Điều trị lão hóa da do ánh sáng UV bằng liệu pháp exosome

Bài viết có sự tham vấn chuyên môn của Tiến sĩ Trịnh Như Thùy – Giám đốc Ngân hàng mô – tế bào gốc DNA

Exosomes từ tế bào trung mô có thể có vai trò quan trọng trong cơ chế lão hóa da do ánh sáng UV, giúp hạn chế các tổn thương do ánh sáng UV.

Exosome là các túi ngoại bào nhỏ được tiết ra bởi hầu hết các loại tế bào, chứa đầy protein, lipid và axit nucleic (RNA, miRNA, DNA), có thể được giải phóng bởi các tế bào cho để sau đó điều chỉnh chức năng của các tế bào nhận, đóng vai trò là một nhóm túi phụ tham gia vào quá trình truyền tín hiệu giữa tế bào với tế bào, chứa các thành phần hoạt tính sinh học như lipid, protein và axit nucleic. Exosome có thể dễ dàng được nội bào hóa và chuyển đến các tế bào nhận. Ý nghĩa điều trị của exosome có nguồn gốc từ tế bào gốc (bao gồm cả những loại có nguồn gốc từ tế bào gốc trung mô tủy xương, tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ mô cuống rốn, tuỷ xương và mô mỡ) trong các bệnh liên quan đến tuổi tác, tái tạo mô, chữa lành vết thương và trong da liễu, thẩm mỹ.   

1. Lão hoá da do ánh sáng UV là gì?

Da là một chiếc gương phản ánh rõ ràng nhất những dấu hiệu của thời gian. Mỗi khoảnh khắc tiếp xúc với ánh nắng mặt trời đều được tích lũy và lưu giữ lại trên làn da. Ánh nắng là nguyên nhân hàng đầu của các dấu hiệu sớm của lão hóa da, gây cháy nắng là một phần của các nếp nhăn và tăng sắc tố da, làm suy yếu hệ thống miễn dịch và gây ung thư da.

Theo bước sóng, Tia UV từ ánh sáng mặt trời được phân loại thành ba loại: UVA, UVB và UVC. Tia UVC bị chặn bởi tầng ozone, tia UVB có thể thâm nhập vào lớp biểu bì và tia UVA có thể thâm nhập vào lớp trung bì. 

• Tia UVA: Xuyên qua tầng ozone và có khả năng thâm nhập sâu hơn vào da, đến tận lớp trung bì (dermis). Tia này gây lão hóa da do kích thích sự hình thành các gốc tự do và phá hủy collagen.
• Tia UVB: Một phần bị hấp thụ bởi tầng ozone và chỉ thâm nhập vào lớp biểu bì (epidermis). Tia UVB gây cháy nắng và tổn thương ADN trong các tế bào da, góp phần vào nguy cơ ung thư da.

Lão hóa do ánh sáng là tình trạng lão hóa sớm của làn da do tiếp xúc liên tục với bức xạ UV dẫn đến những thay đổi đáng kể bao gồm tăng sắc tố, da không đều, giãn mao mạch, thô ráp, nếp nhăn sâu, da khô, nếp nhăn, kém đàn hồi và tổn thương tiền ung thư. Hơn nữa, da bị lão hóa do ánh sáng có liên quan đến những thay đổi về tế bào và ngoại bào. Những thay đổi này bao gồm độ dày biểu bì tăng, sự mất cấu trúc của các sợi collagen, sự mất độ đàn hồi da cũng như khả năng sống của tế bào giảm đi và những thay đổi về hình thái của tế bào sừng và nguyên bào sợi ở người, tất cả đều góp phần vào quá trình bệnh sinh tổn thương da do ánh sáng UV

2. Cơ chế gây lão hoá da do ánh sáng UV?

Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để hiểu các cơ chế của lão hóa da. Người ta đã phát hiện ra rằng có rất nhiều con đường truyền tín hiệu và phân tử tham gia vào việc điều chỉnh quá trình này. Tia UV có thể gây tổn thương trực tiếp đến DNA, tạo ra ROS và phá vỡ chức năng hàng rào bảo vệ da. ​​Những điều này có thể kích hoạt thêm nhiều thụ thể gây viêm, có thể dẫn đến lão hóa do ánh sáng thông qua tình trạng viêm và sự phá huỷ collagen, các loại phản ứng oxy hoá.

Con đường liên quan phản ứng viêm: Bức xạ UV kích hoạt viêm, tạo ra ROS và gây phân hủy collagen, elastin – các protein quan trọng cho độ đàn hồi và săn chắc của da. Các cytokine như IL-1α, IL-1β và IL-6 góp phần vào quá trình này bằng cách tăng biểu hiện enzyme matrix metalloproteinase (MMP) được biết đến là nhóm enzyme tham gia vào các quá trình phát triển và xâm lấn của khối u, gây phân hủy protein và thúc đẩy lão hóa. TLR ( Toll-Like Receptors) là một thụ thể thuộc hệ thống miễn dịch bẩm sinh có vai trò phát hiện vi khuẩn virus nấm và COX-2 (Cyclooxygenase 2) một enzyme được kích hoạt bởi yếu tố gây viêm do bức xạ cũng tham gia vào phản ứng viêm do UV, làm nặng thêm tổn thương da. 

Con đường liên quan đến stress oxy hóa: Bức xạ UV tạo ROS trong tế bào da, gây stress oxy hóa và tổn thương lipid, protein, DNA, dẫn đến lão hóa như nếp nhăn và mất đàn hồi. 

Tổn thương DNA: Lão hóa do ánh sáng gây tích tụ tổn thương DNA, kích hoạt con đường p53 và ATM/ATR, làm mất đàn hồi da, hình thành nếp nhăn, và có thể dẫn đến apoptosis nếu tổn thương quá nghiêm trọng. Enzyme PARP-1, cảm biến tổn thương DNA, hỗ trợ sửa chữa thông qua cơ chế cắt bỏ bazơ. Tuy nhiên, tiếp xúc quá mức với tia UV có thể kích hoạt PARP-1 quá mức, làm cạn kiệt NAD+ và ATP của tế bào, dẫn đến chết tế bào.

Con đường Apoptosis: hay còn gọi là tế bào chết theo chương trình, là cơ chế quan trọng trong lão hóa da do ánh sáng, liên quan đến sự mất điều hòa của các protein liên quan đến apoptosis (p53, caspase-8, Bax). UV cũng kích hoạt các gen trong con đường mitogen-activated protein (MAPK)- con đường truyền tín hiệu quan trọng trong tế bào, có vai trò trong việc điều chỉnh nhiều quá trình sinh lý như gây stress oxy hóa và chết tế bào. Ngoài ra, UV có thể kích hoạt netosis, một dạng chết tế bào miễn dịch, góp phần vào lão hóa da.

Thoái hóa chất nền ngoại bào (ECM): là dấu hiệu chính của lão hóa do ánh sáng, với tia UV gây tổn thương ECM bằng cách kích thích enzyme MMP phá hủy collagen và elastin. Con đường MAPK và ROS đóng vai trò chính trong việc điều chỉnh tăng MMP, dẫn đến thoái hóa collagen. Tín hiệu transforming growth factor (TGF )- một nhóm các cytokine có vai trò quan trọng trong phát triển mô và điều hoà phản ứng viêm trong da cũng tham gia vào phân hủy collagen và viêm do tia UV.

3. Exosome từ tế bào gốc trung mô trong điều trị lão hoá da do ánh sáng UV.

Exosomes từ tế bào trung mô có thể có vai trò quan trọng trong cơ chế lão hóa da do ánh sáng UV. Exosome chứa các yếu tố sinh học như RNA, protein và lipid, có khả năng chống viêm, giảm stress oxy hóa, trung hòa gốc tự do giúp hạn chế các tổn thương do ánh sáng UV như:

Kích thích tái tạo tế bào: Exosome từ tế bào gốc có thể chứa các yếu tố tăng trưởng như TGF-β, VEGF và IGF, giúp kích thích quá trình tái tạo và làm lành các tế bào da bị tổn thương. Điều này có thể cải thiện cấu trúc da và thúc đẩy quá trình tổng hợp collagen và elastin, giúp da trở nên săn chắc và đàn hồi hơn.

Ức chế sự phân hủy collagen và elastin: Tia UV kích thích enzyme MMP (matrix metalloproteinases), phá vỡ collagen và elastin trong da. Exosome từ tế bào gốc mô mỡ có thể điều chỉnh biểu hiện của các enzyme này, giúp bảo vệ cấu trúc nền của da.

Tác động lên tế bào sắc tố: Lão hóa do ánh sáng cũng làm tăng sự phân bố không đều của sắc tố melanin. Các thành phần trong exosome có thể ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và phân phối melanin, giúp làm sáng da và làm đều màu da.

Thêm vào đó, exosome ức chế tổn thương DNA do UVB gây ra bằng cách giảm viêm, giảm ROS, ngăn ngừa sự biểu hiện quá mức của MMP-1, MMP-3 và colagen loai 3, bảo vệ tính toàn vẹn của ECM. Exosome chứa các miRNA như miR-1246 giúp điều hòa các con đường Nrf2 và MAPK/AP-1, cũng như kích hoạt TGF-β/Smad. Thí nghiệm trên chuột Kunming cho thấy miR-1246 có thể bảo vệ da khỏi lão hóa do UVB bằng cách giảm nếp nhăn, dày biểu bì và mất sợi collagen. lncRNA H19 cũng cho thấy tác dụng ức chế enzyme MMP và tăng collagen loại I trên chuột bị chiếu xạ UVB, đồng thời điều chỉnh SIRT1 để chống lão hóa da. Vì vậy, exosome từ tế bào gốc trung mô có tiềm năng được sử dụng trong liệu pháp chống lão hóa và cải thiện các tổn thương da do ánh sáng UV.

4. Phương pháp sử dụng exosome trong điều trị lão hoá da do ánh sáng UV:

Exosome có khả năng vận chuyển các hợp chất sinh học vào tế bào da, giúp làm chậm quá trình lão hóa và ngăn ngừa lão hóa do ánh sáng. Chúng có thể được đưa vào da qua các phương pháp xâm lấn và phương pháp bôi ngoài da. Exosome thường được dùng kết hợp với các phương pháp:

Lăn kim: Kích thích tạo ra vi tổn thương trên bề mặt da, kích hoạt quá trình lành tự nhiên và tăng sinh collagen. Lăn kim giúp exosome thẩm thấu sâu hơn vào da, tăng hiệu quả của việc tái tạo.

Laser: Phá vỡ cấu trúc da cũ và kích thích sản sinh collagen mới, giúp cải thiện độ đàn hồi và làm sáng da. Việc sử dụng exosome sau điều trị laser giúp làm dịu da, tăng tốc độ phục hồi và tăng cường tái tạo tế bào.

Mesotherapy: Hiệu quả điều trị lão hóa da do ánh sáng được tăng cường đáng kể. Mesotherapy là phương pháp tiêm trực tiếp các dưỡng chất vào lớp trung bì của da để cung cấp độ ẩm, nuôi dưỡng và tái tạo làn da từ bên trong. Khi sử dụng exosome trong mesotherapy, có một số lợi ích vượt trội: Tăng cường thẩm thấu và hấp thụ vì exosome được tiêm trực tiếp vào lớp trung bì giúp chúng tiếp cận sâu hơn đến các tế bào da, tối ưu hóa việc cung cấp các yếu tố tăng trưởng, protein và các phân tử tín hiệu quan trọng để kích thích quá trình tái tạo và phục hồi da. Ngoài ra còn kích thích sản xuất collagen và elastin, tăng cường phục hồi sau tổn thương do exosome dễ dàng thâm nhập vào vùng da bị tổn thương thúc đẩy quá trình chữa lành và giảm viêm, làm dịu da nhanh chóng giúp cải thiện cấu trúc và chất lượng da.

Sự kết hợp các phương pháp này không chỉ giúp chống lại các dấu hiệu lão hóa mà còn cải thiện cấu trúc tổng thể và chất lượng da, mang lại làn da mịn màng, tươi trẻ hơn.

5. Tính an toàn và hiệu quả của liệu pháp exosome trong điều trị lão hoá da do ánh sáng UV.

• Tự nhiên và an toàn: Exosome từ ADSC có nguồn gốc tự nhiên từ tế bào gốc của cơ thể, giúp giảm nguy cơ phản ứng phụ và phản ứng miễn dịch.
• Hiệu quả đa chiều: Exosome có thể điều chỉnh nhiều con đường sinh học (như Nrf2, MAPK/AP-1, TGF-β/Smad), giúp giảm ROS, ức chế MMP, tăng sản xuất collagen, và chống viêm hiệu quả.
• Khả năng tái tạo: Hỗ trợ tăng cường quá trình tự sửa chữa và tái tạo của da, cải thiện tính toàn vẹn của chất nền ngoại bào (ECM) và giảm thiểu dấu hiệu lão hóa.
• Ứng dụng linh hoạt: Có thể kết hợp với nhiều phương pháp điều trị khác trong chống lão hoá da.