Bước tiến mới trong việc tạo ra ống dẫn mật thay thế nhờ y học tái tạo

Mật (bile) được sản xuất ở gan có vai trò quan trọng trong quá trình hấp thụ lipid. Mật đi qua các ống dẫn mật trong và ngoài gan (intrahepatic/extrahepatic bile duct) vào đường tiêu hóa. Sự tổn thương các đường ống dẫn mật sẽ làm cản trở sự lưu thông của mật đến cơ quan tiêu hóa đồng thời gây ra các bệnh nghiêm trọng về gan. Một cách điều trị tổn thương là cấy ghép ống dẫn mật nhân tạo.Trong công trình xuất bản ngày 3.7.2017 trên tập san khoa học Nature Medicine, Sampaziotis và cộng sự đã báo cáo một quy trình tạo ra các ống mật nhân tạo để thay thế các ống dẫn mật thông thường ở chuột.

Bước đầu tiên trong việc tạo ống mật ngoài cơ thể (in vitro) là thu thập các tế bào lót ống mật (cholangiocytes). Các nghiên cứu trước đây đã phát triển thành công quy trình tạo các tế bào lót ống mật trong gan từ tế bào gốc vạn năng (pluripotent stem cell), loại tế bào có khả năng biệt hóa thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể. Nhưng tế bào lót ống mật trong gan và ngoài gan có nguồn gốc, chức năng khác nhau vì vậy quy trình trên không thể được sử dụng để tạo ra loại tế bào lót ống mật ngoài gan. Một phương pháp khác để phân tách các tế bào ống mật ngoài gan từ túi mật (nơi mật được lưu trữ) bằng việc sử dụng enzyme tiêu hóa. Tuy nhiên, phương pháp này làm giới hạn sự phát triển của tế bào dẫn đến khó sinh sản tạo ra đủ tế bào để tạo thành ống mật.

Sampaziotis và cộng sự đã cho thấy rằng tế bào lót ống mật ngoài gan có thể được phân tách bằng cách cạo lấy tế bào từ bên trong ống dẫn mật ở người. Sau đó, các tế bào trong ống nghiệm có thể được nuôi cấy 3D để hình thành các giả cơ quan gọi là organoids, Sampaziotis và cộng sự sàn lọc các yếu tố tăng trưởng (growth factor) để tìm ra nhưng yếu tố tăng trưởng này có hỗ trợ sự tăng trưởng của giả cơ quan tạo thành từ tế bào lót ống mật ngoài gan (ECO – Extrahepatic cholangiocyte organoid). Nhờ đó, nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh một hệ thống nuôi cấy giả cơ quan cho các tế bào lót ống mật trong gan sử dụng ba loại protein EGF, R-spondin, và DKK1. Sau khoảng 20 chu kỳ tăng trưởng tế bào trong các đĩa nuôi cấy, các tế bào ECO có thể được xem là đã trưởng thành. Lợi điểm của phương pháp này là ECO giúp tạo ra nhiều tế bào hơn hẳn so với phương pháp nuôi cấy 2D. Tiếp đó, Sampaziotis và cộng sự gieo các tế bào lấy từ ECO này lên giá đỡ sinh học (biodegradable scaffold) được làm từ axit polyglycolic. Các tế bào cholangiocytes xuất nguồn từ ECO tăng trưởng tốt, bao phủ các giá đỡ sinh học như mong đợi khi so sánh với các tế bào cholangiocytes nuôi cấy trong điều kiện thông thường 2D.

Hình: Quy trình tạo ra ống dẫn mật ngoài gan. 

Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu khảo sát xem các tế bào lấy từ ECO này có thể được sử dụng để sửa chữa mô tổn thương trong cơ thể (in vivo) hay không. các nhà nghiên cứu gây hỏng các túi mật của chuột và cấy ghép các giá đỡ chứa các tế bào lót túi mật có nguồn gốc từ ECO vào các cơ quan. Kết quả cho thấy, Các túi mật được trải qua quá trình tái tạo hình  hoàn chỉnh, trong đó các tế bào ECO tạo ra hình dạng và cấu trúc mô tự nhiên, và các chú chuột sống sót mà không có biến chứng.

Xa hơn nữa, nhóm của Sampaziotis muốn tạo ra mô cấy ghép đã có hình dạng của một ống dẫn mật hoàn chỉnh. So sánh với các công trình trước đó, các nhóm nghiên cứu khác chỉ cấy ghép một ống polymer sinh học vào lợn để thay thế ống mật chủ (common bile duct). Từ đó, các tế bào lót ống mật sẽ di cư sang vị trí ghép để tạo ống dẫn mật mới. Mặc dù cho kết quả tốt, nhưng các tế bào lót ống mật này vốn đã là các tế bào khỏe mạnh. Liệu hướng tiếp cận này có thể hoạt động tương tự trên người bệnh với các tế bào lốt ống mật “bị bệnh” hay không thì hoàn toàn không chắc chắn. Để giải quyết vấn đề này, Sampaziotis và cộng sự đề xuất giải pháp tạo các ống chứa các tế bào lót ống mật hoạt động bình thường trước cả khi cấy ghép. Kết quả trên chuột (đã bị loại bỏ ống mật chủ trước khi thí nghiệm) cho thấy các ống này có thể thay thế thành công ống mật chủ. Sau cấy ghép, ống nhân tạo phát triển thành cấu trúc ống dẫn mật hoàn chỉnh. Hơn nữa, các tế bào khác của cơ thể chủ còn di cư lên giá đỡ và trở thành mô nâng đỡ để thúc đẩy sức sinh tồn cho các tế bào ECO.

Đây là một bước tiến đáng kể trong việc phát triển ống dẫn mật ngoài gan cho y học tái tạo. Hiện tại, Các kỹ thuật phẫu thuật cắt bỏ ống mật ngoài gan và kết nối trực tiếp gan với ruột non có hiệu quả trong điều trị rối loạn ống mật nhưng thường dễ bị nhiễm trùng. Việc này có thể hạn chế bằng cách sử dụng các ống mật có nguồn gốc sinh học, có thể đóng vai trò cầu nối giữa gan và ruột non.

Nghiên cứu này có những gợi ý rõ ràng cho nghiên cứu tái tạo mô. Các tế bào ECO tạo thành các lớp tế bào ống mật và sử dụng cấu ​​trúc mô của ống mật trong cơ thể, trong khi chúng đã trải qua sự gia tăng đơn giản trên các giá đỡ in vitro.

Nguyễn Đình Hải Yến (chuyển ngữ)

Khoa Tự Nhiên, Đại Học Cần Thơ

Bài báo:

1. Sampaziotis, Fotios, et al. “Reconstruction of the mouse extrahepatic biliary tree using primary human extrahepatic cholangiocyte organoids.” Nature medicine (2017).
2. Zhang, Ludi, and Lijian Hui. “Bioengineering: Bile ducts regenerated.” Nature547.7662 (2017): 171-172.