Nguồn gốc tế bào gốc

Bác sĩ Huỳnh Cao Cường

I/ ĐỊNH NGHĨA TẾ BÀO GỐC

1.1. Khái niệm: a

Tế bào gốc (TBG) là các tế bào chưa biệt hóa, có thể tự tái tạo và phân chia nhiều lần. Trong những điều kiện nhất định, TBG có thể biệt hóa thành các tế bào có chức năng chuyên biệt như tế bào gốc cơ tim, tế bào gốc tuyến tụy, tế bào gốc da, tế bào gốc máu, tế bào gốc thần kinh, …

1.2 Xếp loại tế bào gốc:

Xếp loại theo đặc tính hay mức độ biệt hoá

Theo mức độ biệt hoá có thể xếp tế bào gốc thành bốn loại:

a/ Tế bào gốc toàn năng (totipotent stem cells):

Là những tế bào chưa biệt hóa có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại dòng tế bào khác nhau trong cơ thể từ một tế bào ban đầu. Tế bào toàn năng có khả năng phát triển thành thai nhi, hay cơ thể hoàn chỉnh.

Trứng + tinh trùng = hợp tử (tế bào đầu tiên) à phân chia nhân đôi (giai đoạn 2 - 4 tế bào các blastosomer) vẫn là các tế bào gốc toàn năng.

b/ Tế bào gốc vạn năng (pluripotent stem cells):

Là những tế bào chưa biệt hóa có khả năng biệt hóa thành tất cả các tế bào của cơ thể có nguồn gốc từ ba lá mầm phôi: lá trong, lá giữa và lá ngoài. Ba lá mầm phôi này là nguồn gốc của tất cả các loại tế bào chuyên biệt khác nhau trong cơ thể.

Khác với tế bào gốc toàn năng, các tế bào gốc vạn năng không thể phát triển thành thai nhi hay cơ thể hoàn chỉnh, mà chỉ có thể tạo nên được các dòng tế bào, mô nhất định. Các tế bào gốc phôi lấy từ khối tế bào bên trong (inner cell mass) là những tế bào gốc vạn năng.

c/ Tế bào gốc đa năng (multipotent stem cells):

Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào của cơ thể từ một tế bào ban đầu. Các tế bào được tạo thành nằm trong một hệ tế bào có liên quan mật thiết. Ví dụ chỉ tạo nên các tế bào máu (bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu lympho…), hoặc chỉ tạo nên các tế bào của hệ thống thần kinh.

Thường thì các tế bào gốc trưởng thành như tế bào gốc tạo máu, tế bào gốc thần kinh chỉ có tính đa năng, nhưng trong những điều kiện nhất định, chúng vẫn có thể chuyển biệt hóa và trở nên có tính vạn năng.

Hình 1: Tế bào gốc vạn năng và đa năng

d/ Tế bào gốc đơn năng (mono/unipotential progenitor cells):

Là tế bào đã biệt hóa, định hướng đơn dòng hay tế bào đầu dòng (progenitor cells), là những tế bào gốc chỉ có khả năng biệt hóa theo một dòng.

Ví dụ: tiểu cầu à tiểu cầu mới; tế bào định hướng dòng lympho à lympho mới; tế bào định hướng dòng hồng cầu à hồng cầu mới; dòng bạch cầu....

Trong điều kiện bình thường, các tế bào gốc trưởng thành trong nhiều tổ chức đã biệt hóa có tính đơn năng và có thể biệt hóa thành chỉ một dòng tế bào.

Khả năng biệt hóa theo dòng này cho phép duy trì trạng thái sẵn sàng tự tái tạo mô, thay thế các tế bào mô chết vì già cỗi bằng các tế bào mô mới.

Xếp loại theo nguồn gốc phân lập

Theo nguồn gốc phân lập có thể xếp loại tế bào gốc làm 3 loại:

• Tế bào gốc phôi (trong đó có tế bào gốc phôi thực thụ và tế bào mầm phôi)
• Tế bào gốc thai
• Tế bào gốc trưởng thành

a/ Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells-ESCs) và tế bào mầm phôi (Embryonic germ cells)

Tế bào gốc phôi là các tế bào gốc vạn năng được lấy từ phôi giai đoạn sớm (4-7 ngày tuổi). Ở giai đoạn này phôi có hình cầu và được gọi là phôi túi (blastocyst). Blastocyst có cấu trúc gồm 3 thành phần: Một lớp tế bào bên ngoài (trophoblast), một khoang chứa đầy dịch và một nhóm có khoảng 30 tế bào vạn năng nằm lệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (inner cell mass). Dùng một loại enzyme đặc biệt để phân tách các tế bào của khối này sẽ thu được các tế bào gốc phôi.

Tế bào mầm phôi là các tế bào mầm nguyên thủy có tính vạn năng. Đó là các tế bào sẽ hình thành nên giao tử (trứng và tinh trùng) ở người trưởng thành. Các tế bào mầm nguyên thủy này được phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi hoặc từ thai nhi. So với tế bào gốc phôi, các tế bào mầm phôi khó duy trì dài hạn hơn trong nuôi cấy nhân tạo do chúng ở giai đoạn biệt hóa cao hơn.

b/ Tế bào gốc thai (Foetal stem cells)

Là các tế bào vạn năng hoặc đa năng được phân lập từ tổ chức thai sau nạo phá thai hoặc từ máu cuống rốn sau khi sinh. Nhiều người cho rằng, tế bào gốc thai thuộc loại tế bào gốc trưởng thành ở giai đoạn biệt hóa thấp.

c/ Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells/Somatic stem cells) – còn gọi là TBG thân

Là các tế bào chưa biệt hóa được tìm thấy với một số lượng ít trong các mô của người trưởng thành (máu ngoại vi, mô não, mô da, mô cơ…). Tuy nhiên, cũng có thể tìm thấy ở trẻ em, thai nhi và có thể tách chiết từ máu cuống rốn. Trong cơ thể, vai trò chủ yếu của các tế bào gốc trưởng thành là duy trì và sửa chữa tổ chức mà ở đó chúng được tìm ra.

Các tế bào gốc trưởng thành là tế bào gốc có tính đa năng, chúng có thể phát triển thành nhóm các tế bào có quan hệ mật thiết với nhau trong cùng một tổ chức.

Ví dụ tế bào gốc tạo máu có khả năng hình thành nên tất cả các loại tế bào máu khác nhau bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, lympho….

Tuy nhiên, các bằng chứng khoa học gần đây cho thấy một số loại tế bào gốc trưởng thành còn có thể có tính vạn năng (vạn năng ó đa năng), hoặc ít nhất có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau (tức là có tính mềm dẻo – plasticity).

1.3 .Lịch sử phát triển

Quá trình phát triển của nghiên cứu tế bào gốc trên thế giới:

• 1889 Adolphe Brown-Sequard: tiêm dưới da chiết xuất dịch của chó và heo Guinea bị nghiền nát tinh hoàn.
• 1875-1956 Vladimir Filatov (Russia) trị liệu mô tế bào
• 1882-1971 Niehans (Suitzeland) tiêm tế bào tươi.
• 1927-2012 Teteau và Berger trị liệu tế bào bằng chiết xuất thực vật.
• 1945 Phát hiện ra tế bào gốc tạo máu.
• 1960 - Xác định được các tế bào carcinoma phôi chuột là tế bào gốc. Khám phá ra trong não trưởng thành có chứa các TBG có thể biệt hóa thành các tế bào thần kinh.
• 1981 - Evans và Kaufman và Martin phân lập được tế bào gốc phôi từ khối tế bào bên trong của phôi túi (blastocyst) chuột.
• 1995-1996 Tế bào gốc phôi linh trưởng có nhân lưỡng bội bình thường được phân lập từ khối tế bào bên trong của phôi túi và duy trì trên in vitro.
• 1998 - Thomson và cộng sự ở đại học Wisconsin-Madison (Mỹ) tạo ra dòng tế bào gốc phôi người đầu tiên từ khối tế bào bên trong của phôi túi.
• 1999 – Khẳng định khả năng chuyển biệt hóa (transdifferentiation) hay tính mềm dẻo (plasticity) của tế bào gốc trưởng thành.
• 2001 – Tìm ra một số phương pháp định hướng tế bào gốc biệt hóa trên in vitro tạo ra các mô có thể dùng cho ghép mô.
• 2003 - Tạo được noãn bào từ tế bào gốc phôi chuột. Điều này gợi ý rằng tế bào gốc phôi có thể có tính toàn năng, bằng thực nghiệm có thể làm một tế bào “trẻ lại”.
• 2005 - Phát triển kỹ thuật mới cho phép tách chiết tế bào gốc phôi mà không làm tổn thương phôi.
• 2012 – Giáo sư John Gurdon chia sẻ giải Nobel Y học 2012 cùng giáo sư Shinya Yamanaka của Đại học Kyoto, Nhật Bản,phân lập tế bào gốc trưởng thành.
• Ở Việt Nam, Năm 1995, Bệnh viện Huyết học – Truyền máu thành phố Hồ Chí Minh đã tiến hành ca ghép tế bào gốc tạo máu đầu tiên để điều trị cho bệnh nhân bệnh máu.

1.4. Các ứng dụng đặc trưng của công nghệ tế bào gốc hiện nay

• Công nghệ tế bào gốc chia làm 2 lĩnh vực cơ bản: tế bào gốc sống (live cell) còn hoạt lực và tế bào gốc (extract cell) mất hoạt lực.
• Công nghệ tế bào gốc: là ngành công nghệ nghiên cứu tế bào gốc và những ứng dụng của tế bào gốc nhằm cải thiện chất lượng cuộc sống con người. Chính mục đích đó đã thúc đẩy chúng ta tìm kiếm các nguồn tế bào gốc tối ưu, nuôi cấy, nhân rộng các tế bào gốc, tác động và biệt hoá chúng thành những dòng tế bào khác nhau, để chữa bệnh, chăm sóc sức khoẻ, sắc đẹp, chống lão hoá.
• Tế bào gốc trị liệu (stem cell therapy):dùng tế bào gốc để thay thế, sửa chữa các mô tế bào trong cơ thể bị tổn thương bằng các tế bào mới khỏe mạnh. Chúng ta có 2 phương pháp là: kỹ thuật ghép tế bào gốc trị liệu (cell transplantation therapy) hay kỹ thuật thay thế tế bào gốc trị liệu (cell replacement therapy).
  • Tế bào gốc trưởng thành: đã được sử dụng trong điều trị các bệnh tự miễn, tai biến mạch máu não, suy giảm miễn dịch, thiếu máu, nhiễm Estein-barr virus, tổn thương giác mạc, các bệnh máu và bệnh gan, tạo xương không hoàn chỉnh, tổn thương tủy sống, liền vết thương da, điều trị ung thư (kết hợp với hóa chất và tia xạ), u não, u nguyên bào võng mạc, ung thư buồng trứng, các khối u đặc, ung thư tinh hoàn, đa u tủy, leucemie, ung thư vú, u nguyên bào thần kinh, u lympho Non-Hodgkin, carcinoma tế bào thận, tái tạo cơ tim sau cơn đau tim, đái đường type I, tổn thương xương và sụn, bệnh Parkinson…
  • Tế bào gốc phôi người: có thể được điều trị bệnh Parkinson, đái đường, chấn thương tủy sống, suy tim…
• Công nghệ mô (tissue engineering): sử dụng tế bào gốc trưởng thành để phát triển thành mô ghép hoặc dùng tế bào gốc phôi ứng dụng kỹ thuật nhân bản phôi vô tính để sản xuất ra các mô ghép phù hợp về mặt miễn dịch hoặc mô ghép phù hợp với bệnh nhân từ nguồn tế bào gốc phôi là dùng kỹ thuật chỉnh sửa gen mã hóa phân tử hòa hợp tổ chức chính.
• Ứng dụng công nghệ tế bào gốc trong trị liệu da - thẩm mỹ: điều trị các tổn thương da như bỏng, sẹo, rạn da, nám da, nhăn da, rãnh nhăn, lão hóa da,… Phục hồi lại các chức năng của da, giúp sự đàn hồi da, săn chắc da, trẻ hóa làn da.

II/ NHỮNG Ý TƯỞNG SAI

- Công cụ hóa phôi người, biến cuộc sống thành món hàng thương mại: Nhiều người lo ngại rằng các nghiên cứu tế bào gốc sẽ biến phôi người thành công cụ cho các nghiên cứu y sinh học. Họ lo ngại rằng để chữa bệnh cho một người người ta tạo ra một “bản sao” giống hệt người đó, giết chết sinh linh này để lấy mô/tạng dùng cho “bản gốc”, khi đó cuộc sống sẽ là món hàng để mua bán.

- Chống lại quy luật của tạo hóa, chống lại thuyết “định mệnh”: Tạo hóa quy định quá trình sinh – lão – bệnh – tử của mỗi cơ thể sinh vật. Nghiên cứu tế bào gốc và nhân bản phải chăng cố gắng cưỡng lại định mệnh, chống lại quy luật sinh học để kéo dài sự sống?

- Lo lắng bệnh lí tiềm tàng nguy hiểm: tác dụng phụ của tế bào gốc là gì? Ảnh hưởng về sau như thế nào? Tất cả được lý giải một cách thỏa đáng: tế bào gốc đơn thuần chỉ là những tế bào lành tính, không phải những tế bào nguy hiểm, phù hợp với từng cá thể, từng cơ quan, từng mô nhất định, độ tương ứng sinh học rất cao.

III/ PHÁT TRIỂN TẾ BÀO GỐC HIỆN NAY

Hiện nay thế giới đã có nhiều thành tựu về ứng dụng tế bào gốc vào điều trị các bệnh lý mãn tính như: Ưng thư, tiểu đường, loãng xương,…Bên cạnh đó thế giới đã sử dụng công nghệ tế bào gốc để sản xuất ra các sản phẩm dược mỹ phẩm có nguồn gốc tế bào gốc, thay thế cho các sản phẩm của ngành công nghiệp hóa mỹ phẩm trong hoạt động thẩm mỹ và chăm sóc sắc đẹp.

Ví dụ: công nghệ Tế bào gốc đặc biệt được sử dụng thành công trong các ứng dụng về da: điều trị các tổn thương da; các bệnh lý da liễu và chăm sóc da thẩm mỹ; liền sẹo trong ngoại khoa và phẫu thuật thẩm mỹ. Tế bào gốc và các chế phẩm chứa một lượng protein tốt, các chất nền tảng giúp cho chức năng tế bào gốc da tái tạo, phục hồi tốt hơn giúp da khỏe, từ đó cải thiện tất cả các đặc tính của da, làm đầy các nếp nhăn, chống lão hóa da.

Tế bào gốc là một thành tựu lớn của nhân loại. Tế bào gốc mở ra các tiềm năng ứng dụng to lớn trong tương lai của công nghệ sinh học vào nhiều lĩnh vực y sinh học khác nhau. Đặc biệt tế bào gốc ứng dụng trong y học là bước tiến quan trọng, giúp thay đổi, duy trì, tái tạo, mô, cơ quan tổn thương nhằm giúp con người chúng ta an toàn hơn, khỏe hơn trong cuộc sống hiện tại.

Tebao.vn