Công nghệ lưu trữ tế bào gốc trong môi trường đông lạnh có thể ảnh hưởng đến chất lượng của các tế bào này khi chúng được sử dụng trong tương lai.
Tế bào gốc là gì?
Tế bào gốc (tiếng anh là stem cell) là các tế bào chưa biệt hóa có thể biến thành các tế bào cụ thể, khi cơ thể cần chúng. Tế bào gốc có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào (tế bào cơ, tế bào hồng cầu hoặc bất kỳ loại tế bào nào khác), khi một tế bào gốc phân chia, nó có thể tạo ra bất kỳ một trong số hơn 200 tế bào khác nhau trong cơ thể con người. Đó là lý do tại sao tế bào này có tên gọi là ‘gốc’.
Nghiên cứu về công nghệ tế bào gốc có thể giúp:
- Tăng cường hiểu biết về cách các bệnh xảy ra. Bằng cách quan sát các tế bào gốc trưởng thành thành các tế bào trong xương, cơ tim, dây thần kinh, các cơ quan và mô khác, các nhà nghiên cứu và bác sĩ có thể hiểu rõ hơn về cách các bệnh và tình trạng phát triển.
- Tạo ra các tế bào khỏe mạnh để thay thế các tế bào bị bệnh (y học tái tạo). Tế bào gốc có thể được hướng dẫn để trở thành các tế bào cụ thể có thể được sử dụng để tái tạo và sửa chữa các mô bị bệnh hoặc bị hư hỏng ở người. Các nhà nghiên cứu tiếp tục nâng cao kiến thức về tế bào gốc và các ứng dụng của chúng trong y học cấy ghép và tái tạo.
Tại sao phải lưu trữ tế bào gốc?
Bảo quản tế bào gốc để điều trị y tế trong tương lai thông qua ngân hàng lưu trữ tế bào gốc từ dây rốn đã tồn tại hơn 20 năm. Các ngân hàng lưu trữ tế bào gốc đóng một vai trò quan trọng trong y học hiện đại, giúp bảo tồn tình trạng tế bào gốc lúc chúng “mạnh nhất”, để sử dụng điều trị các bệnh lý sau này.
Tế bào gốc máu dây rốn là loại tế bào gốc được lưu trữ nhiều nhất hiện nay, tế bào gốc máu dây rốn được thu thập từ dây rốn em bé khi sinh và có thể được lưu trữ trong các ngân hàng công cộng (hiến tặng) hoặc tư nhân. Trên thực tế, ước tính hiện nay có khoảng 800.000 đơn vị máu cuống rốn được lưu trữ trong các ngân hàng công cộng và 5.000.000 đơn vị được lưu trữ trong các ngân hàng tư nhân.
Tế bào gốc máu từ dây rốn có thể được sử dụng để điều trị hơn 85 bệnh lý, bao gồm ung thư máu, rối loạn chuyển hóa, rối loạn hệ thống miễn dịch…. Ca cấy ghép máu cuống rốn đầu tiên được tiến hành vào năm 1988 và đến nay, hơn 40.000 ca cấy ghép đã được thực hiện.
Công nghệ lưu trữ tế bào gốc hiện nay
Khi các tế bào gốc ở nhiệt độ thấp, các phản ứng sinh học và hóa học trong tế bào sống giảm xuống là hiện tượng được khai thác để lưu trữ lâu dài các tế bào gốc.
Bảo quản lạnh là gì?
Bảo quản lạnh là một quá trình sử dụng nhiệt độ thấp để bảo quản các tế bào và mô để sử dụng trong tương lai. Kỹ thuật này liên quan đến việc làm lạnh tế bào đến nhiệt độ rất thấp (-80˚C đến -196˚C) và đình chỉ quá trình trao đổi chất tế bào của chúng, giúp bảo quản tế bào trong một khoảng thời gian không xác định.
Khi nhiệt độ xuống thấp, nước trong tế bào bị đóng băng, sự hình thành nước đóng băng có thể gây ra sự mất cân bằng chất hòa tan và làm hỏng cấu trúc tế bào. Bằng cách sử dụng kỹ thuật hiện đại, môi trường đông lạnh có chứa chất bảo vệ lạnh và chất phụ gia phù hợp, các nhà nghiên cứu có thể tối đa hóa khả năng tồn tại sau rã đông của tế bào để nuôi cấy tế bào.
Dưới đây là một số ưu điểm của phương pháp bảo quản lạnh:
- Bảo quản các dòng tế bào được kiểm soát chất lượng và thiết lập để sử dụng trong tương lai.
- Ngăn ngừa những thay đổi trong di truyền tế bào do tăng trưởng liên tục.
- Cho phép tạo nguồn tế bào dự phòng.
- Cho phép vận chuyển tế bào một cách an toàn và thuận tiện.
Quy trình bảo quản
Điều kiện bảo quản lạnh cho một loại tế bào gốc phải đạt yêu cầu đặc điểm kỹ thuật gồm:
- Xử lý trước đông lạnh;
- Giải pháp bảo quản lạnh;
- Cách thức đóng băng;
- Điều kiện bảo quản;
- Điều kiện rã đông
- Đánh giá sau rã đông.
Sự thành công của quá trình đông lạnh và bảo quản tế bào gốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố của quy trình bảo quản lạnh. Bên cạnh việc sử dụng một quy trình được tối ưu hóa và chọn thiết bị bảo quản lạnh phù hợp, các yếu tố tiêu chuẩn sau có thể ảnh hưởng tới chất lượng mẫu tế bào gốc:
- Kỹ thuật vô trùng: Sử dụng kỹ thuật vô trùng thích hợp để duy trì điều kiện vô trùng trong khi đông lạnh tế bào.
- Tế bào không bị ô nhiễm: Trước khi đông lạnh, đảm bảo rằng các tế bào khỏe mạnh và không bị nhiễm bẩn. Các dấu hiệu nhiễm bẩn môi trường nuôi cấy bao gồm độ đục của môi trường và thay đổi màu sắc, hoặc thay đổi hình thái của tế bào.
- Độ hợp lưu: Để có kết quả tốt nhất, tế bào nên được thu thập trong giai đoạn phát triển tối đa của chúng (hoặc giai đoạn log) và phải có độ hợp lưu lớn hơn 80% trước khi đông lạnh. (Khi bề mặt kết dính của bình nuôi cấy được bao phủ hoàn toàn bởi các tế bào nuôi cấy, và không còn chỗ cho các tế bào phát triển nó được gọi là hợp lưu.)
- Nồng độ tế bào trong lọ: Thông thường, nồng độ tế bào trong lọ đông lạnh nằm trong phạm vi chung từ 1.000 – 1.000.000 tế bào / mL.
- Thành phần môi trường bảo quản lạnh : Thành phần môi trường bảo quản lạnh có thể có tác động đáng kể đến các tế bào và các thí nghiệm trong tương lai.
- Tốc độ làm lạnh: Tốc độ đông lạnh tế bào có thể có tác động đáng kể đến sự tồn tại của chúng. Đông lạnh tốc độ có kiểm soát, một phương pháp bao gồm tốc độ làm lạnh dần -1 ° C / phút, trước khi bảo quản trong thời gian dài có thể giúp tối đa hóa khả năng sống và tính toàn vẹn của tế bào. Đông lạnh chậm và rã đông nhanh được coi là quy tắc cơ bản cần tuân theo trong quá trình đông lạnh và phục hồi tế bào sau đó.
Tiêu chuẩn lưu trữ tế bào gốc
Một số tiêu chuẩn quốc tế về lưu trữ tế bào gốc được các ngân hàng tế bào gốc quốc tế và Việt Nam áp dụng như:
- AABB (American Association of Blood Banks – Hiệp hội ngân hàng máu Hoa Kỳ)
- FDA (Food and Drug Administration – Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ)
- ISCT (International Society for Cell & Gene Therapy – Hiệp hội quốc tế về liệu pháp tế bào & gen)
- …
Chìa khóa của tương lai
Tế bào gốc là chủ đề nóng nhất trong công nghệ sinh học hiện nay, có một thực tế không thể phủ nhận rằng nghiên cứu tế bào gốc sẽ mở ra cánh cổng cho một cuộc cách mạng trong khoa học y tế và nắm giữ câu trả lời cho các liệu pháp dựa trên tế bào để điều trị.
Nguồn tin có tham khảo thêm từ Nature.com
