KAIST phát triển công nghệ nuôi cấy tế bào gốc 3D…nâng cao khả năng sống và hiệu quả điều trị

Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) ngày 29/4 cho biết nhóm nghiên cứu do giáo sư Jeon Sang-yong (Khoa Khoa học Sự sống) dẫn đầu đã phát triển thành công một công nghệ nuôi cấy tế bào gốc thế hệ mới, giúp tăng đáng kể khả năng sống sót và hiệu quả điều trị của tế bào.

Trọng tâm của nghiên cứu là việc tái tạo một môi trường nuôi cấy gần giống với điều kiện trong cơ thể người. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế một “bề mặt nhân tạo” (giá thể nuôi cấy), trên đó sắp xếp một lớp ma trận polymer – cấu trúc nhân tạo mô phỏng môi trường sinh học – và nuôi cấy tế bào gốc theo không gian ba chiều (3D).

Loại tế bào được sử dụng là tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ mô mỡ người (hADSCs). Đây là loại tế bào dễ thu thập, có khả năng tăng sinh tốt và ít gây phản ứng đào thải miễn dịch, nên từ lâu đã được xem là ứng viên tiềm năng trong điều trị. Tuy nhiên, phương pháp nuôi cấy truyền thống dạng hai chiều (2D) khiến tế bào nhanh lão hóa và suy giảm chức năng theo thời gian.

Mặc dù công nghệ nuôi cấy 3D đã được nghiên cứu nhằm khắc phục hạn chế này, song việc duy trì khả năng sống lâu dài và chức năng ổn định của tế bào trong cơ thể vẫn còn nhiều thách thức.
Để giải quyết vấn đề, nhóm nghiên cứu đã phát triển một vật liệu polymer tổng hợp mới dựa trên siloxane – hợp chất thân thiện sinh học được cấu tạo từ silicon và oxy. Vật liệu này có cấu trúc liên kết chéo dày đặc như mạng lưới, được đặt tên là “poly-Z”.

Khi sử dụng nền tảng poly-Z để nuôi cấy, các tế bào gốc 3D cho thấy khả năng biệt hóa (chuyển đổi thành các loại tế bào chuyên biệt) được cải thiện rõ rệt, đồng thời tăng cường khả năng điều hòa phản ứng miễn dịch. Đặc biệt, thời gian tồn tại của tế bào trong cơ thể cũng được kéo dài đáng kể.

Hiệu quả này không chỉ dừng ở lý thuyết. Trong các thử nghiệm trên mô hình động vật mắc viêm đại tràng cấp tính và tổn thương gan cấp, tế bào gốc được nuôi cấy bằng công nghệ mới cho thấy hiệu quả điều trị vượt trội so với phương pháp truyền thống. Điều này đồng nghĩa với việc, ngay cả khi sử dụng cùng một lượng tế bào, phương pháp mới vẫn có thể mang lại hiệu quả điều trị cao hơn nhờ khả năng tồn tại lâu hơn và hoạt động tích cực hơn trong cơ thể.

Giáo sư Jeon Sang-yong cho biết: “Nghiên cứu này chứng minh rằng việc thiết kế chính xác môi trường nuôi cấy 3D dựa trên polymer tổng hợp có thể đồng thời nâng cao chức năng và hiệu quả điều trị của tế bào gốc. Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong phát triển các liệu pháp điều trị thế hệ mới cho các bệnh viêm cũng như nhiều bệnh lý khó chữa khác.”

Giới chuyên môn đánh giá, kết quả nghiên cứu không chỉ mở ra hướng tiếp cận mới trong y học tái tạo mà còn góp phần giải quyết một trong những thách thức lớn nhất của liệu pháp tế bào gốc: duy trì tính ổn định và hiệu quả lâu dài sau khi cấy ghép.
 

• #tế bào gốc
• #nuôi cấy 3D
• #poly-Z