Chƣơng 1 : TỔNG QUAN
1.5. KHẢ NĂNG SỐNG VÀ THẢI GHÉP CỦA TẾ BÀO MÔ VAN TIM
SAU BẢO QUẢN
Sự tồn tại của các tế bào mô van tim sau bảo quản liên quan trực tiếp đến tuổi thọ của van sau khi cấy ghép. Cụ thể là khả năng sống của 2 loại tế bào mô van tim: ngun bào sợi và tế bào nội mơ. Trong đó, khả năng sống của các nguyên bào sợi có tầm quan trọng lớn nhất [78].
1.5.1. Khả năng sống của nguyên bào sợi
Nguyên bào sợi là loại tế bào chiếm số lƣợng lớn nhất trong mô van tim, chịu trách nhiệm tổng hợp collagen và GAGs đảm bảo tính tồn vẹn cấu trúc mơ. Khả năng chun giãn và độ bền của van bảo quản lạnh phần lớn bắt nguồn từ khả năng sống của các nguyên bào sợi nhờ việc có thể sửa chữa, lắp ráp những mạng lƣới cấu trúc các sợi collagen.
Van Der Kamp và cộng sự đã chứng minh tốc độ hạ nhiệt độ -1⁰C/ phút là tốt nhất để tối đa hóa cho sự sống sót của các nguyên bào sợi, kết luận này đã đƣợc công nhận và đƣợc sử dụng nhƣ một tiêu chuẩn hạ nhiệt độ cho các ngân hàng mô (Cryolife, Inc, Marietta, Ga) [53, 81, 82]. Đối với van tim, sự có mặt của một tỷ lệ lớn các nguyên bào sợi có khả năng tái tổng hợp mạng lƣới collagen của van, cũng nhƣ duy trì tính tồn vẹn cơ học là yếu tố đầu tiên cần quan tâm [82].
Khả năng sống của bất kỳ mô nào sau bảo quản lạnh sâu đã đƣợc cho là phụ thuộc một phần vào quá trình thu nhận và trƣớc bảo quản lạnh [21, 43, 44, 58]. Bất cứ các điều kiện không sinh lý nhƣ thiếu máu cục bộ, thiếu oxy hoặc khơng có oxy là ngun nhân trực tiếp gây ra độc tính cho hầu hết mọi tế bào, thêm nữa là các stress của q trình đơng lạnh và rã đơng [85]. Trên các nghiên cứu có thể cho biết khả năng sống của các tế bào nội mô trong cơ thể (in vivo), tuy nhiên sự sống của các nguyên bào sợi thì chỉ có thể đánh giá trong phịng thí nghiệm (in vitro) [52]. Khơng giống nhƣ các tế bào nội mơ có
tốc độ sản sinh nhanh cho phép các phƣơng pháp thuận tiện đánh giá khả năng sống của chúng, các nguyên bào sợi sản sinh chậm và ít dự đốn đƣợc. Do đó, việc đánh giá sự tồn tại của nguyên bào sợi trong cơ thể đòi hỏi một phƣơng pháp nghiên cứu dựa trên các hoạt động trao đổi chất bình thƣờng của tế bào.
Đã có một số nghiên cứu thực nghiệm cho thấy khả năng sống của các nguyên bào sợi sau cấy ghép. Niwaya và các cộng sự báo cáo khả năng sống sót của nguyên bào sợi trong van cấy ghép của ngƣời đã đƣợc bảo quản lạnh đã đƣợc bảo tồn tốt (> 70%) với thời gian thiếu máu ấm dƣới 520 phút bằng phép đo dòng chảy tế bào [58]. Các nguyên bào sợi tồn tại trong mạng lƣới khơng có tế bào, bao gồm chủ yếu là collagen, elastin, và proteoglycans [56]. Collagen là phần lớn nhất trong mạng lƣới, do vậy duy trì sự tổng hợp collagen bình thƣờng là rất quan trọng với việc bảo quản cấu trúc và chức năng mơ bình thƣờng. Nếu khả năng sống của các nguyên bào sợi giúp xác định khả năng chống lại sự hƣ hỏng của van sau khi ghép, chúng ta có thể đánh giá trung gian qua sự sản xuất collagen. Lupinetti và cộng sự chứng minh rằng các van ghép có khả năng liên tục để tổng hợp procollagen của nguyên bào sợi giống nhƣ của van động mạch chủ [48, 75]. Tuy nhiên, một số nghiên cứu lâm sàng không ủng hộ sự tồn tại của nguyên bào sợi sau khi cấy ghép. Mặc dù đã chứng minh đƣợc sự bền bỉ của các nguyên bào sợi của ngƣời hiến tặng, kết quả phân tích cấu trúc mơ học của van đã đƣợc bảo quản lạnh sâu sau khi cấy ghép, các van cấy đƣợc lấy ra vì các lý do khác ngồi thối hóa, cho thấy khơng có tế bào, hiếm tế bào hoặc ít tế bào ở các lá van này [52].
Một số nghiên cứu khác lại cho thấy các chức năng của nguyên bào sợi đƣợc bảo tồn tƣơng đối sau bảo quản lạnh, tuy nhiên chức năng của ty thể vẫn có biểu hiện giảm trong quá trình này [80]. Những phát hiện này gợi ý rằng
bảo quản lạnh có thể gây ra các thƣơng tổn tiềm ẩn trên các nguyên bào sợi, và đây có thể chính là ngun nhân thất bại sau ghép. Lu và cộng sự cũng đã báo cáo hoạt tính dehydrogenase của ty thể nguyên bào sợi tế bào van tim lợn bị giảm đáng kể sau bảo quản [46].
1.5.2. Khả năng sống của tế bào nội mô
Tầm quan trọng của tế bào nội mô đến tuổi thọ lâu dài của các lá van chƣa đƣợc chứng minh rõ ràng. Các chức năng của nội mô mạch máu bao gồm chống đơng máu, duy trì sự ngƣng máu, và điều chỉnh hoạt động cơ trơn mạch máu. Sự trung gian của phản ứng miễn dịch và viêm là một chức năng khác của nội mô, đặc biệt quan trọng đối với các van sinh học [69]. Các tế bào nội mơ có thể cấu thành kháng ngun nhóm I và đƣợc gây ra để thể hiện các kháng nguyên nhóm II khi nó đƣợc tiếp xúc với một mơi trƣờng cơ thể khác [14, 47, 65]. Theo đó, tế bào nội mô đƣợc coi là thành phần gây ra đáp phản ứng miễn dịch nhất sau ghép van tim.
Một số nghiên cứu đã báo cáo về khả năng tồn tại và chức năng của các tế bào nội mô của ngƣời hiến van cấy ghép đã đƣợc bảo quản lạnh [49, 54]. Yankah và cộng sự thơng báo về khả năng sống sót của màng tế bào trong 70 - 80% các van cấy ghép của ngƣời đã đƣợc bảo quản lạnh [91, 92]. Tuy nhiên, Lupinetti và cộng sự lại chỉ ra rằng các tế bào nội mô hữu hiệu chỉ đƣợc quan sát trên 21 trong số 131 (16%) các mẫu đã bảo quản lạnh [49].
Hầu hết các nghiên cứu đã đƣợc công bố trƣớc đây về khả năng tồn tại tế bào của các van cấy ghép đã sử dụng các mẫu thu đƣợc ngay sau khi thu nhận, khử trùng, hoặc rã đông, nhƣng không phải sau khi cấy ghép tiếp theo. Do đó, ảnh hƣởng của cấy ghép, bao gồm cả hậu quả miễn dịch, chƣa đƣợc xem xét. Những nghiên cứu nhƣ vậy có thể khơng dự đốn khả năng tồn tại lâu dài của tế bào trong các van cấy ghép [49, 80]. Các nghiên cứu trƣớc đây đã chứng minh rằng khả năng tồn tại của tế bào nội mơ đƣợc duy trì tốt trong
các trƣờng hợp ghép tƣơi, nhƣng hoàn toàn bị loại bỏ trong các mô bảo quản lạnh. Các nghiên cứu cũng cho thấy sự khác biệt rõ nét giữa số phận bệnh lý tế bào nội mô và nguyên bào sợi của van bảo quản lạnh và nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phân tích quần thể tế bào một cách độc lập. Nghiên cứu của Kitagawa cho thấy hoạt động esteraza nội bào của các tế bào màng trong tĩnh mạch rốn của ngƣời đã đƣợc bảo quản lạnh giảm xuống 28% ± 9,0% mẫu tƣơi, và hoạt tính dehydrogenase ty thể giảm xuống 44% ± 6,1%. Những phát hiện này khẳng định bảo quản lạnh dƣờng nhƣ gây ra thiệt hại nghiêm trọng đến chức năng tế bào và ty thể của các tế bào nội mô. Chúng tôi cho rằng màng tế bào có thể dễ bị tổn thƣơng ngay sau khi thu hoạch. Ty thể là trung tâm của nguồn năng lƣợng nội bào. Càng nhiều chức năng của ty thể bị trầm trọng hơn do quá trình bảo quản lạnh, màng tế bào sẽ bị hƣ hỏng do sự cạn kiệt năng lƣợng [80].
Sự tổn hại các tế bào nội mơ có thể lại là yếu tố góp phần nâng cao tuổi thọ của van tim do làm giảm phản ứng miễn dịch của cơ thể đƣợc ghép, nhân tố chính dẫn đến thối hóa van. Tuy nhiên, tổn thƣơng nội mơ có thể làm tăng khả năng hình thành cục máu đơng và ảnh hƣởng xấu đến các nguyên bào sợi bên dƣới, do đó làm gia tăng sự suy giảm lá van đƣợc ghép. Do đó, nghiên cứu xác định mức độ thối hóa van phù hợp với việc cấy ghép là hết sức cần thiết.
1.5.3. Khả năng thải ghép của mơ van tim
Các cơ thể bình thƣờng khi nhận ghép đều có đáp ứng miễn dịch chống lại mô ghép. Việc mô ghép sống hoặc bị thải bỏ đƣợc quy định bởi các protein do các gen nằm trong phức hợp gen phù hợp mơ chủ yếu (MHC) mã hóa - gọi là kháng nguyên ghép hoặc kháng nguyên phù hợp mô. Ở ngƣời, kháng nguyên phù hợp mô chủ yếu đƣợc gọi là hệ thống HLA. Các kháng nguyên trong hệ thống HLA đƣợc chia thành 2 lớp: Lớp I và lớp II [1].
Các kháng nguyên lớp I có mặt trên hầu hết các tế bào có nhân. Các kháng nguyên lớp này hoạt động nhƣ những đơn vị nhận dạng, quyết định tính đặc hiệu trong việc tấn cơng bởi lympho bào T gây độc tế bào (Tc) chống lại tế bào nhiễm virus, tế bào k, tế bào khác alen cùng lồi [1].
Các kháng ngun lớp II chỉ có mặt ở các tế bào đáp ứng miễn dịch: tế bào trình diện kháng nguyên, lympho B, tế bào nội mạc, lympho T hoạt hóa. Thƣờng các yếu tố kháng nguyên gây ra hoạt hóa đáp ứng của vật chủ thải bỏ mơ ghép chính là các kháng nguyên lớp II có trong bản thân mơ ghép hoặc các kháng ngun lớp II trên bạch cầu lẫn trong mô ghép [1].
Mô van tim là mơ liên kết sợi, giàu collagen, rất ít tế bào. Các tế bào có khả năng gây thải loại trong mô van tim nhƣ limpho bào, tƣơng bào, bạch cầu hầu nhƣ khơng có, nếu đƣợc xử l í đúng quy trình. Bởi vậy khả năng dung nạp sau ghép đồng loại của van tim khá tốt, ít có khả năng thải loại. Thực tế các bệnh nhân sau ghép van tim đồng loại không cần dùng thuốc chống thải ghép [30].