49
TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, tập 73, số 4, năm 2012 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ (MESENCHYMAL
STEM CELL - MSC) TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ ĐẠI - TRỰC TRÀNG
TRÊN CHUỘT (SPRAGUE DAWLEY)
Chế Thị Cẩm Hà
1,2
, Sabine François
2
,
Marie-Elisabeth Forgue-Lafitte
2
, Alain Chapel
2
1
Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
2
Viện Nghiên cứu Y học quốc gia Pháp, Đại học Paris VI
Tóm tắt. Bài báo này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu về tính năng của tế bào
gốc trong liệu pháp miễn dịch ung thư nhờ những tế bào tạo ra từ tế bào gốc trên
quá trình ung thư hóa đại trực - tràng ở chuột. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Việc
tiêm tế bào gốc trung mô ở liều 10
7
tế bào/ml có khả năng ức chế sự tăng sinh của
Toàn bộ chuột được nuôi ở các lồng riêng biệt trong phòng ở nhiệt độ 25°C, có chế độ
chiếu sáng 12 giờ mỗi ngày, được cho ăn trong cùng một chế độ dinh dưỡng, cùng điều
kiện chăm sóc suốt quá trình nghiên cứu.
- Các chuột thí nghiệm được phân thành 4 lô như sau:
Lô đối chứng sinh học: được đặt trực tiếp 200µl dung dịch sinh lý ở đại
trực tràng qua đường hậu môn, 4 lần trong 2 tuần liên tiếp (n= 9).
Lô đối chứng tiêm tế bào gốc, không có MNNG (N-methyl-N-nitro-N-
nitrosoguanidine): được đặt trực tiếp 200µl dung dịch sinh lý ở đại trực
tràng qua đường hậu môn, 4 lần trong 2 tuần liên tiếp, tiêm tế bào gốc
bằng đường tĩnh mạch (n= 10)
Lô thí nghiệm ung thư hóa: truyền hóa chất MNNG, không tiêm tế bào
gốc (n=10).
Lô thí nghiệm tế bào gốc: truyền hóa chất MNNG và tiêm tế bào gốc
10
7
/ml (n=9).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Hóa chất gây ung thư hóa tế bào là: N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine
(MNNG)
Cách dùng: hòa tan MNNG trong nước với liều lượng 5mg/ml, sau đó đun nóng
đến 50°C cho đến khi hòa tan hoàn toàn. Dung dịch được giữ trong bóng tối ở 4°C. Các
chuột được gây mê bằng khí Isoflurane. Dung dịch MNNG được đặt ở đại tràng bằng
cách sử dụng một ống thông trực tràng dài 7cm từ bờ hậu môn với tần suất 4 lần đặt
trong hai tuần liên tiếp theo liều lượng là 0,5 ml cho mỗi lần đặt.
Hình 1. Tiến trình thí nghiệm 51
hòa trypsin thừa bằng 20 ml môi trường IMDM 10% FBS.
Các tế bào được đếm lại để nuôi cấy trong hộp mới với mật độ 1000 tế bào/cm
2
,
tiếp tục thay môi trường và nuôi tế bào. Sau khi cấy chuyền từ 5-7 lần, tiến hành tinh
sạch tế bào trước khi ghép.
Xác định đặc tính và kiểu hình của tế bào trước khi ứng dụng cấy ghép: Sử
dụng máy FACS Calibur Becton-Dickinson ® (Fluorescence Activated Cell Sorter), với
kỹ thuật Flow cytometry cho phép thu thập các thông tin về tế bào thông qua dạng tế
bào, sự phát xạ huỳnh quang, sàng lọc phát hiện bất cứ kháng thể nào đã bám trên bề
mặt tiểu cầu dựa trên đặc tính của kháng nguyên. Việc xác định dựa trên cơ sở cách
chúng di chuyển trong 1 dòng dung dịch bằng cách ghi lại ít nhất là 10.000 điểm cho
mỗi thực nghiệm.
Thống kê và xử lý số liệu: các kết quả phân tích được thực hiện trên phần mềm
'Statview' và SPSS, với mức ý nghĩa p<0,05.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Kiểu hình của MSC- GFP được nuôi cấy từ tủy xương của chuột
Sau 2 lần rửa với PBS chứa 0,5% huyết thanh bò (BSA, Sigma Chemical Co), 52
các tế bào được ngâm trong 200μl PBS-BSA có chứa 1μg/ml của 7-amino-actinomycin
D (Sigma Chemical Co) để loại trừ phân tích các tế bào chết. Xét nghiệm flow
cytometry dương tính chứng tỏ có kháng thể bám lên bề mặt tiểu cầu.
Các tế bào MSC-GFP trong giai đoạn này được ủ với kháng thể đơn dòng
CD106 (SH2), anti-CD 90(Thy61), CD73 (SH3) và CD45 cùng với một fluorochrome
(phycoerythrin, PE) trong 30 phút ở 4°C. Các thông số thống kê ở những mẫu tủy
xương và được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1. Tỷ lệ phần trăm của các kháng thể đơn dòng CD90 +, CD73, CD45 và CD106
Chúng tôi tập trung nghiên cứu định lượng mức độ MCP-1 trên các đại - trực
tràng của chuột khỏe mạnh sau khi tiêm tĩnh mạch trong 24 giờ và một tuần (Hình 2). 53
Điều này thật sự cần thiết vì có một số tế bào gốc trung mô sau khi tiêm đã tiết ra một
số lượng nhất định các yếu tố có liên quan đến protein này.
Tỷ lệ MCP-1 được đo theo phương pháp ELISA trên protein của các mẫu đại
tràng chuột không gây ung thư hóa với MNNG, mỗi nhóm 10 con được phân tích
(n=10)
Kết quả cho thấy protein MCP-1 trong thí nghiệm này không có hiệu ứng gây ra
phản ứng miễn dịch để tuyển dụng các tế bào đơn nhân gây phản ứng viêm nhiễm trên
chuột cấy ghép.
Hình 2. Định lượng protein MCP-1 trên đại - trực tràng chuột khỏe mạnh ở thời điểm 24 giờ và
một tuần (p <0,001) sau khi tiêm tế bào gốc bằng đường tĩnh mạch
Trong đó: - Đối chứng: không tiêm tế bào gốc, tiêm FBS 10%.
- TN1: Lô thí nghiệm sau 24h tiêm tế bào gốc (2 lần tiêm )
- TN2: Lô thí nghiệm sau 1 tuần tiêm tế bào gốc (2 lần tiêm)
- TN3: Lô thí nghiệm sau 1 tuần tiêm tế bào gốc (4 lần tiêm )
2.3. Số lượng khối u sau 32 tuần thí nghiệm
Ở lô chuột được tiêm tế bào gốc trung mô sau khi đã gây ung thư, chuột được
tiêm 2 lần trong vòng 2 tuần với liều 10
7
tế bào
/ml. Lô chuột thí nghiệm gây ung thư
hóa: chỉ đặt hóa chất MNNG, không tiêm tế bào gốc.
Đánh giá tình trạng khối u bằng phương pháp nội soi và chụp cắt lớp PET-
7
tế bào/ml có số lượng khối u ít hơn. Các thử nghiệm độ chính xác Fisher
cho thấy sự khác biệt đáng kể, với p = 0,013. Ở lô chuột được tiêm tế bào gốc có tổng
cộng 6 khối u trên 9 chuột thí nghiệm. Trong khi lô chuột chỉ gây ung thư hóa, không
tiêm tế bào gốc có 19 khối u trên 10 chuột thí nghiệm.
Theo nhận định của chúng tôi, có thể sự có mặt của tế bào gốc ngay từ ban đầu
(sau khi đặt hóa chất gây ung thư bằng MNNG) đã có tác dụng ức chế chống lại sự hình
thành khối u và hiệu quả vẫn còn được kéo dài đến tuần thứ 32. Hình 4. Hình ảnh theo dõi xác định giai đoạn khối u trong đại tràng chuột
qua chụp cắt lớp tán xạ positron (PET-SCAN) 55
2.4. So sánh mức độ tiến triển khối u bằng mô bệnh học và tế bào học.
Ngoài việc thống kê số lượng khối u, chúng tôi tiếp tục đánh giá mức độ tiến
triển khối u về mặt hình thái học của tế bào u, đánh giá cấu trúc của tổ chức đệm của
khối u.
Sau khi giải phẫu chuột, lấy mẫu khối u trực tiếp trong đại trực tràng, cố định
khối u trong formol 10% chuyển vùi nến, cắt mảnh dày 5µm, tiêu bản được nhuộm
Hematoxylin-Eosin (HE) hoặc Papanicolaou (PAP). Tiến hành phân loại týp mô bệnh
học theo hệ thống tiêu chuẩn phân chia giai đoạn của khối u ác tính TNM
(Classification of Malignant Tumours) của Hiệp hội chống ung thư quốc tế (UICC) .
U lành tính là u có sự tăng sinh của tế bào và tổ chức đệm xung quanh, nhưng
không có sự đảo lộn cấu trúc của tế bào và sự thay đổi hình thái giữa các tế bào với
nhau. U ác tính là u có sự thay đổi rõ rệt của nhân, u có những sự biến đổi đặc trưng:
quá sản, loạn sản, dị sản. Ngoài ra u thường có sự đảo lộn cấu trúc của tổ chức u (tức là
có sự xâm lấn của tổ chức ác tính và cấu trúc đệm xung quanh).
1946.
2. Jemal A, Murray T, Ward E, Samuels A, Tiwari RC, Ghafoor A, Feuer EJ, Thun MJ.,
Cancer statistics, CA Cancer J Clin, 2005.
3. Imasawa, T., Y. Utsunomiya, et al., The potential of bone marrow-derived cells to
differentiate to glomerular mesangial cells, J Am Soc Nephrol , 2001.
4. Khakoo, A. Y. et al., Human mesenchymal stem cells exert potent antitumorigenic
effects in a model of Kaposi's sarcoma, J Exp Med 203, (2006), 1235-47.
5. Maurin, N., Forgue-Lafitte, M. E., Levy, P., Zimber, A. & Bara, J., Progression of
tumors arising from large ACF is associated with the MUC5AC expression during rat
colon MNNG carcinogenis, Int J Cancer 120, 2007.
6. Narisawa, T., Magadia, N. E., Weisburger, J. H. & Wynder, E. L., Promoting effect of
bile acids on colon carcinogenesis after intrarectal instillation of N-methyl-N'-nitro-
Nnitrosoguanidine in rats, J Natl Cancer Inst 53, 1974.
7. Ren, C. et al., Therapeutic potential of mesenchymal stem cells producing
interferonalpha in a mouse melanoma lung metastasis model, Stem Cells 26, (2008),
2332-8.
8. Satija, N. K. et al., Mesenchymal stem cell-based therapy: a new paradigm in
regenerative medicine, J Cell Mol Med 13, 2009.
STEM CELL RESEARCH USING MESENCHYMAL (MESENCHYMAL STEM
CELL - MSC) IN THE TREATMENT OF CANCER AGENCY - RECTUM
RATS (SPRAGUE DAWLEY)
Che Thi Cam Ha
1,2
, Sabine François
2
,
Marie-Elisabeth Forgue-Lafitte
2