TẾ BÀO GỐC MÁU CUỐNG RỐN CÓ THỂ LƯU TRỮ ĐẾN GẦN 25 NĂM

Thời gian vừa qua, phương pháp sử dụng tế bào gốc chữa bệnh đang nhận được rất nhiều sự quan tâm của người bệnh và gia đình nhờ những lời đồn thổi như: chữa được bách bệnh, lưu trữ tế bào gốc trọn đời… Thế nhưng, liệu những thông tin này có thực sự chính xác, có nên lưu trữ máu cuống rốn hay không? Bài viết dưới đây của bác sĩ Tô Phước Hải – Chuyên khoa 2 Huyết học – Bệnh Viện Chợ Rẫy sẽ giải đáp phần nào những thắc mắc trên.

TIỂU LUẬN LƯU TRỮ TẾ BÀO GỐC MÁU CUỐNG RỐN 

BS CK2 Tô Phước Hải

ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch – Bệnh viện Chợ Rẫy

1. Tế bào gốc từ máu cuống rốn

Tế bào gốc là một dạng tế bào đặc biệt có khả năng tự tái tạo và biệt hóa thành những loại tế bào chuyên biệt. Chức năng chính của tế bào gốc trong các mô trưởng thành là sửa chữa và tái tạo các mô nơi chúng cư trú. Các tế bào gốc trưởng thành có khả năng tự tái tạo ra chính nó và biệt hóa thành ít nhất một loại tế bào trưởng thành. Nhờ những đặc điểm này mà tế bào gốc đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu ứng dụng để chữa một số bệnh của cơ quan tạo máu, một số bệnh di truyền bẩm sinh liên quan đến chuyển hoá và suy giảm miễn dịch, ung thư máu, và có nhiều hứa hẹn dùng để chữa được nhiều bệnh nan y như tiểu đường, liệt do chấn tương tuỷ sống, suy tim do tổn thương cơ tim, một số bệnh ung thư và bệnh lý gen…[1,2]

Vào những năm cuối thập kỷ 1980, tế bào gốc máu cuống rốn đã được công nhận là một nguồn tế bào gốc quan trọng. Tế bào gốc là những tế bào có khả năng tăng sinh và biệt hóa thành các dòng tế bào khác nhau. Tế bào gốc có tiềm năng cao nhất là tế bào gốc phôi thai với khả năng tăng sinh mạnh mẽ và biệt hóa thành tất cả các dòng tế bào của cơ thể. Tại mỗi cơ quan bộ phận lại có những tế bào gốc đầu dòng tương ứng như da, hệ thần kinh, cơ… và một trong số đó là tế bào gốc tạo máu. Tế bào gốc tạo máu có tác dụng tăng sinh và biệt hóa thành các dòng tế bào của hệ thống tạo máu như hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu. Ngoài ra, một số tác giả còn nhận thấy vai trò của tế bào gốc tạo máu trong việc hỗ trợ tái tạo cho các mô khác như cơ, nguyên bào xương, tế bào gan, tế bào thần kinh….[1, 2]

Chú thích: BFU-E: đơn vị tạo cụm hồng cầu lớn, CFU-E: đơn vị tạo cụm hồng cầu nhỏ, CFU-S: đơn vị tạo cụm lách, CMP: tế bào đầu dòng tủy chung, CLP: tế bào đầu dòng lympho, GM-CFC: tế bào tạo cụm dòng hạt-mono, G-CFC: tế bào tạo cụm dòng hạt, GMP: tế bào đầu dòng hạt-mono, MPP: tế bào gốc đa năng, MEP: tế bào đầu dòng mẫu tiểu cầu-hồng cầu, Meg-CFC: tế bào đầu dòng mẫu tiểu cầu, Pre-B: tế bào tiền lympho B, Pre-T: tế bào tiền lympho T.

Người ta tìm thấy tế bào gốc tạo máu có mặt tại nhiều vị trí khác nhau trong cơ thể như tủy xương, máu ngoại vi, máu cuống rốn, bánh nhau… Trong giai đoạn phôi thai, tế bào gốc tạo máu được sinh ra chủ yếu ở gan và lách, sau đó tủy xương là cơ quan tạo máu chủ yếu[1].

Ở thai nhi, máu cuống rốn và các bộ phận như bánh nhau, màng cuống rốn… có nhiều tế bào gốc với tiềm năng cao, bao gồm không chỉ tế bào gốc tạo máu mà còn các tế bào gốc trung mô, tế bào gốc phôi… có khả năng biệt hóa thành nhiều tế bào của các cơ quan bộ phận khác nhau, ứng dụng được trong rất nhiều lĩnh vực. Máu cuống rốn là nguồn chứa ít tế bào gốc nhưng lại có nhiều tế bào thủy tổ có khả năng tự nhân lên, tự đổi mới và tái sửa chữa hệ thống tạo máu cao.

Máu cuống rốn luôn bị loại bỏ sau sinh nhưng lại là nguồn cung cấp vô hạn. Kỹ thuật thu thập máu cuống rốn khá đơn giản và an toàn thông qua việc lấy máu tĩnh mạch từ dây rốn, nhờ áp lực máu sẽ di chuyển vào túi có chứa chất đông vô trùng và là hệ thống kín tương tự với kỹ thuật thu thập máu toàn phần[3].

2. Ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn

Khác với các nguồn tế bào gốc từ người hiến trưởng thành, máu cuống rốn phải được thu thập ngay sau khi quá trình sinh của sản phụ diễn ra. Nơi mà các đơn vị tế bào gốc máu cuống rốn được lưu giữ đông lạnh với số lượng lớn để sẵn sàng được sử dụng được gọi là ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn.

Kể từ khi cấy ghép máu người đầu tiên, được thực hiện vào năm 1988, các ngân hàng tế bào gốc máu đã được thiết lập trên toàn thế giới để thu thập và bảo quản máu dây cho dị ghép tế bào gốc. Máu cuống rốn đã trở thành một trong những nguồn tế bào gốc tạo máu thường được sử dụng nhất để dị ghép. Ngày nay, ước tính 600.000 ngân hàng máu cuống  rốn toàn cầu, dự trữ hơn 20.000 đơn vị máu cuống rốn phân phối trên toàn thế giới[4].

Trên Thế giới hiện nay có 2 loại ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn chính: ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn dành cho lưu giữ cá nhân và ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn cộng đồng[5]. Ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn dành cho cá nhân thường tiến hành thu thập, xử lý, bảo quản và ứng dụng theo yêu cầu của khách hàng có trả phí và là hình thức xuất hiện sớm nhất trên thế giới. Tuy nhiên, theo Thornley (2009) loại hình này có một số nhược điểm chính như: số lượng tế bào gốc không cao và không ổn định do thu thập theo yêu cầu bắt buộc, chỉ dùng cho bản thân người lưu giữ hoặc người trong gia đình của họ, tỷ lệ ứng dụng thường khá thấp gây lãng phí công sức và chi phí thu thập, lưu giữ và bảo quản nếu người lưu giữ không có nhu cầu sử dụng[6]. Ngược lại, ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn dành cho cộng đồng lại khắc phục được các nhược điểm trên. Các ngân hàng này thường lấy máu cuống rốn từ những sản phụ tình nguyện hiến tặng để sử dụng cho các trường hợp bệnh nhân có nhu cầu ghép vì vậy hiệu quả sử dụng cao hơn. Các mẫu máu cuống rốn sau khi thu thập sẽ dựa theo các tiêu chuẩn để chọn lọc ra các đơn vị có chất lượng cao nhất nhằm đạt hiệu quả điều trị tốt nhất. Ngoài ra, trên thế giới cũng có một loại hình ngân hàng lai, trong đó kết hợp giữa hình thức lưu giữ cá nhân và lưu trữ cộng đồng để có thể chuyển đổi qua lại mục đích sử dụng[5]. Ngoài ra còn có nhiều phân tích ngân hàng máu cuống rốn ở Châu Âu về thu thập, lưu trữ và sử dụng các sản phẩm này[7, 8].

3. Thu thập máu cuống rốn

     a) Phương pháp thu thập máu cuống rốn

Máu cuống rốn là một nguồn tế bào gốc đặc biệt, tận dụng một sản phẩm thải bỏ từ quá trình sinh sản để biến đổi thành nguồn thuốc quý giá phục vụ cho điều trị. Vì vậy, việc thu thập, xử lý và lưu trữ nguồn tế bào gốc này cũng đòi hỏi các quy trình khác biệt so với các nguồn tế bào gốc khác. Năm 1982, Edward A.Boyse và Judith Bard đã thử nghiệm việc thu thập và lưu trữ các đơn vị tế bào gốc máu cuống rốn đầu tiên tại Mỹ[9]. Từ đó đến nay, thế giới đã không ngừng cải tiến các quy trình nhằm nâng cao số lượng và chất lượng tế bào gốc máu cuống rốn phục vụ cho ứng dụng. Công đoạn đầu tiên của quá trình này là việc lựa chọn, thu thập máu từ cuống rốn và bánh nhau của trẻ sơ sinh. Các sản phụ sẽ được điều tra sức khỏe và loại trừ nguy cơ mắc các bệnh lý bất thường có thể ảnh hưởng đến chất lượng máu cuống rốn cũng như nguy cơ cho người nhận sau này.

Giống như quy trình thu thập máu toàn phần, kim chọc vào tĩnh mạch rốn được nối với túi thu thập. Trong khi thu thập, lắc nhẹ túi để máu được trộn đều với chất chống đông, ngăn hình thành cục máu đông. Dây rốn sẽ bị xẹp sau khi quá trình thu thập hoàn tất. Khi này, máu trong dây thu thập sẽ được vuốt xuống túi thu thập để có thể trộn lẫn với chất chống đông. Túi thu thập được đặt trong thùng vận chuyển và gửi tới phòng xử lý[3].

Việc thu thập có thể tiến hành ở 2 thời điểm: trước và sau sổ nhau. Các kết quả nghiên cứu đều nhận thấy rằng việc thu thập trước sổ nhau, là thời điểm ngay sau khi đã kẹp, cắt cuống rốn tách khỏi trẻ và bánh nhau còn nằm trong tử cung, sẽ giúp thu được số lượng tế bào gốc đạt số lượng tối ưu nhất [10]. Thu thập sau sổ nhau tuy giúp thuận tiện hơn về kỹ thuật, nhưng những ảnh hưởng do bánh nhau dập nát, máu đông hoặc thất thoát sẽ khiến cho số lượng máu thu thập giảm đáng kể. Nhiều ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn trên thế giới đã tiến hành hợp tác với các cơ sở sản khoa trong việc thu thập máu cuống rốn, giúp cho quá trình thực hiện thuận lợi hơn với chất lượng cao hơn. Thể tích mẫu máu cuống rốn thu thập ở các cơ sở thường lấy tiêu chuẩn tối thiểu 40 ml.

   b) Xử lý máu cuống rốn

Mẫu máu cuống rốn sau khi thu thập sẽ được chuyển về các ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn để tiến hành xử lý. Đây là bước rất quan trọng nhằm loại bỏ các thành phần thừa, tinh lọc tế bào gốc, giảm thể tích để đạt được một đơn vị tế bào gốc máu cuống rốn hoàn thiện với thể tích trung bình khoảng 25 ml. Những ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn đầu tiên trên thế giới ở Trung tâm máu New York đã áp dụng các quy trình xử lý giảm thể tích bằng phương pháp thủ công, sử dụng các loại chế phẩm giúp tăng độ lắng của hồng cầu như dung dịch HES (hydroxyl ethyl starch), hoặc Hetastarch (ethoxylated amylopectin), giúp loại bỏ bớt được hồng cầu và giảm bớt hematocrit cho sản phẩm[11, 12]. Tuy nhiên, xử lý thủ công thường diễn ra theo nhiều bước, quy trình hở và độ ổn định không cao do phụ thuộc vào tay nghề kỹ thuật viên. Năm 2001, hãng Biosafe đã đưa ra thế hệ máy đầu tiên là Sepax với khả năng xử lý hoàn toàn tự động, thiết kế riêng cho việc xử lý máu cuống rốn và dần dần trở thành tiêu chuẩn quốc tế, được sử dụng ở đa số các ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn trên thế giới. Xử lý trên hệ thống tự động có ưu điểm rất quan trọng là tính ổn định, quy trình khép kín nên đảm bảo an toàn và hạn chế nhiễm khuẩn. Tuy nhiên, so với xử lý thủ công, xử lý tự động cũng có những nhược điểm nhất định như chi phí cao, còn tồn dư nhiều hồng cầu. Chính vì vậy, tại các ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn ở một số nước phát triển, quy trình xử lý bằng kỹ thuật thủ công được tối ưu hóa để khắc phục những nhược điểm và trở thành phương pháp được lựa chọn để áp dụng trên quy mô lớn với giá cả hợp lý hơn so với kỹ thuật tự động.

4. Lưu trữ tế bào gốc máu cuống rốn:

   a) Kỹ thuật xử lý

Máu cuống rốn sau khi xử lý loại bỏ các thành phần thừa được trộn với dung dịch bảo quản để có thể bảo vệ tế bào trong môi trường đông lạnh. Tương tự như đối với các loại sản phẩm tế bào gốc bảo quản đông lạnh từ các nguồn khác như máu ngoại vi huy động hay dịch tủy xương, tại hầu hết các ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn trên thế giới, loại chất bảo quản đông lạnh hiệu quả nhất là dimethyl sulfoxide (DMSO) và được pha để đạt nồng độ 10% trong túi sản phẩm cuối.

Chất bảo quản này có tác dụng làm ổn định màng tế bào, tránh tổn thương tế bào bởi các tinh thể hình thành trong quá trình hạ nhiệt độ và lưu trữ dài hạn trong hệ thống nitơ lỏng ở nhiệt độ âm 150 độ C đến âm 196 độ C.

Các tổ chức lớn nhất về máu và tế bào gốc như Hiệp hội Ngân hàng máu Hoa kỳ (AABB – American Association of Blood Banks), đã đưa việc sử dụng DMSO trong bảo quản tế bào gốc máu cuống rốn thành một trong các tiêu chuẩn bắt buộc và xây dựng thành quy trình chuẩn cho cả hệ thống.

Sau khi thêm dung dịch bảo quản, mẫu máu cuống rốn phải trải qua quá trình hạ nhiệt độ để đạt được điều kiện cần thiết trước khi đưa vào trong môi trường nitơ lỏng để tránh các tổn thương do sốc nhiệt đột ngột. Hubel (2011) cho rằng việc hạ nhiệt độ đơn thuần bằng cách đặt đơn vị tế bào gốc vào máy làm lạnh cho nhiệt độ giảm từ từ có thể ảnh hưởng đến chất lượng của đơn vị tế bào gốc[13]. Điều này là do tại một số thời điểm chuyển trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn ở ngưỡng âm 4 độ C, sự hình thành tinh thể chậm có thể làm phá vỡ màng tế bào và bào quan. Bên cạnh đó, bản thân mẫu tế bào gốc sẽ giải phóng nhiệt tồn dư làm tăng nhiệt độ, gây tổn thương tế bào làm ảnh hưởng đến tỷ lệ tế bào sống của mẫu. Chính vì vậy, nhiều thế hệ máy hạ nhiệt độ theo chương trình, tiêu biểu là hệ thống máy của Thermogenesis, đã ra đời để khắc phục tình trạng này. Các chương trình tự động sẽ dựa vào cảm biến để nhận định tình trạng nhiệt độ của mẫu, qua đó có thể tăng mạnh tốc độ hạ nhiệt ngay tại thời điểm giải phóng nhiệt tồn dư do chuyển trạng thái, giúp cải thiện đáng kể tỷ lệ tế bào sống của tế bào gốc.

   b) Thời gian lưu trữ

Nhiều bậc cha mẹ muốn lưu trữ ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn của con họ muốn biết thời gian lưu trữ có thể tồn tại bao lâu? Thời gian lưu trữ tối đa cho các tế bào gốc máu cuống rốn là một thời gian không cố định.

Tuy nhiên, các nhà khoa học đã báo cáo rằng các tế bào được bảo quản lạnh không có ngày hết hạn, và máu cuống rốn đông lạnh có thể được lưu trữ vô thời hạn. Điều này được hỗ trợ bởi hai giả thuyết:

• Các tế bào gốc máu cuống rốn được lưu trữ  ≤ -190 độ C, nơi hoạt động sinh học chấm dứt.
• Các loại tế bào khác và tinh trùng đã được lưu trữ trong hơn 50 năm mà vẫn tồn tại và hoạt động tốt khi giải đông[14, 15].

Theo nghiên cứu tại Canada (2015), thời gian lưu trữ tế bào gốc máu cuống rốn là 18 năm[16]. Nghiên cứu của tác giả Karen K. Ballen (2013), tế bào gốc máu cuống rốn có thể lưu trữ trên 20 năm mà không ảnh hưởng tới tế bào gốc vạn năng, toàn năng[17]. Nghiên cứu của tác giả Hal E.Broxmeyer (2011), tế bào gốc máu cuống rốn lưu trữ từ 21 – 23,5 năm mà không ảnh hưởng tới tế bào gốc vạn năng, toàn năng và những tế bào mầm[18]. Nghiên cứu của Jennifer Gunning (2005) thì nguồn tế bào gốc máu cuống rốn lưu trữ từ 18 – 20 năm và tốn chi phí từ 1.185 – 1800 €[19].

Trong nước cũng có ít nghiên cứu về thời gian lưu trữ ngân hàng máu cuống rốn, có thể là do nhu cầu sử dụng còn hạn chế. Trong tương lai hi vọng ngày càng nhiều cơ sở lưu trữ và bảo quản ngân hàng máu cuống rốn đạt chuẩn quốc tế tại Việt Nam, nhằm phục vụ nhu cầu điều trị và nghiên cứu.

5. Kết luận

Ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn là một cơ sở rất quan trọng, là tiền đề căn bản để có thể ứng dụng tế bào gốc từ máu cuống rốn trong ghép cũng như các lĩnh vực khác. Việc hiểu rõ hoạt động tạo nguồn và ứng dụng tế bào gốc máu cuống rốn, cũng như hình thức tổ chức của ngân hàng tế bào gốc máu cuống rốn sẽ tăng cao khả năng sử dụng, tạo phương thức phối hợp hoạt động giữa các cơ sở cung cấp, lưu trữ và sử dụng tế bào gốc, giúp cho hoạt động ghép tế bào gốc ngày càng nâng cao và hiệu quả hơn.

Nghiên cứu về thời gian lưu trữ dài nhất cho đến nay đã được Broxmeyer công bố vào năm 2011 cho thấy rằng tế bào gốc được bảo quản từ 21 – 23,5 năm vẫn hoạt động tốt sau giải đông và được ghép như mong đợi. Sau thời gian lưu trữ trên, số lượng tế bào gốc và tính năng không có sự mất mát đáng kể nào. Đây là chìa khóa quan trọng giúp ích cho mối liên hệ mật thiết giữa công tác thu thập, xử lý và bảo quản tế bào gốc máu cuống rốn.

Tài liệu tham khảo

1. Đỗ Trung Phấn, Tế bào gốc và bệnh lý tế bào gốc tạo máu. 2008: Nhà xuất bản Y học.
2. A Victor Hoffbrand, et al., Postgraduate Haematology, ed. 6th. 2012, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, UK: Blackwell Publishing Ltd.
3. Nguyễn Tấn Bỉnh, Ghép tế bào gốc tạo máu – Nguyên lý cơ bản và thực hành. 2016: Nhà xuất bản Y học.
4. Gluckman, E., Milestones in umbilical cord blood transplantation. Blood Rev, 2011. 25(6): p. 255-9.
5. Ballen, K.K., F. Verter, and J. Kurtzberg, Umbilical cord blood donation: public or private? Bone Marrow Transplant, 2015. 50(10): p. 1271-8.
6. Thornley, I., et al., Private cord blood banking: experiences and views of pediatric hematopoietic cell transplantation physicians. Pediatrics, 2009. 123(3): p. 1011-7.
7. Revencu, T., et al., Collection, isolation and characterization of the stem cells of umbilical cord blood. Rom J Morphol Embryol, 2013. 54(2): p. 291-7.
8. Petrini, C., A comparative analysis of the opinions from European national and international ethics committees regarding the collection, storage and use of umbilical cord blood. Blood Transfus, 2012. 10(3): p. 279-89.
9. Wagner, J.E. and E. Gluckman, Umbilical cord blood transplantation: the first 20 years. Semin Hematol, 2010. 47(1): p. 3-12.
10. Alicia Bárcenaa, et al., Human placenta and chorion: potential additional sources of hematopoietic stem cells for transplantation. Transfusion, 2011. 51(Suppl 4): p. 1-19.
11. Tse, W. and M.J. Laughlin, Umbilical cord blood transplantation: a new alternative option. Hematology Am Soc Hematol Educ Program, 2005: p. 377-83.
12. N, M.R., et al., Collection, processing and cryopreservation of umbilical cord blood for unrelated transplantation. Bone Marrow Transplant, 2000. 26(12): p. 1263-70.
13. Hubel, A., Advancing the preservation of cellular therapy products. Transfusion, 2011. 51 Suppl 4: p. 82S-86S.
14. How Long Can Cord Blood Stem Cells Be Stored?  [cited 2018 11 July]; Available from: http://cellsforlife.com/how-long-can-cord-blood-stem-cells-be-stored/.
15. Guidelines for stem cell storage and collection. 2006.
16. Armson, B.A., D.S. Allan, and R.F. Casper, Umbilical Cord Blood: Counselling, Collection, and Banking. J Obstet Gynaecol Can, 2015. 37(9): p. 832-844.
17. Ballen, K.K., E. Gluckman, and H.E. Broxmeyer, Umbilical cord blood transplantation: the first 25 years and beyond. Blood, 2013. 122(4): p. 491-8.
18. Broxmeyer, H.E., et al., Hematopoietic stem/progenitor cells, generation of induced pluripotent stem cells, and isolation of endothelial progenitors from 21- to 23.5-year cryopreserved cord blood. Blood, 2011. 117(18): p. 4773-7.
19. Gunning, J., Umbilical cord cell banking–implications for the future. Toxicol Appl Pharmacol, 2005. 207(2 Suppl): p. 538-43.

Xem thêm: Giải đáp 6 thắc mắc thường gặp về tế bào gốc 

NGÂN HÀNG TẾ BÀO GỐC FSCB – LƯU TRỮ TẾ BÀO GỐC ĐẢM BẢO SỨC KHOẺ VÀ TƯƠNG LAI GIA ĐÌNH BẠN 
Trụ sở: 
Unit 905 Kowloon Centre, 33 Ashley Road, Tsim Sha Tsui Kowloon, Hong Kong
Văn phòng tại Việt Nam:
Tầng 3, Thiên Sơn Plaza, 800 Nguyễn Văn Linh, P. Tân Phú, Q.7, TP HCM
Hotline: 1900 63 67 16 – 0901 24 77 88