Các tế bào gốc máu tăng cường khả năng miễn dịch bằng cách ghi nhớ các bệnh nhiễm trùng đã trải qua

Michael Sieweke dẫn dắt, từ Trung tâm Trị liệu Tái tạo TU Dresden (CRTD) và Trung tâm Miễn dịch học Marseille Luminy (CNRS, INSERM, Đại học Aix-Marseille ) đã phát hiện ra một tính chất đáng ngạc của các tế bào gốc máu đó là : chúng không chỉ đảm bảo sự liên tục đổi mới các tế bào máu và góp phần vào các đáp ứng miễn dịch được kích hoạt bởi sự nhiễm trùng, mà chúng còn có thể ghi nhớ những đợt tấn công cơ thể đã trải qua để tạo ra đáp ứng miễn dịch nhanh hơn, hiệu quả hơn trong tương lai nếu tái nhiễm. Những phát hiện này rất có ích trong việc tiêm chủng trong tương lai và chuẩn bị cho những phương pháp điều trị mới ở những bệnh nhân có hệ miễn dịch yếu hoặc hệ miễn dịch hoạt động quá mạnh. Kết quả nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Cell Sterm Cell vào ngày 12 tháng 3 năm 2020. 

Những tế bào gốc trong cơ thể chúng ta hoạt động như một nguồn chứa các tế bào có khả năng phân chia để tạo những tế bào gốc mới cũng như vô số các loại tế bào chuyên biệt khác nhau, điều này cần thiết để đảm bảo chức năng và đổi mới các mô. Thường được gọi là các tế bào gốc máu, các tế bào gốc tạo máu (HSC) có trong tủy xương, đặc biệt là lớp xương xốp nằm ở trung tâm xương lớn như xương chậu hoặc xương đùi. Vai trò của chúng là làm mới các tế bào máu bao gồm các tế bào của hệ miễn dịch có chức năng quan trọng trong việc chống lại nhiễm trùng và các bệnh khác.
 

Quan sát các tế bào miễn dịch dưới kính hiển vi huỳnh quang: Các tế bào gốc máu sẽ ghi nhớ đợt tấn công đã trải qua trước đó và tạo ra thêm nhiều tế bào miễn dịch như đại thực bào để chống lại nhiễm trùng mới. Thực hiện: Phòng thí nghiệm Sieweke/ CIML

Cho đến một thập kỷ trước đây, mọi người đều tin rằng các tế bào gốc tạo máu HSC là các tế bào không chuyên biệt, không chịu tác động của các tín hiệu bên ngoài như nhiễm trùng. Chỉ có các tế bào được biệt hóa từ tế bào gốc mới có thể nhận các tín hiệu và kích hoạt các đáp ứng miễn dịch. Nhưng một nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của GS. Michael Sieweke và đồng nghiệp thực hiện trong nhiều năm qua đã chứng minh điều đó hoàn toàn sai và cho thấy HSC thực sự có khả năng cảm nhận được các yếu tố bên ngoài từ đó biệt hóa các nhóm tế bào miễn dịch chuyên biệt “ theo yêu cầu” để chống lại nhiễm trùng. Ngoài vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch khẩn cấp, ý chính của vấn đề là chức năng của tế bào gốc tạo máu trong việc đáp ứng các đợt nhiễm trùng lặp đi lặp lại. Như chúng ta đã biết, hệ miễn dịch có khả năng ghi nhớ những lần nhiễm trùng trước và kích hoạt đáp ứng hiệu quả với các tác nhân truyền nhiễm cũ khi tái nhiễm trong tương lai. Nghiên cứu hiện tại đang cố gắng thiết lập một vai trò trung tâm quan trọng của những tế bào gốc tạo máu trong bộ nhớ của hệ miễn dịch.
Tiến sĩ Sandrine Sarrazin, nhà nghiên cứu tại Inserm cũng là tác giả cấp cao của bài đăng cho biết: “Chúng tôi đã phát hện một điều đó là các tế bào gốc tạo máu HSC có thể kích hoạt đáp ứng miễn dịch nhanh và hiệu quả hơn nếu trước đó đã từng tiếp xúc với LPS – một loại vi khuẩn có khả năng mô phỏng sự nhiễm trùng. GS.Humboldt tại TU Dresden, Giám đốc nghiên cứu CNRS và là tác giả cuối cùng của ấn phẩm này, đã giải thích cách thức họ tìm thấy bộ nhớ được lưu trữ trong các tế bào: “ Khi các tế bào tiếp xúc lần đầu tiên với LPS khiến cho các chất đánh dấu gắn kết lên DNA của các tế bào gốc, ngay xung quanh các gen có chức năng quan trọng trong đáp ứng miễn dịch. Giống với đánh dấu trang sách, chất đánh dấu trên DNA đảm bảo việc các gen này được tìm thấy dễ dàng cũng như có thể được kích hoạt để đáp ứng miễn dịch nhanh hơn nếu có sự lây nhiễm thứ hai xuất hiện gây ra bởi một tác nhân tương tự.” Các nhà nghiên cứu đã khám phá thêm cách thức ghi nhớ bằng cách mã hóa trên DNA và tìm ra C/EBPb là tác nhân chính cũng như phát hiện một chức năng mới của tác nhân này đóng vai trò quan trọng đối với đáp ứng miễn dịch khẩn cấp. Tổng hợp những phát hiện này có thể giúp cải tiến trong việc điều chỉnh hệ thống miễn dịch hoặc tiêm chủng.
Những tế bào gốc trong cơ thể chúng ta hoạt động như một nguồn chứa các tế bào có khả năng phân chia để tạo những tế bào gốc mới cũng như vô số các loại tế bào chuyên biệt khác nhau, điều này cần thiết để đảm bảo chức năng và đổi mới các mô. Thường được gọi là các tế bào gốc máu, các tế bào gốc tạo máu (HSC) có trong tủy xương, đặc biệt là lớp xương xốp nằm ở trung tâm xương lớn như xương chậu hoặc xương đùi. Vai trò của chúng là làm mới các tế bào máu bao gồm các tế bào của hệ miễn dịch có chức năng quan trọng trong việc chống lại nhiễm trùng và các bệnh khác.
Cho đến một thập kỷ trước đây, mọi người đều tin rằng các tế bào gốc tạo máu HSC là các tế bào không chuyên biệt, không chịu tác động của các tín hiệu bên ngoài như nhiễm trùng. Chỉ có các tế bào được biệt hóa từ tế bào gốc mới có thể nhận các tín hiệu và kích hoạt các đáp ứng miễn dịch. Nhưng một nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của GS. Michael Sieweke và đồng nghiệp thực hiện trong nhiều năm qua đã chứng minh điều đó hoàn toàn sai và cho thấy HSC thực sự có khả năng cảm nhận được các yếu tố bên ngoài từ đó biệt hóa các nhóm tế bào miễn dịch chuyên biệt “ theo yêu cầu” để chống lại nhiễm trùng. Ngoài vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch khẩn cấp, ý chính của vấn đề là chức năng của tế bào gốc tạo máu trong việc đáp ứng các đợt nhiễm trùng lặp đi lặp lại. Như chúng ta đã biết, hệ miễn dịch có khả năng ghi nhớ những lần nhiễm trùng trước và kích hoạt đáp ứng hiệu quả với các tác nhân truyền nhiễm cũ khi tái nhiễm trong tương lai. Nghiên cứu hiện tại đang cố gắng thiết lập một vai trò trung tâm quan trọng của những tế bào gốc tạo máu trong bộ nhớ của hệ miễn dịch.
Tiến sĩ Sandrine Sarrazin, nhà nghiên cứu tại Inserm cũng là tác giả cấp cao của bài đăng cho biết: “Chúng tôi đã phát hện một điều đó là các tế bào gốc tạo máu HSC có thể kích hoạt đáp ứng miễn dịch nhanh và hiệu quả hơn nếu trước đó đã từng tiếp xúc với LPS – một loại vi khuẩn có khả năng mô phỏng sự nhiễm trùng. GS.Humboldt tại TU Dresden, Giám đốc nghiên cứu CNRS và là tác giả cuối cùng của ấn phẩm này, đã giải thích cách thức họ tìm thấy bộ nhớ được lưu trữ trong các tế bào: “ Khi các tế bào tiếp xúc lần đầu tiên với LPS khiến cho các chất đánh dấu gắn kết lên DNA của các tế bào gốc, ngay xung quanh các gen có chức năng quan trọng trong đáp ứng miễn dịch. Giống với đánh dấu trang sách, chất đánh dấu trên DNA đảm bảo việc các gen này được tìm thấy dễ dàng cũng như có thể được kích hoạt để đáp ứng miễn dịch nhanh hơn nếu có sự lây nhiễm thứ hai xuất hiện gây ra bởi một tác nhân tương tự.”
Các nhà nghiên cứu đã khám phá thêm cách thức ghi nhớ bằng cách mã hóa trên DNA và tìm ra C/EBPb là tác nhân chính cũng như phát hiện một chức năng mới của tác nhân này đóng vai trò quan trọng đối với đáp ứng miễn dịch khẩn cấp. Tổng hợp những phát hiện này có thể giúp cải tiến trong việc điều chỉnh hệ thống miễn dịch hoặc tiêm chủng.
GS.Michael Sieweke kết luận rằng : “ Khả năng để hệ miễn dịch theo dõi những đợt nhiễm trùng cũ và đáp ứng hiệu quả hơn ở những lần tái nhiễm là nguyên tắc để tạo ra vắc-xin. Bây giờ chúng ta có thể hiểu được cách thức các tế bào máu có thể đánh dấu những vòng lặp miễn dịch trong cơ thể, nhờ đó ta có thể tối ưu hóa việc tiêm chủng nhằm bảo vệ cơ thể trước những tác nhân lây nhiễm. Điều này còn có thể hỗ trợ việc tìm ra những phương pháp mới nhằm tăng cường các đáp ứng miễn dịch khi hệ miễn dịch suy yếu hoặc bất hoạt khi miễn dịch hoạt động quá mạnh.”
Nhóm nghiên cứu của GS.Michael Sieweke làm việc tại Viện nghiên cứu miễn dịch và tế bào gốc. Các nhà khoa học tập trung nghiên cứu các tế bào gốc tạo máu và các đại thực bào, các tế bào trưởng thành tồn tại lâu dài của hệ miễn dịch đóng vai trò quan trọng trong tái tại mô. Vào năm 2018, GS.Michael Sieweke được trao giải thưởng nghiên cứu có giá trị nhất ở Đức: Giải thưởng  Alexander von Humboldt, giải thưởng này đã đưa các nhà nghiên cứu hàng đầu quốc tế đến các trường đại học tại Đức. Ngoài vị trí Giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm Miễn dịch học tại Đại học Marseille Luminy, ông hiện giữ chức Phó Giám đốc tại Trung tâm Trị liệu Tái tạo tại TU Dresden (CRTD). CRTD là một trung tâm học thuật cho các nhà khoa học đến từ hơn 30 quốc gia. Nhiệm vụ của họ là nghiên cứu các nguyên tắc tái tạo tế bào và mô, từ đó dựa vào những nghiên cứu này có thể chẩn đoán, điều trị và đẩy lùi bệnh tật. CRTD đem lý thuyết áp dụng vào thực tế phòng khám, các nhà khoa học đóng vai trò như các bác sĩ lâm sàng cùng tập trung chuyên môn nghiên cứu tế bào gốc, sinh học phát triển , chỉnh sửa gen và tái tạo nhằm cải tiến các liệu pháp điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh như Alzheimẻ và Parkinson, các bệnh huyết học như bệnh bạch cầu, bệnh chuyển hóa như bệnh đái tháo đường, bệnh về võng mạc và các bệnh về xương.