Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã có thể theo dõi những gì đã xảy ra với tế bào gốc hàng chục năm sau khi cấy ghép, giải mã một quy trình y học đã là điều bí ẩn suốt hơn 50 năm qua.
Những hiểu biết mới có thể gợi mở các cách thức chọn lựa người hiến và thành công trong cấy ghép, hứa hẹn các phương pháp an toàn và hiệu quả hơn. Các nhà nghiên cứu từ Viện Wellcome Sanger và các cộng sự tại Đại học Zurich đã thành công trong việc lập bản đồ hành vi của tế bào gốc trong cơ thể người nhận lên đến ba thập kỷ sau khi cấy ghép (post-transplant), cung cấp sự hiểu biết về những biến đổi lâu dài của các tế bào này.
Nghiên cứu được công bố hôm 30-10-2024 trên tạp chí Nature và được tài trợ một phần bởi Viện Nghiên cứu Ung thư Anh Quốc cho thấy các ca cấy ghép từ người hiến lớn tuổi có số lượng tế bào gốc sống sót sau cấy ghép thấp hơn mười lần so với từ người hiến trẻ tuổi. Một số tế bào sống sót cũng mất khả năng tạo ra các tế bào máu cần thiết cho hệ miễn dịch khỏe mạnh (a robust immune system).
Hơn một triệu người trên toàn thế giới được chẩn đoán mắc bệnh ung thư máu mỗi năm, bao gồm các bệnh như bạch cầu và u lympho, có thể khiến hệ miễn dịch của họ hoạt động không hiệu quả. Cấy ghép tế bào gốc, còn gọi là ghép tủy xương (bone marrow transplants), thường là phương pháp điều trị duy nhất có thể chữa khỏi cho bệnh nhân. Quy trình này thay thế các tế bào máu hư hại của bệnh nhân bằng tế bào gốc khỏe mạnh từ người hiến, giúp tái tạo toàn bộ hệ máu và miễn dịch của bệnh nhân. Riêng tại Vương quốc Anh, có hơn 2,000 người thực hiện thủ thuật cấy ghép này mỗi năm.
Mặc dù đã được thực hiện lần đầu từ hơn 50 năm nay, nhiều câu hỏi cơ bản về cách thức hoạt động của tế bào cấy ghép vẫn chưa được giải đáp. Trong khi cấy ghép có thể cứu sống, kết quả rất khác nhau, với nhiều bệnh nhân gặp biến chứng (complications) trong nhiều năm sau. Tuổi của người hiến đã được biết là ảnh hưởng đến tỷ lệ thành công, nhưng những gì xảy ra ở cấp độ tế bào sau khi cấy ghép vẫn là một ‘hộp đen’ cho đến nay.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu từ Viện Wellcome Sanger và Đại học Zurich đã sử dụng các kỹ thuật giải trình tự gen (genome sequencing techniques) tiên tiến để phân tích mẫu máu từ mười cặp anh chị em hiến – nhận sau cấy ghép đến 31 năm. Bằng cách phân tích các đột biến xảy ra trong suốt đời sống của tế bào gốc người hiến và người nhận, họ có thể theo dõi số lượng tế bào gốc đã sống sót sau quá trình cấy ghép và tiếp tục sản sinh tế bào máu mới trong cơ thể bệnh nhân – một phương pháp trước đây không thể thực hiện được.
Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng trong các ca cấy ghép từ người hiến trẻ tuổi – khoảng 20-30 tuổi – có khoảng 30,000 tế bào gốc tồn tại lâu dài, so với chỉ 1-3,000 tế bào từ người hiến lớn tuổi. Sự giảm sút này có thể dẫn đến suy giảm miễn dịch và tăng nguy cơ tái phát (relapse), có khả năng giải thích tại sao người hiến trẻ tuổi thường mang lại kết quả tốt hơn.
Họ cũng nhận thấy quá trình cấy ghép làm già hóa hệ thống máu của người nhận khoảng 10-15 năm so với người hiến tương đồng, chủ yếu do sự đa dạng tế bào gốc thấp hơn.
Ngạc nhiên là mặc dù quá trình cấy ghép gây ra căng thẳng lớn, tế bào gốc hầu như không có thêm các đột biến gen mới khi chúng phân chia nhanh chóng để tái tạo máu cho bệnh nhân. Điều này thách thức các giả định trước đây về tỷ lệ đột biến cao trong quá trình cấy ghép.
Nghiên cứu cũng xác định các yếu tố di truyền khác bất kể tuổi tác của người hiến, giúp một số tế bào gốc phát triển sau cấy ghép. Các lợi thế di truyền này có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị tốt hơn, làm cho cấy ghép an toàn và hiệu quả hơn cho nhiều bệnh nhân.
Tiến sĩ Michael Spencer Chapman, tác giả chính của nghiên cứu tại Viện Wellcome Sanger, chia sẻ: “Khi nhận cấy ghép, giống như bạn được tái tạo lại hệ máu từ đầu, nhưng điều gì thực sự xảy ra với các tế bào gốc đó? Trước đây, chúng ta chỉ có thể đưa các tế bào vào và theo dõi số lượng máu phục hồi. Nhưng trong nghiên cứu này, chúng tôi đã theo dõi những thay đổi qua hàng chục năm chỉ trong một mẫu duy nhất, cho thấy cách một số quần thể tế bào giảm đi trong khi một số khác chiếm ưu thế, định hình máu của bệnh nhân theo thời gian. Thật phấn khích khi hiểu rõ quá trình này.”
Tiến sĩ Markus Manz, đồng tác giả của nghiên cứu tại Đại học Zurich, cho biết: “Nghiên cứu cho thấy tuổi tác không chỉ là con số – đó là một yếu tố quan trọng trong thành công của cấy ghép. Mặc dù hệ thống tế bào gốc máu ổn định theo thời gian, người hiến trẻ thường cung cấp số lượng và đa dạng tế bào gốc lớn hơn, điều này có thể quyết định quá trình phục hồi lâu dài cho bệnh nhân. Chúng tôi hy vọng tiếp tục khám phá các yếu tố khác ảnh hưởng đến động thái lâu dài của tế bào gốc để tối ưu hóa việc lựa chọn người hiến và môi trường tủy xương của người nhận.”
Tiến sĩ Peter Campbell, đồng tác giả của nghiên cứu tại Viện Wellcome Sanger, phát biểu: “Chúng tôi tin rằng có thể tìm thấy các gen giúp một số tế bào gốc phát triển tốt hơn các tế bào khác – những gen này có thể được tận dụng để cải thiện thành công của quy trình cấy ghép.”
Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã lập bản đồ về cách các tế bào gốc hoạt động hàng thập kỷ sau khi cấy ghép, khám phá ra cách tuổi của người hiến ảnh hưởng đến thành công của việc cấy ghép. Nghiên cứu đột phá này cho thấy những người hiến trẻ tuổi cung cấp nhiều tế bào gốc bền vững hơn, có thể dẫn đến các phương pháp điều trị an toàn và hiệu quả hơn cho bệnh nhân ung thư máu. Ảnh: SciTechDaily
