Tên đề tài luận án: Nghiên cứu sự hoạt hóa giai đoạn sớm in vitro và in vivo của tế bào hình sao gan trong mối liên hệ với sự tự thực bào
Ngành: Công nghệ sinh học
Mã số ngành: 9420201
Họ tên nghiên cứu sinh: Lê Văn Trình
Khóa đào tạo: K29/2019
Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trương Hải Nhung
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG.HCM
1. Tóm tắt nội dung luận án
Xơ hóa gan là kết quả chung của nhiều bệnh lý tổn thương gan. Trong đó, các tế bào gan bị chết và được thay thế bởi mô sẹo, có bản chất là sự tích tụ của chất nền ngoại bào (ECM) được tiết bởi nguyên bào sợi cơ (MFB). Trong gan tổn thương, 80% nguồn gốc của MFB đã được chứng minh là từ tế bào hình sao gan (HSC), một loại tế bào của gan có chức năng dự trữ vitamin A. Do đó, sự chuyển dạng hay hoạt hóa của HSC thành MFB khi gan tổn thương được xem là bước then chốt trong tiến trình phát triển của bệnh lý xơ gan. Sự hoạt hóa HSC thành MFB được chia thành 2 giai đoạn là khởi đầu và duy trì. Khởi đầu là giai đoạn sớm trong sự hoạt hóa HSC chuyển từ trạng thái im lặng sang trạng thái hoạt hóa. Các đặc trưng của HSC trong giai đoạn này gồm sự chuyển dạng từ hình sao sang MFB, mất giọt lipid chứa vitamin A, biểu hiện các phân tử hoạt hóa như α-sma/collagen, hướng hóa động và tiết yếu tố viêm. Giai đoạn duy trì trạng thái MFB với các đặc tính như tăng sinh mạnh, sản xuất ECM tạo xơ, và di cư. Sự tự thực bào là một con đường sinh lý nội bào mới được phát hiện, giữ nhiều vai trò quan trọng trong tế bào nhân thực, đặc biệt là giúp tế bào đáp ứng với điều kiện môi trường bất lợi. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung đánh giá mối liên hệ của sự tự thực bào trong giai đoạn khởi đầu của sự hoạt hóa HSC in vitro và in vivo.
Nghiên cứu gồm 4 nội dung: (1) Phân lập và nuôi cấy HSC in vitro; (2) Đánh giá mối liên hệ và vai trò của sự tự thực bào trong sự hoạt hóa HSC in vitro ở giai đoạn sớm; (3) Tạo mô hình chuột tổn thương gan cấp tính và đánh giá trạng thái hoạt hóa ở HSC in vivo; (4) Khảo sát ảnh hưởng của tác nhân ức chế sự tự thực lên sự hoạt hóa HSC giai đoạn sớm in vivo ở chuột bị tổn thương gan cấp tính.
Các kết quả đã đạt được gồm: Nghiên cứu đã thiết lập được quy trình phân lập HSC sơ cấp từ gan chuột BALB/c và điều kiện nuôi cấy để duy trì kiểu hình im lặng in vitro bằng giá thể Fibrin. Nghiên cứu ghi nhận sự tự thực bào được cảm ứng biểu hiện từ giai đoạn sớm khi HSC hoạt hóa HSC in vitro bằng tác nhân lipopolysacharide, xử lý HSC với chất ức chế sự tự thực là Chloroquine 5 µM làm giảm sự hoạt hóa. Trên in vivo, sử dụng hai mô hình tổn thương gan cấp tính là tiêm 2 ml/kg CCl4 và phẫu thuật thắt ống dẫn mật ở đối tượng chuột BALB/c. Nghiên cứu đã khảo sát được giai đoạn khởi đầu của sự hoạt hóa HSC ở hai mô hình này (sự hoạt hóa in vivo) là 2 ngày sau gây tổn thương. Đồng thời, ghi nhận sự tăng biểu hiện của con đường tự thực bào trong HSC hoạt hóa in vivo. Tiêm Chloroquine 2 liều 60 mg/kg trước 24 giờ và sau 24 giờ gây mô hình bệnh, giúp giảm tổn thương và xơ hóa gan. Đi kèm với đó là tác động ức chế sự hoạt hóa HSC trong gan tổn thương cấp tính của Chloroquine. Kết luận, sự tự thực bào đi kèm với giai sớm của sự hoạt hóa HSC in vitro và in vivo, tác động ức chế sự tự thực bào giúp ngăn ngừa sự hoạt hóa HSC, làm giảm xơ hóa gan.
2. Những kết quả mới của luận án
Các kết quả sau đây của luận án đã được đăng trên 5 bài báo khoa học ở các tạp chí quốc tế thuộc danh mục ISI.
Thiết lập thành công quy trình phân lập HSC từ chuột BALB/c phù hợp điều kiện thực tế.
Thiết lập được mô hình nuôi cấy HSC sơ cấp in vitro bằng gel Firbin từ huyết tương đông lạnh, giúp hạn chế hiện tượng tự hoạt hóa của HSC so với nuôi trên đĩa nhựa truyền thống.
Trong giai đoạn khởi đầu của sự hoạt hóa HSC in vitro và in vivo có đi kèm với sự tăng biểu hiện của con đường tự thực bào. Đồng thời, tác nhân ức chế sự tự thực bào là Chloroquine giúp ngăn ngừa sự hoạt hóa và chuyển dạng HSC in vitro ở nồng độ 5 µM trong 24 giờ và trên in vivo với 2 liều tiêm 60 mg/kg. Ngoài ra, CQ giúp giảm tổn thương và xơ hóa gan trên hai mô hình chuột tổn thương gan cấp tính.
3. Các ứng dụng/ khả năng ứng dụng trong thực tiễn hay những vấn đề còn bỏ ngỏ cần tiếp tục nghiên cứu
HSC là công cụ thiết yếu, quan trọng cho các nghiên cứu về bệnh lý gan nói chung và bệnh lý xơ gan nói riêng. Việc thiết lập thành công quy trình phân lập và điều kiện nuôi cấy, là cơ sở nền tảng cho các nghiên cứu trong lĩnh vực trên mô hình tế bào này.
Mô hình nuôi cấy HSC sơ cấp in vitro bằng giá thể Fibrin giúp giải quyết được hạn chế của điều kiện nuôi cấy trên đĩa nhựa là sự tự hoạt hóa. Do đó, mô hình này sẽ giúp các nhà nghiên cứu mô phỏng gần với điều kiện in vivo.
Tác nhân ức chế sự tự thực bào giúp ngăn ngừa sự hoạt hóa HSC và hiệu quả giảm xơ hóa gan, mở ra hướng dụng điều trị mới cho các dược chất có tác động trên con đường tín hiệu này.
Một số vấn để tồn tại cần được nghiên cứu xa hơn: hoàn thiện quy trình và tối ưu hóa mô hình nuôi cấy HSC trên giá thể fibrin, chứng minh cơ chế của giá thể trong việc duy trì đặc tính im lặng của HSC. Phát triển hệ dẫn thuốc trúng mục tiêu là HSC hoạt hóa để tối ưu hóa hiệu quả và hạn chế tác dụng phụ của tác nhân ức chế sự tự thực bào trên các tế bào khác của gan.