CƠ SỞ NUÔI CẤY VÀ XỬ LÝ TẾ BÀO CHUYÊN DỤNG

Mức độ sạch của phòng sạch (Clean Room)

Phòng sạch (Clean Room) là không gian được kiểm soát để các hạt bụi siêu nhỏ lơ lửng trong không khí và vi sinh vật trong không khí luôn được duy trì dưới mức độ sạch đã được quy định. Ngoài ra, khi cần thiết, các điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất cũng được quản lý và kiểm soát chặt chẽ.

Mức độ sạch (Cleanliness Class) của phòng sạch được phân loại chủ yếu theo hai hệ thống tiêu chuẩn chính, bao gồm:

• Tiêu chuẩn Liên bang Hoa Kỳ (Fed. Std. 209E)

• Các tiêu chuẩn JIS B 9920 và ISO 14644-1.

Tiêu chuẩn Liên bang Hoa Kỳ (Fed. Std. 209E)

Theo tiêu chuẩn Liên bang Hoa Kỳ Fed. Std. 209E, mức độ sạch được phân loại dựa trên số lượng hạt bụi có kích thước từ 0,5 μm trở lên có trong 1 foot khối không khí (28,3 lít).

Số lượng hạt càng ít thì cấp độ sạch của phòng sạch càng cao.

Tiêu chuẩn JIS B 9920 và ISO 14644-1

Theo tiêu chuẩn JIS B 9920 và ISO 14644-1, mức độ sạch được phân loại dựa trên số lượng hạt bụi có kích thước từ 0,1 μm trở lên có trong 1 mét khối không khí.

CPC (Phòng xử lý và nuôi cấy tế bào) là một phòng sạch (clean room) – không gian được kiểm soát nghiêm ngặt, trong đó các hạt vi mô lơ lửng trong không khí và vi sinh vật được quản lý ở mức độ sạch rất cao.

Ngoài ra, các vật liệu, hóa chất, nước và những thành phần được đưa vào không gian này cũng được kiểm soát chặt chẽ, nhằm đảm bảo không có bất kỳ tạp chất nào xâm nhập, duy trì môi trường tối ưu cho quá trình xử lý và nuôi cấy tế bào.

Do nguy cơ tạp chất từ bên ngoài xâm nhập vào phòng sạch chủ yếu thông qua con người, nên khi vào clean room, mọi người bắt buộc phải mặc “trang phục phòng sạch” (clean suit) giống như bộ đồ phi hành gia.

Bên trong CPC có hai khu vực chính gồm “phòng chuẩn bị – điều chỉnh” và “phòng xử lý tế bào”. Mỗi khu vực đều được thiết lập mức độ sạch riêng phù hợp với chức năng của từng không gian.

Để đảm bảo quá trình gia công và sản xuất được thực hiện trong môi trường vệ sinh an toàn, cơ sở được quản lý và vận hành toàn diện cả về hệ thống cơ sở vật chất (kết cấu, thiết bị) lẫn các quy trình vận hành, quy định và đào tạo nhân sự.

Tại Bio Style Clinic, các tế bào được nuôi cấy bằng phương pháp nuôi cấy hai chiều (2D culture). Trong phương pháp này, tế bào gốc sẽ phát triển và lan rộng thành một lớp mỏng, không chồng lấp lên nhau.

Nhờ vậy, tất cả các tế bào đều được tiếp xúc đồng đều với môi trường nuôi cấy, giúp giảm thiểu tình trạng thiếu hụt dinh dưỡng hoặc oxy, từ đó hạn chế áp lực (stress) lên tế bào.

Đây là phương pháp nuôi cấy chỉ có thể thực hiện nhờ đội ngũ kỹ thuật viên nuôi cấy chuyên trách. Tất cả các thao tác này đều được thực hiện trong tủ an toàn sinh học (safety cabinet), bao gồm cả công đoạn chia và phân phối môi trường nuôi cấy.

Đối với các kỹ thuật xét nghiệm và thao tác trong phòng thí nghiệm, độ chính xác và tốc độ là những yếu tố rất quan trọng, vì vậy cần tích lũy kinh nghiệm và rèn luyện lâu dài để đạt được sự thành thạo.

Trong quá trình nuôi cấy, việc sử dụng các tế bào ở trạng thái tối ưu (tế bào đã trải qua số lần phân chia ít) là rất quan trọng. Điều này là do khả năng phân chia của tế bào có giới hạn, và theo thời gian chúng sẽ dần bị suy giảm chất lượng (ví dụ như mất khả năng biệt hóa).

Mỗi loại tế bào nuôi cấy sẽ yêu cầu thành phần môi trường nuôi cấy khác nhau, vì vậy việc xác định được thành phần môi trường phù hợp là rất quan trọng. Tại cơ sở của chúng tôi, môi trường nuôi cấy với thành phần tối ưu do chúng tôi phát triển riêng được sử dụng. Mặc dù môi trường nuôi cấy thương mại giá rẻ vẫn có thể dùng để nuôi cấy tế bào gốc, nhưng rất khó đạt được chất lượng như mong muốn.

Trong quá trình nuôi cấy, tình trạng của tế bào luôn được quan sát liên tục, do đó việc điều chỉnh các điều kiện nuôi cấy một cách tinh vi và linh hoạt là cần thiết.

Tế bào gốc có thể bị biến đổi đặc tính và suy giảm chất lượng khi chất dinh dưỡng trong môi trường nuôi cấy bị cạn kiệt hoặc khi các tế bào tiếp xúc quá nhiều với nhau. Khi đó, chúng thậm chí có thể tiết ra các cytokine gây viêm.

Để ngăn chặn sự suy giảm chất lượng của tế bào, cần cung cấp đủ lượng môi trường nuôi cấy và diện tích phát triển cho tế bào. Tuy nhiên, nếu làm như vậy, nồng độ các yếu tố tăng trưởng do tế bào tiết ra sẽ bị pha loãng.

Vì vậy, bí quyết kỹ thuật của chúng tôi nằm ở việc nuôi cấy tế bào trong điều kiện tối ưu ngay sát ngưỡng không gây suy giảm chất lượng, đồng thời tinh chỉnh các yếu tố như thời điểm và điều kiện nuôi cấy một cách chính xác, dựa trên kinh nghiệm và công nghệ riêng.

Việc quan sát bằng kính hiển vi được thực hiện bằng kính hiển vi đặt trong phòng sạch (clean room). Tại đây, tình trạng và sự phát triển của các tế bào đang được nuôi cấy trong bình nuôi cấy (flask) được theo dõi và quan sát.

Tủ ủ CO₂ (CO₂ incubator) đặt trong phòng sạch có chức năng bơm khí CO₂ ở nhiệt độ đã được cài đặt, đồng thời duy trì ổn định các điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm và nồng độ CO₂, giúp có thể nuôi cấy, thực hiện thí nghiệm và quan sát tế bào trong điều kiện sinh lý gần giống với môi trường trong cơ thể.

Nồng độ CO₂ được điều chỉnh ở mức 5%, tương đương với áp suất riêng phần CO₂ trong cơ thể. Nhờ đó, hệ thống có thể duy trì độ pH thích hợp cho sự phát triển của tế bào (pH 7.1–7.4) cùng với nhiệt độ 37°C.

Ngoài ra, để ngăn môi trường nuôi cấy bị khô, tủ ủ còn được trang bị các biện pháp duy trì độ ẩm và chống nấm mốc, giúp đảm bảo môi trường tối ưu cho quá trình nuôi cấy tế bào.

Quá trình nuôi cấy tế bào được bác sĩ giám sát và kỹ thuật viên nuôi cấy chuyên trách theo dõi chặt chẽ, quan sát tình trạng tế bào của từng khách hàng trong suốt quá trình nuôi cấy.

Để nuôi cấy tế bào trong điều kiện tối ưu ngay sát ngưỡng không gây suy giảm chất lượng, các yếu tố như thời điểm và điều kiện nuôi cấy được điều chỉnh rất tinh vi. Việc có thể điều chỉnh quá trình nuôi cấy phù hợp với ngày điều trị là nhờ phương pháp nuôi cấy hai chiều (2D culture) đòi hỏi nhiều công sức và hệ thống quản lý, kiểm soát nghiêm ngặt.

Vào ngày điều trị, dựa trên báo cáo nuôi cấy tế bào, bác sĩ giám sát sẽ giải thích chi tiết về tình trạng nuôi cấy tế bào của khách hàng, đồng thời cho khách hàng xem trực tiếp hình ảnh tế bào được chụp trong quá trình nuôi cấy.

Các tế bào mà chúng tôi xử lý cuối cùng sẽ được sử dụng trực tiếp cho bệnh nhân trong môi trường y tế, vì vậy yêu cầu về chất lượng là vô cùng cao. Do đó, quá trình nuôi cấy phải được thực hiện dưới hệ thống quản lý chất lượng nghiêm ngặt, nhằm đảm bảo cung cấp dịch nuôi cấy (supernatant) có độ an toàn và hiệu quả đã được kiểm chứng.

Bên cạnh đó, việc nắm bắt chính xác tình trạng của các tế bào trong quá trình nuôi cấy và cung cấp môi trường tối ưu cho chúng cũng là yếu tố rất quan trọng. Vì vậy, chúng tôi quản lý chặt chẽ các yếu tố như: lượng và thời gian sử dụng chất bảo vệ khi đông lạnh và rã đông tế bào, kiểm tra tế bào định kỳ, đo lường hoạt tính của tế bào, cũng như quản lý môi trường nuôi cấy và các dụng cụ nuôi cấy, nhằm đảm bảo cung cấp dịch nuôi cấy có chất lượng ổn định.

Ngoài ra, chúng tôi cũng tin rằng trong suốt thời gian các tế bào còn sống, chúng cần được xử lý một cách cẩn thận và tôn trọng. Quá trình nuôi cấy được thực hiện thủ công một cách tỉ mỉ, đồng thời tình trạng và sự phát triển của tế bào luôn được theo dõi liên tục, để có thể cung cấp các điều kiện tối ưu phù hợp với từng loại tế bào, từ đó nuôi dưỡng các tế bào có chất lượng cao.

Trong trường hợp phát hiện bất kỳ bất thường nào ở tế bào trong quá trình nuôi cấy, các tế bào đó sẽ không được sử dụng cho điều trị và quá trình nuôi cấy sẽ phải dừng lại. Khi đó, cần phải tiến hành lấy mẫu mô một lần nữa. Chúng tôi mong nhận được sự thông cảm, bởi điều này nhằm đảm bảo tối đa tính an toàn và hiệu quả của quá trình điều trị.

Bio Style Clinic – Trưởng bộ phận nuôi cấy tế bào
山口 仁知 (Yoshichika Yamaguchi)

Ông từng làm việc tại Viện Nghiên cứu Y khoa Kishimoto, Phòng nuôi cấy tế bào – Khoa Miễn dịch của Bệnh viện Tokiwa (Tập đoàn Y tế Tokiwakai), cũng như Viện Nghiên cứu Nuôi cấy Nhật Bản.

Hiện nay, ông đang đảm nhiệm Trưởng bộ phận kỹ thuật nuôi cấy tại Công ty SCC Lab đồng thời kiêm nhiệm vị trí Trưởng kỹ thuật viên nuôi cấy (Chief Cell Culture Specialist) tại Bio Style Clinic.