Untitled 45 Soá 5 naêm 2018 Khoa học và đời sống Những tổn thương trong gan gây ra bởi độc tính của thuốc và hóa chất môi trường là một vấn đề đáng lo ngại hiện nay Vì vậy, việc phát triển các hệ thốn[.]
Khoa học đời sống Chụp Ảnh đồng Tiêu phân TÍCh hình Ảnh 3d: Phương pháp hữu hiệu để đánh giá độc tính tế bào gan có nguồn gốc từ iPSC Bài viết đề cập đến phương pháp chụp ảnh đồng tiêu và phân tích hình ảnh 3D để đánh giá độc tính tế bào gan có nguồn gốc từ tế bào gốc vạn (iPSC) Đây là phương pháp GS Oksana Sirenko (Hoa Kỳ) và cộng thực năm 2017 Phương pháp này khơng góp phần khắc phục hạn chế nghiên cứu đánh giá tác động độc tính lên gan - vấn đề thu hút quan tâm giới khoa học mà mở hướng nghiên cứu thời gian tới N hững tổn thương gan gây độc tính thuốc hóa chất mơi trường vấn đề đáng lo ngại Vì vậy, việc phát triển hệ thống cho phép đánh giá tác động hợp chất gây độc lên gan lĩnh vực nghiên cứu nhận nhiều quan tâm nhà khoa học Phần lớn nghiên cứu độc tính gan cơng bố thời gian qua sử dụng dòng tế bào gan bị biến đổi (HepG2, HepaRG) tế bào gan sơ cấp (primary hepatocytes) để sàng lọc độc tính, tế bào gan tạo thành từ iPSC thể mơ hình có giá trị với chức hình thái gần giống với tế bào sơ cấp giảm thiểu biến đổi hạn chế tế bào sơ cấp Tế bào gan có nguồn gốc từ iPSC cho thấy triển vọng tuyệt vời việc tạo mô sơ cấp (primary tissue) với đặc điểm hình thái, tính đồng sẵn có khơng giới hạn tiềm để tạo tế bào với kiểu gen đặc biệt từ cá thể khác Gần đây, việc tạo khối tế bào hình cầu đĩa đáy trịn có độ bám dính thấp để đánh giá tác động độc tính lên gan trở nên phổ biến, quy trình thực đơn giản tương thích với kỹ thuật chụp ảnh chất lượng cao Các phương pháp phân tích phổ biến sử dụng máy đọc đĩa trước phải phá vỡ cấu trúc khối tế bào dịch huyền phù ly giải tế bào để phân tích ATP chất chuyển hóa, phương pháp chụp ảnh chất lượng cao mơ tả ảnh hưởng hợp chất hóa học mà khơng làm thay đổi hình thái khả sống sót tế bào Ưu điểm bật phương pháp sử dụng kết hợp với nhiều loại chất nhuộm phát huỳnh quang khác chất nhuộm đánh giá khả sống tế bào, chất nhuộm nhân (ADN), marker cho trình apoptosis hay marker cho ty thể Phương pháp mở rộng với mơ hình đa bào phức tạp biểu nhiều marker huỳnh quang Đặc biệt, với việc sử dụng độ phóng đại lớn hơn, phương pháp cho phép cung cấp độ phân giải tế bào, đặc điểm hình thái nội dung tế bào khối 3D, đồng thời cho nhiều thơng số hình thái phức tạp khối tế bào bị tác động hợp chất Trong nghiên cứu mình, GS Oksana Sirenko (Hoa Kỳ) cộng sử dụng phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D Nghiên cứu cơng bố Tạp chí ASSAY and Drug Development Technologies năm 2017 với bước thực sau: Đầu tiên khối tế bào gan người dòng iCell Hepatocytes 2.0 tế bào ung thư HepG2 ni cấy để hình thành khối tế bào 3D Sau để đánh giá ảnh hưởng độc tính tế bào, khối tế bào ni cấy xử lý với hóa chất phù hợp 72 Tiếp đến khối tế bào nhuộm với hỗn hợp thuốc nhuộm gồm Calcein AM, EthD-1 Hoechst Với thí nghiệm đánh giá khả kích hoạt tín hiệu apoptosis hợp chất, CellEvent Caspase 3/7 bổ sung vào với thuốc nhuộm nhân Hoechst dung dịch Hank’s Balanced Salt Để đánh giá khả gây độc ty thể, nhà khoa học sử dụng thuốc nhuộm ty thể Mito Tracker Orange kết hợp với thuốc nhuộm nhân Hoechst (dung dịch thuốc nhuộm tiêm trực tiếp Soá năm 2018 45 Khoa học đời sống đặc tính hợp chất độc tố thơng qua hình dạng kích thước (thể tích) khối cầu, số lượng tế bào phân bố không gian, đặc điểm nhân, số lượng phân bố loại tế bào sống, tế bào chết theo chu trình (apoptosis), điện ty thể cường độ biểu marker cho tế bào sống Kết rằng, nghiên cứu đặc điểm hình thái sử dụng mơ hình tế bào gan 3D có nguồn gốc iPSC phù hợp với việc sàng lọc thơng lượng lớn sử dụng để đánh giá độc tính tế bào gan điều kiện in vitro Đánh giá tác động độc tính lên gan dễ dàng với phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D vào môi trường) Các khối tế bào 3D ủ với thuốc nhuộm trước chụp ảnh Hình ảnh tế bào chụp hệ thống ImageXpress® Micro Confocal High-Content Imaging System phân tích phần mềm MetaXpress® Kết ứng dụng phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D nghiên cứu đánh giá tác động độc tính lên gan cho thấy, với quy trình đơn giản phương pháp cung cấp số thông tin quan trọng cho phép đánh giá ảnh hưởng hợp chất thử nghiệm lên hình thái khả sống tế bào Bằng cách sử dụng kết hợp hợp chất gây độc cho gan, nhà khoa học đánh giá tác động gây độc hỗn hợp thuốc thông qua nhiều liệu khác thu hình thái khối tế bào (sự thay đổi thể tích kích thước), tính toàn vẹn (sự thay đổi khoảng cách tế bào), khả sống (đếm số tế bào sống/ chết) thông số khác 46 cường độ huỳnh quang trung bình Giá trị IC50 (nồng độ ức chế 50% đối tượng thử) từ liệu khác cho thấy, việc đếm số lượng tế bào dương tính với calcein AM (tế bào có hoạt động trao đổi chất) cách nhạy cảm để đánh giá tác động hóa chất đưa đường cong độc tính phù hợp Các thơng số khác cung cấp thơng tin hình thái khối tế bào gây thuốc, ví dụ kích thước khối cầu, tính tồn vẹn đặc điểm tế bào chết GS Oksana Sirenko đồng nghiệp bà lưu ý rằng, ánh sáng dễ dàng truyền qua khối tế bào khơng cịn ngun vẹn nên số lượng tế bào sống đếm cao hơn, dẫn đến sai lệch giá trị IC50 thu Tuy nhiên, khối tế bào khơng cịn ngun vẹn thường dự kiến chứa tế bào sống nên hạn chế việc đếm thừa số tế bào sống giá trị IC50 Ngoài kết nhận trên, phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D cịn cho phép xác định Số năm 2018 Tóm lại, mơ hình khối tế bào 3D kết hợp với phương pháp phân tích 3D chất lượng cao hứa hẹn công cụ sàng lọc nhạy cảm có độ lặp cao để đánh giá độc tính tế bào gan Với kết đạt được, nhóm nghiên cứu GS Oksana Sirenko cho biết ứng dụng thành công phương pháp để tiếp tục nghiên cứu với loại tế bào khác, bổ sung thêm marker để đọc thơng số hypoxia (tình trạng thiếu oxy tế bào), cytoskeleton (khung xương tế bào) trình kích hoạt kinase Hướng nghiên cứu mở rộng với nhiều hệ thống 3D phức tạp nuôi cấy nhiều loại tế bào lúc (ví dụ tế bào Kuppfer, nguyên bào sợi, tế bào nội mơ) để nghiên cứu đặc tính quần thể tế bào khác vai trò chúng trình gây độc tổn thương gan ? Trần Thị Loan (Lược dịch theo ASSAY and Drug Development Technologies) ... vitro Đánh giá tác động độc tính lên gan dễ dàng với phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D vào mơi trường) Các khối tế bào 3D ủ với thuốc nhuộm trước chụp ảnh Hình ảnh tế bào chụp. .. System phân tích phần mềm MetaXpress® Kết ứng dụng phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D nghiên cứu đánh giá tác động độc tính lên gan cho thấy, với quy trình đơn giản phương pháp. .. Ngoài kết nhận trên, phương pháp chụp ảnh đồng tiêu phân tích hình ảnh 3D cịn cho phép xác định Số năm 2018 Tóm lại, mơ hình khối tế bào 3D kết hợp với phương pháp phân tích 3D chất lượng cao hứa