Nuôi cấy in vitro với Plasmodium falciparum: ứng dụng và hạn chế

Sau khi Trager và Jensen đưa ra các điều kiện cần thiết trong nuôi cấy liên tục giai đoạn hồng cầu với môi trường bán tổng hợp, với nhiều thành công được ghi nhận, nhưng đến nay đã trên 5 năm chưa có nhiều nghiên cứu về ứng dụng thực tế của kỹ thuật này mà chủ yếu là các quan sát sự phát triển của ký sinh trùng sốt rét (KSTSR) ở giai đoạn vô tính nội hồng cầu và sự bắt đầu của giai đoạn hữu tính, không tuân theo cơ chế điều hoà của cơ thể, với khả năng vô tận trong việc điều chỉnh theo nhu cầu thí nghiệm.

So với việc nuôi cấy trên khỉ gây tốn kém như trước đây, kỹ thuật nuôi cấy dài ngày in vitro cho phép nghiên cứu P. falciparum trong tế bào chủ tự nhiên , hồng cầu của con người. Kỹ thuật này ứng dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu về siêu cấu trúc KSTSR, quá trình trao đổi chất, trình tự ADN và ARN của KST, mối quan hệ giữa vật chủ và ký sinh trùng (sự xâm nhập vào hồng cầu của các merozoïte); các yếu tố gây kháng sốt rét (hemoglobin S , C, E, thiếu hụt G6PD, elliptocytosis); - yếu tố dinh dưỡng và miễn dịch (kháng thể, các tế bào gây độc tế bào, ADCC ...); sản xuất các kháng nguyên plasmodial ở giai đoạn hồng cầu khác nhau, hóa trị liệu (gây kháng với thuốc chống sốt rét, sàng lọc các loại thuốc mới và nghiên cứu về phương thức hoạt động của chúng).

Những khó khăn chính trong phương pháp của Trager và Jensen là chỉ một phần liên quan đến giai đoạn hồng cầu và những phần khác cần cho sự phát triển ký sinh trùng đòi hỏi các thành phần có nguồn gốc từ con người (huyết thanh và hồng cầu). Huyết thanh của người khó có thể điều chỉnh phù hợp tiêu chuẩn đặt ra và cũng có thể là nguyên nhân chính của các biến thể khi quan sát sự phát triển của KST trong in vitro. Hồng cầu có chu trình sống ngắn và quá trình trao đổi chất của nó có thể gây khó khăn trong sự phân chia KST. Nhược điểm của việc nuôi cấy in vitro là: việc thiếu mối liên quan của cơ chế tái sinh làm tăng khó khăn trong việc giải thích các xét nghiệm gây ức chế bằng kháng thể hoặc thuốc chống sốt rét - tạo hiệu quả thấp trong khi kinh phí cao.

Bên cạnh đó, khi một chủng thích ứng với điều kiện nuôi cấy có thể gây chọn dòng (ví dụ như mất vết lồi trên màng hồng cầu). Nghịch lý thay, sự thành công trong nuôi cấy giai đoạn hồng cầu đã tạo ra một nhu cầu tìm hiểu vấn đề nuôi cấy giai đoạn khác của KST, chủ yếu là, giai đoạn thể ngủ trong gan và các giai đoạn trong thoa trùng được thực hiện trong muỗi. Việc nuôi cấy các giai đoạn trên đươc thực hiện thành công với KSTSR động vật. Phương pháp nuôi cấy P. falciparum đã tiến hành ở tất cả các phòng thí nghiệm, thậm chí ở những vùng không lưu hành sốt rét thì vẫn có giá trị cao trong các nghiên cứu sốt rét ở người.

ThS. Phạm Nguyễn Thúy Vy (lược dịch)

Nguồn: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6755144