Tìm hiểu về tế bào gốc và một số ứng dụng trong y học

Tế bào gốc là một lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẻ ở Việt Nam nhưng trên thế giới công nghệ tế bào gốc đã xuất hiện cách đây cả nửa thế kỷ. Những nghiên cứu về tế bào gốc chủ yếu phục vụ cho y tế nhằm tái tạo và thay đổi các mô của cơ thể người bệnh nhờ vào công nghệ tế bào gốc

Tìm hiểu về tế bào gốc và một số ứng dụng của tế bào gốc

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài:

Tế bào gốc là một lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẻ ở Việt Nam nhưng trên thếgiới công nghệ tế bào gốc đã xuất hiện cách đây cả nửa thế kỷ Những nghiên cứu về tếbào gốc chủ yếu phục vụ cho y tế nhằm tái tạo và thay đổi các mô của cơ thể người bệnhnhờ vào công nghệ tế bào gốc

Từ nhiều thế kỷ nay các nhà khoa học đã biết rằng một số loài vật có thể tái tạocác bộ phận đã mất trên cơ thể chúng Con người chúng ta cũng có chung đặc điểm này,giống như loài sao biển Mặc dù cơ thể chúng ta không thể tái tạo cả một cẳng chân hayngón tay bị mất, nhưng tế bào máu, tế bào da hay các tế bào khác vẫn thường xuyên đượctái sinh trong cơ thể của chúng ta Những tế bào “toàn năng” giúp chúng ta tái tạo mô, lầnđầu tiên được phát hiện trong quá trình tiến hành thí nghiệm với tủy xương, vào nhữngnăm 1950 đã dẫn đến phát hiện về sự tồn tại của TẾ BÀO GỐC trong trong cơ thể; từ đóphát triển kỹ thuật cấy ghép tủy xương hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong y học

Khám phá về tế bào gốc đã thắp sáng hy vọng về tiềm năng y học của kỹ thuật táisinh Lần đầu tiên trong lịch sử, các bác sĩ có thể tái tạo mô bị hủy hoại nhờ một nguồncung cấp mới mẻ những tế bào khỏe mạnh bằng cách áp dụng khả năng độc nhất vô nhịcủa tế bào gốc nhằm tạo ra nhiều loại tế bào khác biệt trong cơ thể Khi các nhà khoa họcnhận ra được tiềm năng y học của kỹ thuật tái tạo thông qua thành tựu cấy ghép tủyxương, họ đã tiếp tục quá trình tìm kiếm những tế bào tương tự trong phôi Những nghiêncứu ban đầu về quá trình phát triển của con người đã chứng minh được rằng tế bào củaphôi có khả năng sản sinh ra mọi loại tế bào trong cơ thể

Để làm rõ vấn đề trên cũng như tìm hiểu các thành tựu y học đương đại mà tế bàogốc đem lại, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu vấn đề:

“ Tìm hiểu về tế bào gốc và một số ứng dụng của tế bào gốc ”.

2 Mục đích nghiên cứu

- Tìm hiểu về tế bào gốc và một số ứng dụng tế bào gốc

- Thảo luận về tế bào gốc phôi thai đã ngấm ngầm từ lâu Tới năm 1998, khi sinhhọc gia James Thompson của Đại học Wisconsin cho hay đã tách rời được tế bào gốc từbào thai con người và nuôi trong phòng thí nghiệm, thì tranh luận lên cao độ Các khoahọc gia đều dùng tế bào gốc để nghiên cứu coi có thể làm nảy sinh ra nhiều loại tế bàokhác nhau của các bộ phận trong cơ thể Và nếu thực hiện được điều đó thì tế bào gốc cóthể được áp dụng trong trị bệnh, để thay thế cho tế bào đã bị hư hao vì bệnh tật cũng nhưngăn ngừa sự hóa già

1960s - Joseph Altman và Gopal Das đưa ra bằng chứng khoa học về sự di truyền

tế bào thần kinh ở cơ thể trưởng thành, xảy ra hoạt động của các tế bào gốc ở não bộ, tráivới học thuyết Cajal “không hình thành tế bào thần kinh mới” nhưng kết quả này đã bịbác bỏ

1963 - McCulloch và Till chứng minh sự có mặt của những tế bào có khả năng tự đổimới ở tuỷ xương chuột

1968 - Tuỷ xương được nuôi cấy giữa anh chị em ruột thành công để điều trị bệnhSCID

1978 – Các tế bào gốc máu được tìm thấy ở người

1981 – Martin Evans, Matthew Kaufman, và Gail R Martin nuôi cấy khối tế bào nộitại ở chuột và hình thành nên tế bào gốc phôi và hình thành thuật ngữ “tế bào gốc phôi-

Embryonic Stem Cell".

1992 – Các tế bào gốc Neuron được nuôi cấy

1997 – Tìm ra nguyên nhân dẫn đến bệnh bạch cầu là do các tế bào gốc máu, bằngchứng trực tiếp đầu tiên cho việc chứng minh sự tồn tại của tế bào gốc ung thư

1998 - James Thomson và các cộng sự tách được tế bào gốc phôi ở người và nuôi cấytạo dòng tại trường đại học Wisconsin-Madison

2000s - Một vài nghiên cứu về khả năng biến đổi của một số tế bào gốc trưởng thànhđược công bố

2001 - Với tiến bộ trong công nghệ tế bào, các nhà khoa học đã tạo thành dòng các tềbào gốc phôi người (giai đoạn 4-6 tế bào) nhằm mục đích tạo ra các tế bào gốc phôi

2003 - Tiến sĩ Songtao Shi ở viện nghiên cứu NIH phát hiện nguồn gốc của các tế bàogốc trưởng thành ở răng sữa trẻ nhỏ

2004-2005 – Hwang Woo-Suk xác nhận đã tạo ra một vài dòng tế bào gốc từ trứngchưa được thụ tinh nhưng đó là lời bịa đặt, gây ra làn sóng dư luận trong thời gian dài

2005 – Các nhà nghiên cứu của trường đại học Kingston, Anh phát hiện nhóm tế bào

gốc thứ ba có tên dây rốn máu có nguồn gốc từ các tế bào gốc giống như phôi (CBEs),nguồn gốc từ dây rốn Nhóm nghiên cứu xác nhận những tế bào này có thể tạo ra nhiềuloại tế bào- mô hơn các tế bào gốc trưởng thành

Tháng 8/ 2006 - tạp chí Cell đã công bố công trình nghiên cứu của Kazutoshi

Takahashi và Shinya Yamanaka, Bước đầu tạo ra các tế bào gốc vạn năng từ phôi chuột

và nuôi cấy nguyên bào sợi ở cơ thể trưởng thành bằng các nhân tố xác định

Tháng 10/ 2006 – Các nhà khoa học Anh tạo ra tế bào gan nhân tạo đầu tiên bằngcách sử dụng các tế bào gốc máu dây rốn

Tháng 1/ 2007 – Các nhà khoa học ở đại học Wake Forest, đứng đầu là tiến sĩ Dr.Anthony Atala và nghiên cứu ở đại học Harvard công bố một loại tế bào gốc mới ở màng

ối Với phát hiện này cho thấy khả năng loại trừ việc nghiên cứu và trị liệu dựa trên tếbào gốc phôi

Tháng 6/ 2007 – Phát hiện ra ba nhóm khác nhau cho thấy các tế bào da bình thường

có thể được lập trình lại tạo tế bào phôi ở chuột Trong tháng này, Shoukhrat Mitalipovcông bố thành công bước đầu trong việc tạo ra dòng tế bào gốc đầu tiên qua kĩ thuậtchuyển nhân tế bào soma

Tháng 10/ 2007 - Mario Capecchi, Martin Evans, và Oliver Smithies dành

giải thưởmg 2007 Nobel dành cho Y học và Sinh lí học với công trình nghiên cứu tế bàogốc phôi từ chuột bằng cách sử dụng các gene đích chỉ huy tạo ra chuột chuyển gene (haycòn được gọi là knockout mice) để nghiên cứu gene

Tháng 11/ 2007 – Tạo ra các tế bào gốc vạn năng: hai nghiên cứu tương tự nhau công

bố nghiên cứu trên các tạp chí khác nhau trên tạp chí Cell của Kazutoshi Takahashi và Shinya Yamanaka, "Tạo ra các tế bào gốc vạn năng từ nguyên bào sợi trưởng thành của người bằng các nhân tố xác định”, và nghiên cứu của nhóm James Thomson, "Tạo ra dòng tế bào gốc vạn năng từ tế bào dinh dưỡng ở người”: các tế bào gốc vạn năng được

tạo ra từ việc nuôi cấy nguyên bào sợi Qua đó có thể tạo ra tế bào gốc từ bất kì tế bàotrưởng thành nào thay thế cho việc sử dụng phôi như trước đây, mặc dù còn sự nguyhiểm của việc di truyền khối u do các gene có nguồn gốc từ retrovirus

Tháng 1/ 2008 – Các dòng tế bào gốc phôi người được tạo ra mà không cần phải pháhuỷ phôi

Tháng 1/ 2008 – Phát triển túi phôi người thành dòng sau khi chuyển nhân của tế bàodinh dưỡng với nguyên bào trưởng thành

Tháng 2/ 2008 - Tạo dòng tế bào gốc vạn năng từ gan, dạ dày của chuột trưởng thành:các tế bào iPS gần giống với tế bào gốc phôi và không có sự di truyền khối u

2 Khái niệm về tế bào gốc

Tế bào gốc (TBG) là những tế bào chưa có chức năng chuyên biệt, chúng có khảnăng tăng sinh mạnh mẽ, có tiềm năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau và cókhả năng tự thay mới Nhờ những đặc điểm này mà TBG đã thu hút được sự quan tâmnghiên cứu ứng dụng để chữa một số bệnh của cơ quan tạo máu, một số bệnh di truyềnbẩm sinh liên quan đến chuyển hoá và suy giảm miễn dịch, ung thư máu, và có nhiều hứahẹn dùng để chữa được nhiều bệnh nan y như tiểu đường, liệt do chấn tương tuỷ sống,suy tim do tổn thương cơ tim, một số bệnh ung thư và bệnh lý gen

3 Tính toàn năng của tế bào gốc

Tính toàn năng ở động vật thường khó biểu hiện, đối tượng chuyển gen thường làphôi đã thụ tinh Sau khi tinh trùng và trứng đã thụ tinh tạo thành hợp tử, để phát triểnthành cơ thể hợp tử phải phân chia để tạo thành nhiều tế bào Người ta đã chứng minhđược rằng hợp tử và các phôi bào (tế bào ở giai đoạn sớm) là toàn năng.

Sau đó chúng biệt hóa hình thành túi phôi với hai loại tế bào là dưỡng bào và nútphôi Dưỡng bào đóng vai trò quan trọng trong tạo nhau thai còn nút phôi đóng vai tròtrong việc tạo thân phôi, chúng trở nên đa tiềm năng nhưng mất tính toàn năng Các tếbào đa tiềm năng tiếp tục chuyên hóa cho ra các tế bào mầm nhưng chỉ cho ra một loạixác định, ví dụ tế bào mầm máu chỉ cho ra tế bào máu

Hình 1: Sơ đồ tiềm năng của tế bàoNgười ta vẫn thường cho rằng các tế bào toàn năng và đa tiềm năng chỉ có ở giaiđoạn phôi, các tế bào vài tiềm năng chỉ thấy ở trẻ con và người trưởng thành Thôngthường các tế bào mầm đã có hướng biệt hóa xác định chúng không thể biến đổi từ tế bàoloại này sang tế bào loại khác

4 Đặc điểm của tế bào gốc

4.1 Tế bào gốc là tế bào không chuyên dụng

Tế bào gốc không chứa một cấu trúc mô đặc biệt nào nên nó cũng không thực hiệnmột chức năng chuyên dụng nào Một tế bào gốc không thể phối hợp với các tế bào gần

đó để lưu thông máu trong cơ thể (như tế bào cơ tim); nó không thể mang các phân tửôxy trong dòng máu (như hồng huyết cầu); nó không thể đốt cháy điện hóa học giúp cơthể có thể di chuyển, nói năng (như tế bào thần kinh) Tuy nhiên, các tế bào gốc khôngchuyên dụng này lại có thể biến đổi thành các tế bào chuyên dụng như tế bào cơ tim, tếbào máu, tế bào não

4.2 Tế bào gốc có thể tự phân chia và tái tạo

Không giống như tế bào cơ, tế bào máu…không thể tự tái tạo, tế bào gốc có thể tựtái tạo và tái tạo nhiều lần Trong các phòng thí nghiệm, một lượng tế bào gốc tương đối

có thể tái tạo thành hàng triệu tế bào gốc khác trong thời gian vài tháng Nếu sau một quátrình tái tạo, tế bào gốc vẫn là tế bào không chuyên dụng, có thể coi là tế bào mẹ, thì nólại tiếp tục tái tạo thành các tế bào mới Các điều kiện để duy trì tế bào gốc như tế bàokhông chuyên dụng là mối quan tâm lớn của các nhà khoa học Để làm sáng tỏ điều này,các nhà khoa học đã mất rất nhiều năm để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm

4.3 Tế bào gốc có thể biến đổi thành tế bào chuyên dụng

Khi tế bào gốc biến đổi thành tế bào chuyên dụng, quá trình này được gọi là sựphân ly Hiện các nhà khoa học vẫn đang đi những bước đầu tiên tìm hiểu những yếu tốbên trong và bên ngoài quá trình này Yếu tố bên trong được kiểm soát bởi gen của tế bàonằm trên các chuỗi ADN, có khả năng mang tải thông tin về cấu trúc và chức năng của tếbào Các yếu tố bên ngoài là các hóa chất do các tế bào khác kiểm soát, là sự tương tácvới các tế bào khác và một số phân tử trong môi trường vi mô

5 Phân loại tế bào gốc:

Có nhiều cách phân loại và gọi tên TBG khác nhau tuỳ theo tiêu chí phân loại, ví

dụ như dựa trên nguồn gốc, thời điểm phân lập, tiềm năng biệt hoá Có thể chia cácTBG hiện đang được quan tâm nhiều thành các loại sau:

5.1 Theo tiềm năng biệt hóa

Tế bào toàn năng (totipotent cell): Hợp tử, hay Blastomere là tế bào có khả năng

phân chia và biệt hoá thành tất cả các tể bào của cơ thể, có khả năng biệt hoá thành cơ thểhoàn chỉnh

Vd:

+ Một cành cây có thể phát triển thành một cây hoàn chỉnh

+ Ở người, tinh trùng thụ tinh với trứng tạo thành một totipotent cell (hợp tử), vài

giờ đầu sau khi thụ tinh, tế bào này phân chia tạo thành những totipotent giống hệt nhau

Tế bào Vạn năng (Pluripotent cell): Khối tế bào bên trong của Blastocyst là tế bào

có khả năng bịêt hoá thành tất cả các tế bào ngoại trừ tế bào phôi

Hình 2: Sự tạo thành các cơ quan từ các tế bào mầm

Tế bào đa năng (multipotent): Tế bào gốc tạo máu tương tự như tế bào Vạn năng,thật sự khó có cơ chế chính xác phân biệt hai loại tế bào này

Ngoài ra còn có một số tế bào gốc đa năng cũng như đơn năng

Ví dụ : tế bào gốc tuỷ xương tạo ra các loại tế bào máu Cơ chất dưỡng bào (Mast cell precursor) chỉ biệt hoá cho ra dưỡng bào.

5.2 Theo nguồn gốc

Tế bào gốc phôi (Enbryonic stem cell), chính xác là các tế bào gốc từ phôi, được

phân lập từ phôi (bất kỳ phần nào của phôi, không giới hạn chỉ vào các tế bào của khối tếbào bên trong phôi nang), là các tế bào gốc toàn năng hoặc vạn tiềm năng Để có đượccác tế bào này thường phải hủy phôi Đã có những thông báo sinh thiết phôi lấy ra một số

tế bào của phôi sau đó phôi vẫn phát triển bình thường Tuy nhiên còn nhiều nghi ngại vềtính an toàn của kỹ thuật này đối với phôi được sinh thiết, đặc biệt là sinh thiết khối tếbào bên trong của phôi nang để có được các tế bào gốc phôi “kinh điển”

Tế bào gốc thai (fetal stem cell) được phân lập từ các mô của thai sau nạo phá thai,

thường là đa tiềm năng hoặc vạn tiềm năng Việc nghiên cứu và sử dụng các tế bào này

có ảnh hưởng khá nặng nề về đạo đức nghiên cứu, nên thường chỉ giới hạn vào mục đíchtìm hiểu quá trình phát triển phôi thai

Tế bào gốc nhũ nhi (infant stem cell) được phân lập từ trẻ sơ sinh hoặc các phần

phụ của thai như dây rốn, nhau thai, màng ối, dịch ối… Các tế bào này thường là đa tiềmnăng hoặc vạn tiềm năng Tùy theo cách thu thập có thể ảnh hưởng hoặc không ảnh

hưởng đến đối tượng cho tế bào Chọc dịch ối trước khi sinh hoặc chọc tĩnh mạch dây rốntrước sinh để lấy để lấy tế bào gốc của em bé có trong dịch ối hoặc trong máu dây rốn cónhững nguy cơ của các kỹ thuật này là nhiễm trùng, chảy máu, sẩy thai hoặc đẻ non…Tuy nhiên, lấy máu dây rốn từ dây rốn hoặc bánh nhau sau khi đã “mẹ tròn con vuông”vừa được tế bào có thành phần giống hệt máu tĩnh mạch của trẻ sơ sinh lại không ảnhhưởng gì đến em bé Tương tự như vậy, lấy các tế bào từ mô dây rốn và bánh nhau saukhi sinh cũng không ảnh hưởng đến sức khỏe của em bé vì các thành phần này là sảnphẩm bỏ đi sau khi sinh

Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cell) được phân lập từ các mô của người từ

trẻ em đến người già Các tế bào này rất đa dạng, từ đa tiềm năng đến vài tiềm năng hoặcđơn tiềm năng Kỹ thuật thu thập ít nhiều đều ảnh hưởng đến sức khỏe của người chonhưng mức độ dao động rất lớn Ví dụ lấy răng sữa hoặc da qui đầu của trẻ sau khi rụnghoặc cắt bỏ để tách tế bào gốc không ảnh hưởng gì đáng kể đến trẻ; lấy dịch tủy xương để

có tế bào gốc tủy xương của bệnh nhân hoặc người hiến tủy xương là kỹ thuật tương đốiphức tạp có có hưởng nhất định đến người cho vì ngoài việc thao tác chọc hút còn phải sửdụng thêm một số thuốc tác động lên tủy xương

Hình 3: Quá trình biệt hoá tế bào từ tế bào gốc tuỷ xương

Tế bào giống tế bào gốc phôi (embryonic-like stem cell) hay tế bào gốc vạn tiềm

năng cảm ứng (induced pluripotent stem cell: iPS): được tạo ra bằng cách cảm ứng các tếbào đã biệt hoá của cơ thể trở lại trạng thái giống như tế bào gốc phôi hay còn gọi là tế

bào gốc nhân tạo Đây là kỹ thuật chủ yếu thao tác trong phòng thí nghiệm, người cho tếbào để cảm ứng (ví dụ tế bào da) bị ảnh hưởng rất ít, có thể là sinh thiết để lấy một miếng

da nhỏ

Tế bào gốc ung thư (cancer stem cell) được phân lập từ các khối u Các tế bào gốc

này được coi là nguồn gốc của khối u Trong chiến lược trị liệu miễn dịch chống Bộ Giáodục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân 24 ung thư, tế bào này đang được chú ý đểlàm vaccine chống ung thư với hy vọng điều trị được “tận gốc” ung thư Các tế bào gốcung thư từ khối u của chính bệnh nhân hoặc khối u cùng loại của bệnh nhân khác đượcdùng làm vaccine kích thích thích hệ thống miễn dịch của bệnh nhân chống lại các thànhphần của khối u

Hình 4: Quá trình phát triển của cơ thể ngườiMỗi loại TBG kể trên có tiềm năng biệt hoá khác nhau và do vậy triển vọng ứngdụng khác nhau Việc phân lập và duy trì mỗi loại TBG này cũng đòi hỏi những kỹ thuật

và công nghệ khác nhau Trên phương diện đạo đức y sinh học, việc thu thập nguồn cungcấp tế bào, tách và sử dụng mỗi loại TBG trên cũng có những tác động khác nhau Nhìnbao quát nhiều khía cạnh thì mỗi loại TBG kể trên đều có những ưu điểm và hạn chế nhấtđịnh Do đó việc lựa chọn loại TBG nào để nghiên cứu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong

đó mục tiêu sử dụng thường là yếu tố quyết định

6 Tại sao tế bào gốc lại quan trọng?

Tế bào gốc là nền móng của tất cả các tế bào, mô và cơ quan trong cơ thể Về cơbản, mọi tế bào trong cơ thể người đều có nguồn gốc từ trứng đã được thụ tinh (còn đượcgọi là hợp tử) - chính là sự kết hợp giữa tinh trùng và trứng

Hình 5: Tế bào gốc hình thành các loại tế bào chuyên hóa khác nhauNhưng cơ thể chúng ta có đến hơn 200 loại tế bào khác nhau, chứ không phải chỉ

có một loại duy nhất Tất cả những loại tế bào này đều hình thành từ một vốn tế bào gốc

ở giai đoạn phát triển sớm nhất của phôi Trong giai đoạn này, cũng như giai đoạn pháttriển sau đó, các loại tế bào gốc đã hình thành nên tế bào chuyên biệt hay biệt hóa để rồithực hiện các chức năng cụ thể trong từng người; ví dụ như tế bào da, tế bào máu, tế bào

cơ và tế bào thần kinh

Tế bào gốc là một khả năng vô song, đó là chúng có thể phát triển thành nhiều loại

tế bào khác trong cơ thể Đóng vai trò là hệ thống sửa lỗi cho cơ thể, về mặt lý thuyếtchúng có thể phân chia không hạn định để thay thế các tế bào khác, đồng thời đảm bảo sốlượng các loại tế bào trong cơ thể, miễn là con người hay con vật đều sống Khi một tếbào gốc phân chia, mỗi một tế bào mới vừa có khả năng trở thành tế bào gốc vừa có thểtrở thành một loại tế bào khác với chức năng chuyên biệt như tế bào cơ, tế bào hồng câuhay tế bào não

II Nghiên cứu về tế bào gốc

1 Các nguồn tế bào gốc hiện nay

1.1 Tạo tế bào gốc từ phôi người

Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa thông báo cho biết đã tạo ra được tế bào gốc phôingười và phát triển thành các mô, hợp với gen của người bệnh để có thể cấy ghép màkhông sợ bị hệ miễn dịch đào thải Thành công này được xem như một bước tiến lớn mở

ra triển vọng phát triển các mô thay thế của chính người bệnh để chữa trị nhiều căn bệnhhiểm nghèo như tổn thương tủy sống, tiểu đường, rối loạn miễn dịch di truyền và liệtrung

Hình 6: Quy trình tạo tế bào gốc phôi thai ở người1.2 Tạo tế bào gốc mới từ máu kinh nguyệt phụ nữ

Người ta vừa khám phá, máu ở người phụ nữ trong chu kỳ kinh có chứa một loại tế bào gốc có khả năng sao chép cao hơn rất nhiều so với các tế bào gốc lấy từ máu dây rốn và tủy xương.

Theo một nghiên cứu mang tính đột phá, các chuyên gia ở Mỹ đã phát hiệntrong những tế bào làm dày thành tử cung trong chu kỳ kinh nguyệt có chứa một loại tếbào gốc mới được gọi là “tế bào tái tạo màng trong tử cung” (Endometrial RegenerativeCells - ERC)

Hình 7: A: Hình thái của những tế bào máu đơn nhân được phân lập từ máu kinhnguyệt.B: Hình thái của tế bào máu đơn nhân sau 2 tuần nuôi cấy C: Số lượng tế bàođược sao chép sau 1 tuần D: Số lượng tế bào được sao chép sau 2 tuần.

1.3 Tạo tế bào từ trứng chưa thụ tinh

Theo một nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (Mỹ), các trứng chưa được thụ tinh có thể sẽ là một nguồn cung các

tế bào gốc phục vụ chữa bệnh trong tương lai Điều này, nếu trở thành hiện thực - sẽ giúpgiới khoa học tránh được các vấn đề đạo đức gặp phải như khi sử dụng các tế bào gốcphôi người

Hình 8: Các nhà khoa học đã tạo ra được tế bào gốc của người từ trứng, thay vì từ

phôi

Các nhà khoa học đã tạo ra được một dạng tế bào gốc của người bằng cách kíchthích trứng chưa thụ tinh, thay vì từ phôi Thành tựu này mở ra triển vọng mới trong việcsản xuất các mô để cấy ghép an toàn cho phụ nữ

1.4 Tạo tế bào gốc từ màng ối thai phụ

Bs AnthonyAtala và các đồng nghiệp thuộc Đại Học Y Khoa Wake Forest nghiêncứu tế bào gốc trong nước đầu ối (amniotic fluid) Cuộc nghiên cứu kiểm chứng kéo dài 7

năm Bs Atala lấy nước đầu ối để thử nghiệm giống như các bác sĩ thường lấy nước đầu

ối sản phụ để truy tầm bệnh bẩm sinh do gene bất bình thường gây nên

Kết quả cho thấy khoảng 1% tế bào gốc tìm thấy trong các tế bào nước đầu ối khisản phụ đang mang thai Tế bào gốc cũng tìm thấy trong nước đầu ối, nhau (placenta) haymàng bọc nước đầu ối, khi trẻ sơ sinh ra đời

Đây là lần đầu tiên các khoa học gia tìm thấy tế bào gốc trong nước đầu ối, nguồnthiên nhiên, khác với những khó khăn trước đây khi phải lấy tế bào gốc từ bào thai Đây

là nguồn tế bào gốc quan trọng vì có tới 4 triệu trẻ sơ sinh ra đời ở Mỹ mỗi năm (tức là cóthể lấy tế bào gốc từ nước đầu ối, bất cứ lúc nào, 4 triệu lần mỗi năm) Thử nghiệm chothấy cứ 36 giờ thì tế bào gốc lấy từ nước dầu ối lại sinh sản gấp đôi Cấy tế bào gốckhông cần tế bào “feeders” hướng dẫn và không có trường hợp bị nguy cơ tế bào ung thư.1.5 Tạo tế bào gốc mới từ răng sữa

Tế bào gốc là các tế bào tồn tại ở phôi, thai, phần phụ của thai hay cơ thể trưởngthành, có khả năng tăng sinh và biệt hóa thành các tế bào khác

Sau gần 10 năm nghiên cứu, các nhà khoa học Việt Nam đã chính thức công bốphân lập và nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc từ tủy răng

Tủy răng là mô giàu tế bào gốc, có khả năng biệt hóa thành các tế bào hình thành

mô cứng, tế bào thần kinh, tế bào mỡ sau khi tổn thương

Trong quá trình hình thành răng, tương tác giữa các tế bào biểu mô và nhú răngthúc đẩy quá trình phát sinh hình thái của răng bằng cách kích thích

Các tế bào trung mô biệt hóa thành nguyên bào tạo ngà và tạo ngà bào Tủy răng

chứa các tế bào có tính tạo dòng (clonogenic), tốc độ phân chia cao, có khả năng tái tạo

mô, đây là các đặc tính của tế bào gốc Tủy răng có một số đặc tính tương đồng với mô

cơ và thần kinh Tế bào gốc tủy răng được định danh và phân lập thể hiện tốc độ phân

chia cao hơn so với các tế bào tạo xương (osteogenic cells), chúng có khả năng biệt hóa

thành các tế bào dạng nguyên bào tạo ngà (odontoblast-like cells) biểu hiện qua các

marker của nguyên bào ngà non (dentine sialophosphoprotein), và có thể tạo ra phức hợp

ngà - tủy trong thử nghiệm cấy chuyển in vitro DPSC có khả năng tạo các tế bào gốcmới hoặc biệt hóa thành nhiều dòng tế bào như nguyên bào ngà, tế bào mỡ, tế bào dạng tếbào thần kinh Nguồn gốc và vị trí chính xác của DPSC trong tủy răng chưa được xácđịnh rõ Quần thể tế bào gốc trong tủy răng ít, xấp xỉ 1 % tổng số tế bào và quá trình tíchtuổi làm giảm dần khả năng tham gia tạo mô và làm lành thương của tế bào Mô tủy củarăng khôn được sử dụng nhiều nhất trong các thử nghiệm khảo sát DPSC, ngoài ra cũng

có thể lấy từ các răng dư, mầm răng vĩnh viễn Các nghiên cứu cho thấy khi phân lập từrăng đang trong thời kỳ tạo thân răng, DPSC có khả năng phân chia cao hơn so với cácgiai đoạn muộn

1.6 Tạo tế bào gốc từ da

Các nhà khoa học Nhật và Mỹ đã khám phá ra 1 kĩ thuật mới biến tế bào da thành

tế bào gốc Hai nhóm nghiên cứu gia đã miêu tả sự thành công, chính là họ có thể biến tếbào da thành tế bào gốc tương tự tế bào gốc phôi mà không sử dụng đến hoặc hủy đi phôingười

Thực hiện điều này chỉ cần cấy 4 gen vào tế bào da, các gen này sẽ tái cấu trúc cácNST trong tế bào da biến tế bào da thành tế bào gốc là tế bào có khả năng phát triển vôtận và sinh sản ra các tế bào khác

Hình 9: Quy trình lấy, phân tách, chắc lọc và xử lý tế bào gốc1.7 Tạo tế bào gốc từ tinh hoàn

"Đàn ông có thể có một nguồn tế bào gốc đầy tiềm năng nằm giữa… 2 chân củahọ!" Các nhà khoa học Mỹ vừa phát hiện, tinh hoàn có thể là nguồn tế bào gốc để từ đó,tạo ra tế bào não, bắp thịt, máu Hứa hẹn nhiều ứng dụng trong y học sau này

Trong một nghiên cứu trên chuột, các nhà khoa học Mỹ phát hiện đượcmột loại tế bào gốc của tinh hoàn có thể trở về trạng thái tế bào gốc dạng phôi, tức là có

khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau của cơ thể Tinh hoàn của nam giới là nơi có nguồn tế bào gốc trưởng thành rất dồi dào, các tế bào gốc này giúp cho nam giới chống lại bệnh tật hoặc là tái tạo lại các cơ quan hư hỏng.

Hình 10: Tế bào gốc dạng phôi của chuột Các chuyên gia Mỹ đã tìm ra trong tinhhoàn chuột một loại tế bào gốc có thể biến thành tế bào của não, bắp thịt, máu và ngay cả

mạch máu nữa

Là một phần của những nỗ lực quốc tế trong việc phát triển tế bào gốc mà khôngdùng đến phôi, nghiên cứu này được thực hiện bởi tiến sĩ Marco Seandel, chuyên gia tếbào gốc của Viện Y khoa Howard Hughes, và các cộng sự từ 2 trường đại học Harvard vàWeill Cornell ở Mỹ

Với khám phá mới này, các nhà khoa học hy vọng sẽ tạo ra được nguồn tế bào gốcdạng phôi từ tinh hoàn để phục vụ cho mục đích trị bệnh cho con người Nhóm nghiêncứu nói vui rằng đàn ông có thể có một nguồn tế bào gốc đầy tiềm năng nằm giữa… 2chân của họ

1.8 Tạo tế bào gốc từ dây cuống rốn

Khoảng 15 năm gần đây, máu cuống rốn bắt đầu được sử dụng như một nguồn tếbào gốc tạo máu Tỷ lệ tế bào gốc tạo máu CD34 chiếm 0,2- 0,4% tế bào có nhân, caohơn hàng chục lần so với máu ngoại vi người trưởng thành Tế bào gốc máu cuống rốn cókhả năng tăng sinh cao, có thể tạo ra một số dòng tế bào khác như tế bào gốc trung mô, tế

bào đơn nhân và fibroblast trong nuôi cấy tế bào Máu cuống rốn có một số ưu điểm để

vận dụng vào kỹ thuật ghép tế bào gốc tạo máu:

+ Lượng tế bào gốc trong máu cuống rốn rất phong phú, đặc biệt là tế bào tạo cụmhỗn hợp (CFU- Mix), có khả năng biệt hóa thành các dòng tế bào máu khác nhau

+ Các tế bào miễn dịch của máu cuống rốn phần lớn đang ở trạng thái "trinhnguyên", hiệu quả đáp ứng miễn dịch thấp, ít nguy cơ gây ra bệnh lý mảnh ghép chốngtúc chủ (GVHD)

+ Nguồn máu cuống rốn rất sẵn có để xây dựng ngân hàng máu cuống rốn lớn từ

đó dễ dàng chọn lựa mẫu máu cuống rốn phù hợp HLA giữa người cho và người nhận.Việc thu thập tế bào gốc máu cuống rốn hoàn toàn không ảnh hưởng đến người cho Sosánh giữa các nguồn tế bào gốc khác nhau, chúng ta thấy mặc dù lượng tế bào tạo máu vàthể tích máu cuống rốn khá thấp nhưng các thông số về hiệu lực tạo máu lại thường caohơn so với dịch tủy xương (bảng 1)

Việc tìm ra công nghệ này có một ý nghĩa rất lớn bởi nó là câu trả lời cho tất cảnhững khó khăn và trở ngại của công nghệ tế bào gốc hiện hành Gọi nó là món quà củatạo hoá dành cho nhân loại bởi đơn giản ai cũng có dây rốn sau khi sinh.

1.9 Tạo tế bào gốc từ tóc

Các nhà khoa học Mỹ vừa tìm ra một nguồn cung cấp tế bào gốc rất tốt: đó lànhững nang tóc Đặc điểm mọc rất nhanh và thay mới liên tục của tóc làm cho nó trởthành nguồn sản xuất tế bào gốc lý tưởng cho việc trị liệu

Nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Viện hàn lâm khoa học Mỹ cho thấynhững tế bào thần kinh có thể phát triển từ những tế bào gốc của nang tóc (những tế bàonang tóc được sản sinh từ những tế bào gốc có trong những lỗ li ti ở nang tóc) Các nhànghiên cứu thuộc ĐH Pennsylvania tin rằng những tế bào gốc này có thể được sử dụng đểchữa bệnh hói đầu Bác sĩ Yasuyuki Amoh thuộc ĐH California ở San Diego còn cho biết

tế bào gốc từ nang tóc cũng có thể giúp chữa trị các rối loạn thần kinh

1.10 Tạo tế bào gốc từ nang lông

Đã có chứng minh cho thấy nang lông là một nguồn tế bào gốc dồi dào có thểđược sử dụng để hình thành các mạch máu hay mô da

Hình 11 Tế bào gốc hình thành từ nang lông

2 Một số công trình nghiên cứu về tế bào gốc

2.1 Tế bào gốc tạo máu

Ghép tế bào gốc tạo máu hay thường được gọi ngắn gọn là ghép tủy là mộtphương pháp điều trị bệnh được ứng dụng nhiều trong ngành huyết học và ung thư học.Phương pháp này thực hiện quá trình cấy ghép tế bào gốc tạo máu lấy từ tủy xương hoặc

từ máu ghép vào cơ thể người bệnh để chữa các bệnh lý huyết học, bệnh lý miễn dịch, ditruyền và một số bệnh lý ung thư khác

Hình 12: Quy trình ghép tế bào gốc tạo máu từ tủy xươngHơn 50 năm kinh nghiệm về TB gốc tạo máu các nhà khoa học đã hiểu biết khánhiều và sử dụng chúng như một liệu pháp Hiện nay việc cấy những TB gốc tạo máu đãcho thấy thành công trong việc rối loạn máu và bệnh miễn dịch.

Người ta cũng đã thử sức trong lĩnh vực sử dụng TB gốc trong hóa trị liệu bệnhung thư nhưng vấn đề này còn phải nghiên cứu nhiều Một khó khăn trong nghiên cứu lànếu thiếu thận trọng các TB ung thư đôi khi cũng được thu nhận và đưa trở vào cơ thểbệnh nhân cùng với các TB gốc

2.2 Thí nghiệm về tế bào gốc thần kinh chuột

Ở Canada và Ý, một nhóm các nhà khoa học đã ghép các tế bào gốc thần kinhchuột vào những con chuột đã bị rút hết tủy Kết quả là các tế bào gốc này thay đổi sốphận của chúng và biến thành các tế bào gốc tạo máu, những loại tế bào thường chỉ có ởtủy xương và là nguồn sản sinh ra hồng cầu và các tế bào miễn dịch khác Từ đó là mộtphần của làn sóng các nghiên cứu công bố tồn tại hiện tượng chuyển hướng biệt hóa vàđiều đó gợi ý việc có khả năng tạo ra các mô thay thế mà không cần phải hủy phôi để lấy

tế bào gốc phôi

Một nhóm nghiên cứu khác đã phải mất đến hơn hai năm làm việc cật lực họ đưa

tế bào gốc thần kinh vào 128 con chuột cũng đã bị rút tủy Tuy nhiên sau một thời giannghiên cứu họ đã không thu được kết quả và nhiều người đã công nhận sự thành công ởtrên là sự kỳ diệu Vì vậy, cho đến nay vẫn chưa có sự nhất trí chung về việc liệu hiệntượng trên có có ý nghĩa thực tiễn trong y học hay không?

2.3 Sản xuất noron từ tế bào gốc