Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã xác định được cơ chế quan trọng giúp tế bào gốc tránh bị hệ miễn dịch đào thải. Nghiên cứu của họ, công bố trên tạp chí Nature, làm sáng tỏ cách những tế bào đặc biệt này tạo ra môi trường “đặc quyền miễn dịch” – những khu vực trong cơ thể nơi tế bào gốc có thể tồn tại và hoạt động mà không bị hệ miễn dịch tấn công. Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Kazuhiro Furuhashi (Đại học Nagoya và Đại học Columbia) cùng Joji Fujisaki (Đại học Harvard và Đại học Columbia).
Tế bào gốc là những tế bào đặc biệt trong cơ thể có khả năng phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. Nhờ đó, chúng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển, chữa lành và tái tạo các mô và cơ quan. Tại các vị trí đặc quyền miễn dịch, tế bào gốc sử dụng nhiều cơ chế để ức chế hoặc ngăn chặn phản ứng miễn dịch chống lại chúng. Sự bảo vệ này là cần thiết vì nếu hệ miễn dịch nhận diện chúng như vật thể lạ, nó có thể tấn công chúng – hiện tượng thường thấy trong các bệnh tự miễn.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào tế bào gốc tạo máu (HSCs) – loại tế bào sản sinh ra các tế bào máu và thường được các bác sĩ sử dụng để điều trị bệnh bạch cầu cũng như các rối loạn máu di truyền. Nếu có thể cấy ghép những tế bào này mà không kích hoạt phản ứng miễn dịch của bệnh nhân hoặc không cần dùng lượng lớn thuốc ức chế miễn dịch, hiệu quả điều trị sẽ được nâng cao đáng kể.
Từ lâu, giới khoa học đã đề xuất một hệ thống phân cấp trong HSCs liên quan đến khả năng sống sót của chúng. Ở đỉnh của hệ thống này là những tế bào gốc chuyên biệt sản xuất nitric oxide (NO), chất được chúng sử dụng để điều khiển phản ứng miễn dịch, đảm bảo quá trình sinh sản an toàn. Các nhà nghiên cứu đã xác định được một nhóm nhỏ HSCs biểu hiện mức NO cao (gọi là “NOhi HSCs”) và phát hiện ra rằng những tế bào này cũng chứa lượng lớn thụ thể điều hòa miễn dịch CD200R – một protein đóng vai trò quan trọng trong việc ức chế và dung nạp miễn dịch. Họ cũng nhận thấy sự sống sót của các NOhi HSCs phụ thuộc vào vị trí của chúng gần những mạch máu chuyên biệt có hình dạng uốn cong như lông chim.
Các nhà khoa học kết luận rằng cấu trúc cong của những mao mạch này ảnh hưởng đến động lực dòng chảy của máu, tạo ra ứng suất cắt cao hơn – lực tác động của máu lên thành mạch. Ứng suất cắt điều chỉnh hành vi của tế bào gốc bằng cách tăng nồng độ NO, yếu tố quan trọng trong việc duy trì, bảo tồn và chức năng của tế bào gốc thông qua điều hòa các con đường tín hiệu tế bào. Sự kết hợp giữa ứng suất cắt và nồng độ NO cao trong các mao mạch đặc biệt này tạo ra một vi môi trường tối ưu. Những phát hiện này có thể giải thích cách NOhi HSCs tồn tại và nhân lên trong khi né tránh sự phát hiện của hệ miễn dịch.
Không chỉ cung cấp hiểu biết sâu hơn về sự sống sót của tế bào gốc, nghiên cứu này còn thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về mạch máu. Chúng tiết lộ rằng mạch máu hoạt động như những “người gác cổng”, điều chỉnh hoạt động của tế bào gốc và phản ứng miễn dịch trong các mô xung quanh – một vai trò vượt xa chức năng đơn thuần là vận chuyển máu.
Nghiên cứu này sẽ mở đường cho những tiến bộ trong y học tái tạo và liệu pháp miễn dịch, nhấn mạnh vai trò quan trọng của mạch máu trong việc duy trì chức năng tế bào gốc và cân bằng miễn dịch.
Furuhashi cho biết: “Hiểu rõ cách ứng suất cắt và các phân tử điều hòa miễn dịch ảnh hưởng đến tế bào gốc có thể giúp phát triển các phương pháp điều trị ức chế miễn dịch và chống viêm mới. Ngoài ra, những phát hiện này có thể cách mạng hóa điều trị ung thư, vì cơ chế tương tự liên quan đến CD200 cũng được tìm thấy trong các mạch máu liên quan đến khối u, mở ra tiềm năng cho các liệu pháp nhắm mục tiêu.”
(Theo Kazuhiro Furuhashi et al, Bone marrow niches orchestrate stem-cell hierarchy and immune tolerance, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08352-6)