Tế bào gốc trung mô từ tủy xương (BMSC) đóng vai trò quan trọng trong điều hòa miễn dịch và tái tạo mô nhờ khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. BMSC có thể ức chế phản ứng viêm và thúc đẩy quá trình mitophagy, qua đó cải thiện tổn thương do nhiễm trùng huyết – một yếu tố nguy cơ phổ biến dẫn đến tổn thương thận cấp tính (AKI).

Các nghiên cứu đã thực hiện nhằm đánh giá vai trò của BMSC trong tổn thương thận cấp tính do nhiễm trùng huyết (SI-AKI) trên mô hình chuột được thiết lập bằng phương pháp thắt và thủng manh tràng. Đồng thời, tế bào biểu mô ống thận người (HK-2) được xử lý bằng lipopolysaccharide (LPS) để mô phỏng SI-AKI trong điều kiện in vitro.

Nhiễm trùng huyết là nguyên nhân hàng đầu gây tổn thương thận cấp tính do phản ứng miễn dịch quá mức của cơ thể trước tác nhân gây nhiễm. SI-AKI không chỉ là vấn đề nghiêm trọng trong các chuyên khoa nội, ngoại và hồi sức tích cực (ICU) mà còn là yếu tố nguy cơ độc lập làm gia tăng tỷ lệ tử vong, kéo dài thời gian nằm viện và tăng chi phí điều trị. Đáng chú ý, người cao tuổi là nhóm có nguy cơ cao mắc SI-AKI, với tỷ lệ bệnh ngày càng gia tăng. Tuy nhiên, đến nay vẫn chưa có phương pháp điều trị đặc hiệu, và liệu pháp thay thế thận vẫn là lựa chọn chủ yếu cho các trường hợp nặng.

Với khả năng tự làm mới và biệt hóa đa dòng, BMSC đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì, sửa chữa và tái tạo mô. Các nghiên cứu cho thấy BMSC có khả năng hướng đích đến thận, tiết các yếu tố sinh học quan trọng và thúc đẩy quá trình phục hồi mô thận bị tổn thương. Trên mô hình chuột bị nhiễm trùng huyết do thắt và thủng manh tràng, tiêm BMSC giúp giảm tỷ lệ tử vong, cải thiện tổn thương phổi và ức chế các yếu tố gây viêm. Ngoài ra, BMSC làm giảm đáng kể mức độ tổn thương ống thận, bao gồm mất viền bàn chải, hình thành trụ và không bào. BMSC cũng giúp giảm chỉ số tổn thương ống thận, nồng độ BUN và creatinin huyết thanh, đồng thời hạn chế các yếu tố gây viêm trong huyết thanh và mô thận. Đáng chú ý, BMSC có thể tăng đáng kể tỷ lệ sống sót và phục hồi chức năng cơ quan trên chuột mắc nhiễm trùng huyết do thủng manh tràng.

Hơn nữa, nghiên cứu của Liu và cộng sự (2014) đã chỉ ra rằng liệu pháp BMSC có thể cải thiện tổn thương thận cấp tính do gentamicin thông qua việc khôi phục các chỉ số sinh hóa trong máu và ức chế phản ứng viêm. Những phát hiện này mở ra triển vọng ứng dụng BMSC như một liệu pháp tiềm năng trong điều trị tổn thương thận cấp tính do nhiễm trùng huyết.

Trong mô thận của chuột thuộc nhóm điều trị bằng BMSC, mức độ các protein liên quan đến mitophagy cho thấy sự thay đổi đáng kể: cụ thể, biểu hiện TOM20 và TIM23 giảm, tỷ lệ LC3II/LC3I tăng và mức độ p62 giảm so với nhóm mô hình. Điều này cho thấy BMSC có khả năng kích hoạt quá trình loại bỏ ty thể bị tổn thương, giúp bảo vệ tế bào biểu mô ống thận.

BMSC điều chỉnh biểu hiện Parkin thông qua việc tăng cường SIRT1 trong tế bào biểu mô ống thận của mô thận chuột và tế bào HK-2, từ đó ảnh hưởng đến quá trình thực bào ty thể. Vì apoptosis qua trung gian ty thể đóng vai trò quan trọng trong cơ chế tổn thương AKI, BMSC có thể làm giảm quá trình này bằng cách ức chế apoptosis của tế bào biểu mô ống thận trong SI-AKI. Cụ thể, BMSC làm giảm biểu hiện của Bax và caspase-3, đồng thời tăng cường biểu hiện của Bcl-2 thông qua trục tín hiệu SIRT1/Parkin. Điều này cho thấy ức chế apoptosis có thể là một trong những cơ chế quan trọng giúp BMSC sửa chữa tổn thương thận. Ngoài ra, BMSC còn có khả năng ức chế apoptosis của tế bào thận và làm giảm tổn thương thận do bệnh thận đái tháo đường.

Tóm lại, BMSC có thể hướng đích đến mô thận và làm giảm tổn thương bệnh lý trong mô hình SI-AKI. Cơ chế bảo vệ này liên quan đến việc ức chế phản ứng viêm và thúc đẩy mitophagy trong tế bào biểu mô ống thận và tế bào HK-2. Đặc biệt, BMSC làm tăng biểu hiện Parkin và SIRT1 trong tế bào HK-2. Khi Parkin bị bất hoạt hoặc SIRT1 bị ức chế, tác dụng thúc đẩy mitophagy của BMSC bị đảo ngược, chứng tỏ vai trò trung tâm của trục SIRT1/Parkin trong quá trình này. Ngoài ra, BMSC còn ức chế apoptosis và pyroptosis của tế bào biểu mô ống thận bằng cách điều hòa SIRT1/Parkin. Kết quả nghiên cứu cho thấy BMSC có thể bảo vệ chuột khỏi SI-AKI thông qua việc thúc đẩy mitophagy thông qua điều chỉnh SIRT1/Parkin.

Tài liệu tham khảo: Guo J, Wang R, Liu D. Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells Ameliorate Sepsis-Induced Acute Kidney Injury by Promoting Mitophagy of Renal Tubular Epithelial Cells via the SIRT1/Parkin Axis. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Jun 25;12:639165. doi: 10.3389/fendo.2021.639165. PMID: 34248837; PMCID: PMC8267935.

Biên dịch: ThS. Trương Thị Thuý