức tạp bao gồm một số lượng lớn các loại tế bào khác nhau. Để tạo ra một quả thận mới trong phòng thí nghiệm,

tất cả các tế bào khác nhau này sẽ cần được sản xuất theo một cách khác,
và kết hợp cùng nhau với hy vọng cuối cùng chúng sẽ tạo lại một quả thận có đầy đủ chức năng.

Hơn nữa, bệnh thận có nhiều dạng tùy mức độ các tế bào khác nhau bị ảnh hưởng. Vì vậy các phương pháp điều trị nhằm mục đích thay thế các tế bào bị tổn thương trong thận cần các loại tế bào khác nhau cho những bệnh nhân khác nhau. Nghiên cứu về các liệu pháp thay thế cơ quan hoặc tế bào đang được tiến hành. Nhưng đây có thể là một mục tiêu dài hạn.

Trong khi đó, tế bào gốc có thể mang lại lợi ích cho bệnh nhân theo những cách khác. Ví dụ, tế bào gốc có thể được sử dụng để giúp nâng cao hiểu biết của chúng ta về căn bệnh này thông qua các nghiên cứu về

sự phát triển,
và hoạt động của các tế bào thận được nuôi với số lượng lớn trong phòng thí nghiệm.

Hứa hẹn

Nghiên cứu tế bào gốc cũng có thể cho phép sử dụng cơ chế sửa chữa của chính cơ thể để tìm ra phương pháp điều trị bệnh thận. Trong bệnh thận cấp tính, cơ thể thường có thể tự sửa chữa các tổn thương ở thận. Nhưng nó không thể làm điều này để giải quyết hẳn các tổn thương tiến triển ở bệnh thận mãn tính. Việc xác định các tế bào giống tế bào gốc trung mô trong thận có thể mở ra khả năng mới để nâng cao năng lực tái tạo và sửa chữa thận bị hỏng. Xác định những khả năng này bằng cách nghiên cứu cách hoạt động của những tế bào mới được phát hiện này. Và đây hiện đang là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng. Các nhà nghiên cứu cũng tiếp tục khám phá những ý tưởng mới. Họ sử dụng các công nghệ mới nổi trong nghiên cứu tế bào gốc, chẳng hạn như lập trình lại các tế bào để thay đổi cơ chế của chúng.

7. Khó khăn trong quá trình nghiên cứu

Việc nghiên cứu để

tự nuôi cấy thận,
chữa bệnh thận,
và quá trình sửa chữa tự nhiên

rất khó. Vì cấu trúc phức tạp và sự đa dạng của các tế bào trong thận.

Các bệnh về thận có thể do tổn thương các loại tế bào khác nhau trong thận. Phương pháp điều trị tế bào gốc sẽ chỉ có hiệu quả nếu họ xem xét tế bào nào bị hỏng và phải được thay thế.

Các phương pháp điều trị tế bào thúc đẩy quá trình sửa chữa tự nhiên có thể xảy ra sớm hơn các liệu pháp thay thế tế bào. Nhưng các nhà nghiên cứu vẫn cần hiểu rõ cách hoạt động của các quá trình sửa chữa tự nhiên trước khi có thể phát triển các phương pháp điều trị.

Xem thêm bài viết

Nguồn: Tổng hợp