Liệu pháp tế bào gốc trong điều trị bệnh AIDS

Liệu pháp tế bào gốc trong điều trị bệnh AIDS ThS.VŨ BÍCH NGỌC -2014 vbngoc@hcmus.edu.vn ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PTN NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG TẾ BÀO GỐC Mục tiêu bài học  Hiểu được nguyên lý ghép HSC  Trình bày được cơ chế xâm nhiễm HIV  Nêu được một số phương pháp ghép HSC trong điều trị bệnh AIDS NGUYÊN LÝ GHÉP HSC Thành phần tế bào đươc ghép Dòng tế bào có đời sống dài Dòng tế bào có đời sống ngắn Nguồn HSC Tuỷ xương Tế bào gốc ngoại vi Máu cuống rốn Tế bào đông lạnh Tuỷ xương  Sử dụng được quy trình thao tác chuẩn cho thu nhận tế bào gốc  Cần gây mê toàn thân  Cần đâm nhiều mũi kim sâu vào xương chậu để thu tuỷ xương  Số lượng thu được thường không quá 2% tuỷ xương người cho  Người cho thường là người trẻ tuổi Máu ngoại vi VLA-4 VCAM CD34 + Cell Elastase CD34 + Cell G-CSF kích thích sản sinh Neutrophils Neutrophils giải phóngElastase Elastase CD34 + Cell Elastase phân giải phân tử VCAM VLA-4 CD34 + Cell VCAM CD-34 được giải phóng và đi vào máy ngoại vi Máu cuống rốn  Dễ thu nhận, không gây đau đớn, chi phí rẻ  Giàu HSC với khả năng tăng sinh mạnh  Tế bào T non trẻ hơn tuỷ xương  Chứa cả tế bào nội mô So sánh các nguồn Đặc tính Tuỷ xương Máu ngoại vi Máu cuống rốn Thu nhận Chọc hút nhiều lần Huy động bằng G-CSF Máu nhau thai Lượng HSC tối thiểu cho ghép (x 106/kg người nhận) 1 1 0.1 Neutrophil>500ul (số ngày trung bình sau ghép) 14 12 21 Tiểu cầu>20.000/ul (số ngày trung bình sau ghép) 21 18 28 Đặc tính miễn dịch (nguy cơ GvHD) ++ +++ + C ơ ch ế tá it ạ o m á u Homing Sáp nhập (engraftment) Tái thiết lập Truyền HSC (tĩnh mạch) HSC tuàn hoàn và tập trung ở phổi Homing tới các vùng tạo máu (24h) Khôi phục hệ miễn dịch Tái thiết lập hệ miễn bẩm sinh NK vượt mức trong 1 tháng đầu do tăng sản xuất IL12, IL-15 APC (đại thực bào, TB tua, Tế bào B, TB Langerhans) hoàn thiện trong 6 tháng Hồi phục miễn dịch thích ứng Tái thiết lập tế bào T (IL-2,IL-12, IL-15, IL18) TCD8>TCD4 Miễn dịch dịch thể Sản xuất kháng thể Ig phục hồi từ 6-12 tháng Khôi phục hệ miễn dịch sau ghép tế bào gốc tạo máu HIV/AIDS  Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải -Acquired immune deficiency syndrome (AIDS)  Virus gây suy giảm miễn dịch-Immunodeficiency Virus (HIV).  Hệ miễn dịch bị tấn công, nạn nhân tử vong do các viêm nhiễm thứ cấp Đại dịch thế giới  HIV có sức tàn phá lớn đến xã hội, kinh tế và loài người  Một số vùng châu phi: 1/3 người bị nhiễm  Phát hiện1981 đến 2012, AIDS giết chết hơn 36 triệu người 2012- WHO 35,3 triệu người trên toàn thế giới hiện đang sống chung với HIV / AIDS 1,6 triệu người chết; 2,3 triệu người bị nhiễm mới HIVnăm 2012 3,34 triệu trẻ em mắc HIV trên toàn thế giới do mẹ 95% ca nhiễm mới ở các nước thu nhập trung và thấp, đặc biệt là Khu vực châu phi hạ Sahara Tỷ lệ người nhiễm HIV trong độ tuổi 15-45. Truyền nhiễm HIV  HIV truyền nhiễm trong tinh dịch, máy, dịch âm đạo, sữa mẹ. Xâm nhập thông qua màng nhầy hoặc dòng máu  Khoảng 5-10% ca nhiễm mới do quan hệ tình dục đồng giới nam và 2/3 do QHTD nam-nữ  Khoảng 11% ca nhiễm là ở các em bé bị mắc phải trong khi sinh hoặc do mẹ truyền khi cho con bú.  Khoảng 10% ca nhiễm do sử dụng kim tiêm chung với người đã nhiễm, 5-10% xảy ra ở các cơ sở y tế do ô nhiễm Nguồn gốc của HIV  HIV tương tự như virus tìm thấy trong khỉ và vượn gọi là SIV (virus suy giảm miễn dịch ở khỉ).  Để xác định tổ tiên của HIV, các nhà khoa học đã giải mã trình tự HIV chủng HIV khác nhau và so sánh chúng với các chủng SIV khác nhau. HIV-1 giống nhất với một SIV tìm thấy ở loài tinh tinh và HIV- 2 rất giống với một SIV tìm thấy trong một con khỉ được gọi là khỉ mặt xanh đen. HIV-1 xuất hiện trong 3 chủng khác nhau (M,N và O) và mỗi nhóm xuất hiện có liên quan chặt chẽ tới một chủng SIV khác nhau. Nguồn gốc của HIV Nguồn gốc của HIV  Có vẻ như có ít nhất 3 trường hợp HIV-1 truyền đến người qua tinh tinh.  Nhiều khả năng virus đã được truyền nhiễm thông qua việc giết mổ tinh tinh và khỉ trong thương mại thịt thú rừng HIV chuyển nhiễm sang người  Giải trình tự một số chủng M chủng  ước tính HIV chuyển từ tinh tinh sang người.  Korber et al. (2000 ) phân tích dữ liệu trình tự nucleotide cho 159 mẫu của HIV-1 chủng Mcây phả hệ HIV chuyển nhiễm sang người •Ngoại suy dựa trên tốc độ thay đổi của các chủng khác nhau cho thấy rằng nhóm M có thể nhiễm vào con người có đầu những năm 1930. Tóm tắt quy trình đáp ứng miễn dịch Tế bào T gây độc (Tc) Tế bào T hỗ trợ (Th) Tại sao khó điều trị HIV? Sự nguỵ trang virus  đột biến trên Virus và các protein trên bề mặt bên ngoài của nó (gp120 và gp41) thay đổi.  Các protein bề mặt mới không được nhận diện bởi các tế bào nhớ của hệ miễn dịch.  Hạt virus đột biến mang protein bề mặt mới sống sót trong hệ miễn dịch sẽ tấn công và bắt đầu chu kỳ nhiễm mới Tại sao khó điều trị HIV? Sự nguỵ trang virus  Mỗi chu kỳ nhiễm sẽ làm giảm số lượng tế bào Th do Th bị nhiễm và bị phá huỷ  Mỗi dòng T bị giới hạn về khả năng tăng sinh, sau một số chu kỳ nhất định bổ sung tế bào T cho cơ thể, chúng bị cạn kiệt. Hệ miễn dịch cuối cùng sẽ quá tải và bị sụp đổ Cơ chế xâm nhiễm của HIV HIV khó điều trị  Do HIV chiếm đoạt và điều khiển hệ enzym của chính cơ thể chủ: ribosomes, transfer RNAs, polymerases...  Các loại thuốc hướng đến mục tiêu này có thể nhắm tới mỗi tế bào trong cơ thể mục tiêu mỗi tế bào trong cơ thể của chủ nhà Đột biến mất 1 cặp nucleotide 32 ở gen CCR5  HIV không thể xâm nhập vào tế bào Sự kháng HIV trong tự nhiên Sự kháng HIV trong tự nhiên  Một số người xuất hiện khả năng kháng virus, không bị lây nhiễm ngay cả khi tiếp xúc với HIV nhiều lần.  HIV xâm nhập vào tế bào T bằng cách sử dụng các phân tử đồng thụ thể trên bề mặt tế bào. Một số cá nhân có một protein đồng thụ thể CCR5 có gen đột biến bị thiếu cặp base thứ 32. Alen này được gọi là các allele CCR5 Δ32.  Sự phổ biến của allele CCR5-Δ32 cao nhất ở người dân châu âu (9%), nhưng hiếm hoặc không có ở những nơi khác Mức độ phổ biến của allen CCR5- Δ32 Figure 4 Cell Stem Cell 2012 10, 137-147DOI: (10.1016/j.stem.2011.12.015) Copyright © 2012 Elsevier Inc. Terms and Conditions Chu kì nhân lân của HIV Điều trị kháng virus  Là thành công không thể tranh cãi, nhưng vẫn có giới hạn  Không phục hồi hoàn toàn sức khoẻ, gây viêm mãn tính, rối loạn chức năng miễn dịch vô thời hạn trong thời gian điều trị  Không ức chế hoàn toàn  Điều trị cần tuân thủ hàng ngày, có tác dụng phụ, tương tác thuốc phức tạp  Chưa đủ thuốc, dịch bệnh vẫn tiếp tục Figure 1 Cell Stem Cell 2012 10, 137-147DOI: (10.1016/j.stem.2011.12.015) Copyright © 2012 Elsevier Inc. Terms and Conditions Liệu pháp gen cho HSC trong điều trị HIV Khó khăn  Hiếm người có CCR5-Δ32  Khi ghép vẫn cần có sự tương hợp mô  chỉ 1% người bị HIV có khả năng được cứu chữa   chiến lược ghép tự thân HSC CCR5-Δ32 Figure 3 Cell Stem Cell 2012 10, 137-147DOI: (10.1016/j.stem.2011.12.015) Copyright © 2012 Elsevier Inc. Terms and Conditions - nhằm mục đích biến đổi HSCs để điều trị bệnh HIV  Phá huỷ gen mục tiêu liên quan đến sự xâm nhập của HIV (đồng thụ thể CCR5)  chọn gen ảnh hưởng đến nhân bản HIV (nhân tố ức chế sư dung hợp) Lựa chọn các gen chức năng để kháng HIV