Chủ đề y sinh học tái tạo mô tim mạch

CẤU TRÚC ĐẢM BẢO TUẦN HOÀN MÁU CHỈ THEO MỘT CHIỀU Cấu trúc mảnh, mềm, lá van tim, dây chằng, cột cơ Tâm nhĩ  tâm thất  ra khỏi tim CÓ 4 VAN TIM CHÍNH, CHIA THÀNH 2 LOẠI Atrioventricular (AV) valves: Van nhĩ thất Semilunar (SL) valves: Van hình bán nguyệt

CHỦ ĐỀ: Y SINH HỌC TÁI TẠO MÔ TIM, MẠCH VAN TIM THÀNH VIÊN: PHẠM THANH LIÊM TRẦN THỊ NGỌC GIÀU LÊ NGUYỄN TƯỜNG VY MỤC LỤC • • • Tìm hiểu van tim Các bệnh lý cần thay van tim Sinh học tái tạo Y sinh học tái tạo mô van tim Cảm ứng hóa chất Cấy ghép tế bào Kỹ nghệ mô TÌM HIỂU VỀ VAN TIM • CẤU TRÚC ĐẢM BẢO TUẦN HOÀN MÁU CHỈ THEO MỘT CHIỀU o Cấu trúc mảnh, mềm, van tim, dây chằng, cột o Tâm nhĩ  tâm thất  khỏi tim • CÓ VAN TIM CHÍNH, CHIA THÀNH LOẠI o Atrioventricular (AV) valves: Van nhĩ thất o Semilunar (SL) valves: Van hình bán nguyệt • TÌM HIỂU VỀ VAN TIM ATRIOVENTRICULAR (AV) VALVES o o o o Hai valve mối nối tâm nhĩ – tâm thất: ngăn dòng máu chảy ngược Van AV phải tricuspid valve Van AV trái mitral valve Gắn với nắp van AV sợi collagen • TÌM HIỂU VỀ VAN TIM SEMILUNAR (SL) VALVES o o o o Van động mạch chủ (aortic) van động mạch phổi (pulmonary) Ngăn máu chảy ngược Hình chỏm cong (cusp) Đóng mở phụ thuộc áp suất máu TÌM HIỂU VỀ VAN TIM CẤU TẠO TÌM HIỂU VỀ VAN TIM • CẤU TRÚC HIỂN VI & CHỨC NĂNG o o o Cấu trúc hiển vi tương đồng Van tim mô quan trọng linh động gồm tế bào chuyên biệt chất ngoại bào (ECM) Van động mạch chủ (Aortic valve) mô hình điển hình • THÀNH PHẦN CỦA VAN TIM Thành phần Cấu trúc Chất ngoại bào Collagen Elastin Glycosaminoglycans Tế bào Kẽ Nội mô Cung cấp sức mạnh độ cứng để trì coaptation tâm trương, chỏm có diện tích tối đa Kéo dài tâm trương; hợp đồng tâm thu để giảm thiểu diện tích đỉnh Điều tiết hình dạng lớp cuspal, đệm sốc chu kì hoạt động van tim Tổng hợp ECM; biểu MMPs TIMPs giúp sửa chữa môi trường chất Duy trì chống đông máu; điều hòa phản ứng miễn dịch viêm Rất ít; chỏm đủ mỏng để nuôi dưỡng cách khuếch tán từ máu tim Hiện nay, với chức không chắn Mạch máu Các dây thần kinh Thành phần khác Chức Corrugations Nếp gấp Accordian-like chỏm; cho phép hình dạng kích thước cuspal thay đổi theo chu kỳ tim Crimp Gấp sợi collagen vi mô, cho phép kéo dài mô giảm thiểu áp lực Cho phép thay đổi hướng mở rộng chu vi Anisotropy Cords Liên kết collagen vĩ mô; chuyển lực từ chỏm đến thành động mạch chủ Hình 1: Cấu trúc chức van động mạch chủ vĩ mô vi mô (A) Van động mạch chủ vị trí mở đóng (B) Sơ đồ lớp cấu trúc van động mạch chủ với cấu hình collagen elastin tâm thu tâm trương (C) Cấu trúc tế bào ECM với diện tế bào nội mô tế bào kẽ van tim (D) Cấu trúc mô với phân chia ba lớp tế bào: ventricularis, spongiosa fibrosa; VIC: mũi tên Dòng máu từ xuống Độ phóng đại 100x Nhuộm hematoxylin eosin Kết luận • stress oxi hóa  tích tụ nhanh chóng subnuclear γH2AX, MRE11, protein XRCC1 VIC người • Sau điều trị ROS  trì photphoryl hóa H2AX tức có thay đổi DDR Adenoviral Transduction of Antioxidant Enzymes (SOD3 and CAT) Rescues VICs From an Impaired DDR and Reduces the Expression of Early Markers of VICs Activation  Hoạt động SOD CAT tăng lên VIC tải nạp Ad-SOD3 and Ad-CAT are able to rescue VICs from an impaired DDR (decrease in the expression of γH2AX) Kết luận • H2O2-induced hoạt hóa đường tín hiệu AKT biểu RUNX2 vôi hóa tế bào trơn mạch máu • Qua trung gian ROS, kích hoạt VICs thông qua tải nạp SOD3 CAT Hay VICs kích hoạt lại nhờ enzym chống oxi hóa III KẾT LUẬN • Enzym chống oxi hóa  giúp giảm thiệt hại DNA, kích hoạt sớm VICs giúp tái khôi phục cấu trúc chức tế bào van vùng xơ hóa van động mạch chủ KĨ NGHỆ MÔ VAN TIM • Van tim thay đầy đủ chức thách thức kĩ nghệ mô • Kiểm soát chức tế bào, tương thích với vật liệu giàn giáo • Không huyết khối, không đáp ứng miễn dịch, tăng trưởng sửa chữa • Dựa vào nghiên cứu lâm sàng để tạo van tim giống với tự nhiên KĨ NGHỆ MÔ VAN TIM • ABSTRACT o o o o o o Van hiến tặng hạn chế van xenogenic liên quan vấn đề miễn dịch Biến chứng thay van lên đến 50%, sử dụng 12 năm hạn chế Chế tạo thành công Decellularized Tissue Engineered Heart Valve dTEHV in vitro dựa Vật liệu sinh học tổng hợp tự hủy (biodegradable) tế bào thành mạch người Khảo sát khả tái tạo quần thể tế bào chủ dTEHV mô hình linh trưởng người, tuần Kết quả: phát van suy nhẹ tế bào tăng sinh nhanh chóng Vật liệu vượt qua giới hạn thay van đồng loài: không gây đáp ứng miễn dịch cấu trúc thay off-the-shelf KĨ NGHỆ MÔ VAN TIM • KẾT LUẬN o Ưu điểm công nghệ dTEHV: i) Cung cấp cấu trúc thay đồng loài loại nguy lây bệnh từ động vật ii) Human cell-derived starter matric để tái sinh mô tăng quần thể tế bào iii) Có thể sản xuất thương mại o Nghiên cứu sử dụng kết hợp kĩ thuật cấy ghép xâm lấn mô hình linh trưởng người giúp hiển thị phù hợp tiên đoán tiền lâm sàng – bước quan trọng để ứng dụng Kỹ nghệ mô lâm sàng NGUỒN TẾ BÀO Tế bào tự thân Tế bào hiến Ko gây đáp ứng miễn dịch Dồi dào, nguồn gốc tế bào khỏe Thời gian, kĩ thuật, nguồn từ tế bào bị bệnh Vấn đề đáp ứng miễn dịch Tế bào gốc trung mô MSC Nguyên bào sợi Tế bào màng ối (tế bào gốc tiền thân) NGUỒN TẾ BÀO • SỬ DỤNG TẾ BÀO GỐC TRUNG MÔ - MSC o o o o o Phân lập từ tủy xương, máu ngoại vi, mô mỡ Biệt hóa tế bào kiểu hình chức Tiết collagen đáp ứng tính chất học Đặc tính sinh học kiểu hình giống tế bào van Xem xét trình tăng sinh, biệt hóa apoptosis VẬT LIỆU GIÀN GIÁO (SCAFFOLD) • ĐIỀU KIỆN o o o o o o o Tương thích sinh học, không thải loại Phù hợp tế bào cấy, tạo cấu trúc mô Thúc đẩy số lượng tế bào kiểm soát suy thoái Không độc, không tạo đáp ứng miễn dịch Phân hủy sinh học Tính học, co giãn Hiệu lâu dài POLYMER TỔNG HỢP VAN LOẠI BỎ TẾ BÀO SCAFFOLD POLYMER SINH HỌC VẬT LIỆU GIÀN GIÁO (SCAFFOLD) Van loại bỏ tế bào Polymer tổng hợp Polymer sinh học NGUYÊN LIỆU - Van người, lợn - Chọn lọc muối, làm - Collagen - Hyaluronan loại tế bào khung mẫu chất tẩy rửa - Polyeste béo, poly - Fibrin Natri lauryl sulfat hydroxyalkanoates ƯU ĐIỂM - Huyết động tốt - Dễ dàng sửa thành - Giữ lại cấu trúc hình dạng mong muốn - Xốp, mạng lưới liên không gian - Thúc đẩy tế bào kết tế bào phát triển - Môi trường thuận lợi tái tạo mô - Đặc tính van tự nhiên NHƯỢC ĐIỂM - Phân hủy nhanh - Tính kháng nguyên thấp - Thúc đẩy tế bào - Chịu học - Điều trị - Độ dày, độ cứng, - Thúc đẩy vôi hóa glutaraldehyde để không dẻo - Phân hủy chậm giảm miễn dịch - Gia tăng tạo mô - Thiếu tương thích sinh sẹo học, tín hiệu BIOREACTOR • RÈN LUYỆN MÔ VAN TIM NHÂN TẠO o o o o Các tính chất để van tim nhân tạo có chức Điều kiện in vitro tương tự thể Áp dụng chênh lệch áp suất để kiểm tra Định hướng lực huyết động đủ mạnh KẾT LUẬN • • • • Van tim nhân tạo sinh học đầy đủ chức thách thức kĩ thuật mô sinh học Kiểm soát chức tế bào, tương thích với vật liệu giàn giáo Đủ chức van hoàn chỉnh để cấy ghép, chịu lực huyết động Dựa vào nghiên cứu lâm sàng để tạo van giống với tự nhiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [...].. .SINH HỌC TÁI TẠO VAN TIM embryonic progenitor endothelial/mesenchymal cells VIC quiescent VICs (qVICs) activated VICs (aVICs) progenitor VICs (pVICs) osteoblastic VICs (obVICs) Cell type Location Function Embryonic Embryonic progenitor cardiac endothelial/m cushions esenchymal cells Give rise to resident qVICs, possibly through an activated stage EMT can be detected by the loss of endothelial... xơ hóa (CAVD) và sự chuyển động của các lá van giảm, dễ tạo huyết khối II CÁC ENZYME CHỐNG OXY HÓA GIẢM THIỆT HẠI DNA VÀ KÍCH HOẠT SỚM TẾ BÀO KẼ Ở VÙNG VAN ĐỘNG MẠCH BỊ XƠ CỨNG PHƯƠNG PHÁP, THỰC HIỆN 1 Phân lập VICs từ van ĐMC ở người ( AVC, AVSC, và AVS bệnh nhân) 2 Phân tích biểu hiện protein bằng PP Mô học Dot blot và Western Blotting Phân tích 3 Tải nạp adenovirus 4 Enzym SOD và hoạt động CAT:... osteoblastic + VIC duy trì cấu trúc bình thường của van + VIC bị kích hoạt để điều chỉnh sửa chữa Figure 3 Trong van bị thương hoặc bị bệnh, tín hiệu tế bào thúc đ y qVICs để trở thành aVICs LIỆU PHÁP CẢM ỨNG HÓA CHẤT CÁC ENZYME CHỐNG OXY HÓA GIẢM THIỆT HẠI DNA VÀ KÍCH HOẠT SỚM TẾ BÀO KẼ Ở VÙNG VAN ĐỘNG MẠCH BỊ XƠ CỨNG NỘI DUNG CHÍNH I Giới thiệu chung CAVD II Liệu pháp tái tạo các enzym chống oxi hóa... kẽ ở vùng van động mạch bị xơ cứng IV Kết luận I Giới thiệu chung 1.Bệnh vôi hóa van động mạch chủ (CAVD calcific aortic valve diease) Là bệnh thường gặp ở người cao tuổi, không phải là một hệ quả tất y u của quá trình lão hóa Lổ van hẹp dần GIAI ĐOẠN CỦA CAVD • Giai đoạn không triệu chứng CAVD: d y nhẹ của chỏm, không ảnh hưởng đến thành phần của van, còn gọi là xơ cứng động mạch chủ van (AVSC- calcific... VIC của các enzym trước thiệt hại DNA và quan sát sự thay đổi kiểu hình Thí nghiệm minh chứng cho liệu pháp Kiểm tra mức độ peroxynitrite Mức peroxynitrite các tế AVC độ ( aortic valve calcification): vôi hóa van ĐMC bào từ AVC, AVSc, AVS cao AVSc( aorticvôi valve sclerosis): xơ± hơn trong hóa-hẹp (13,2 cứng van ĐMC 0,3 lần) và xơ cứng mô van AVS( aortic valve stenosis): hẹp động mạchvan chủ MC noncalcified... hóa  sự tích tụ nhanh chóng của subnuclear γH2AX, MRE11, và protein XRCC1 ở VIC người • Sau điều trị ROS  duy trì photphoryl hóa H2AX tức là có sự thay đổi DDR Adenoviral Transduction of Antioxidant Enzymes (SOD3 and CAT) Rescues VICs From an Impaired DDR and Reduces the Expression of Early Markers of VICs Activation  Hoạt động của SOD và CAT tăng lên tại VIC tải nạp ... (SOD3), và CAT + SOD tổng số hoạt động đã được giảm ở bệnh nhân xơ cứng và hẹp + Hoạt động CAT đã được chủ y u giảm• ở) bệnh nhân AVS (P