TẾ bào gốc (tóm tắt)

Cơ thể chúng ta có hơn 200 loại tế bào khác nhau thực hiện các chức năng sinh lý cụ thể, ví dụ như tế bào da, tế bào cơ, tế bào máu, tế bào thần kinh… Tất cả những loại tế bào này đều hì

TẾ BÀO GỐC

1 Tế bào gốc

1.1.Khái niệm

Tế bào gốc là tế bào có khả năng biệt hoá thành nhiều loại tế bào khác để thay thế cho các tế bào bị mất đi do già và chết tự nhiên hay do chấn thương vì nhiều nguyên nhân khác nhau

Cơ thể chúng ta có hơn 200 loại tế bào khác nhau thực hiện các chức năng sinh

lý cụ thể, ví dụ như tế bào da, tế bào cơ, tế bào máu, tế bào thần kinh… 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 thai

Trong cơ thể trưởng thành, tế bào gốc được lưu giữ tại các vị trí đặc biệt gọi là

“ổ” tế bào gốc Chúng đóng vai trò là hệ thống sửa lỗi cho cơ thể nhờ khả năng phân chia không giới hạn thành nhiều loại tế bào khác nhau, nhằm thay thế các

tế bào bị chết hoặc tổn thương Đây là cách mà tế bào gốc giữ cho cơ thể cân bằng và khỏe mạnh

1.2.Nguồn gốc của tế bào gốc

Tế bào gốc hiện nay có thể được lấy từ 4 nguồn gốc khác nhau:

– Tế bào gốc phôi lấy trực tiếp từ phôi thai trong giai đoạn phôi bào tức là hợp

tử sau 6-7 ngày thụ tinh

– Tế bào gốc thai lấy từ tế bào gốc đa năng của mô bào thai bị hủy do phá thai – Tế bào gốc dây rốn lấy từ màng dây rốn và máu dây rốn của thai nhi sau khi

sinh ra

– Tế bào gốc từ người trưởng thành lấy từ các mô của người trưởng thành (tủy xương, máu ngoại vi…)

Các tế bào gốc có thể lấy ra từ phôi, thai, dịch ối, dây rốn, nhau thai, các mô khác nhau của người sau khi sinh cho đến người trưởng thành Dựa vào nguồn

mô lấy ra để phân lập so với giai đoạn phát triển phôi thai và cơ thể người ta chia các tế bào gốc thành các loại sau:

-Tế bào gốc phôi (embryonic stem cells): là các tế bào gốc được lấy từ khối tế

bào bên trong của phôi nang 4-7 ngày tuổi Đây là các tế bào chưa biệt hoá, có

tính vạn tiềm năng, có thể phát triển thành gần như bất kỳ loại tế bào nào của cơ thể

-Tế bào gốc thai (foetal stem cells): là các tế bào gốc được phân lập từ tổ chức

thai sau nạo phá thai Đây là các tế bào vạn tiềm năng hoặc đa tiềm năng, tức là chúng có tiềm năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau của các mô và

cơ quan

-Tế bào gốc nhũ nhi (infant stem cells): là các tế bào đa tiềm năng hoặc vạn

tiềm năng phân lập từ cơ thể trẻ sơ sinh, dây rốn, và từ nhau thai

-Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cells): là các tế bào chưa biệt hoá, được

tìm thấy số lượng ít trong các mô của người trưởng thành (tủy xương, máu ngoại vi, mô não, mô da, mô cơ ), được cho là có tính đa tiềm năng

-Tế bào gốc giống tế bào gốc phôi (embryonic like stem cell) hay tế bào gốc vạn tiềm năng cảm ứng (induced plutipotent stem cell) là những tế bào được tạo ra bằng cách cảm ứng các tế bào đã biệt hoá của cơ thể trở lại trạng thái giống như

tế bào gốc phôi

1.3.Phân loại tế bào gốc

Theo đặt tính hay mức độ biệt hóa

1.3.1 Tế bào gốc toàn năng hay tế bào gốc thủy tổ (totipotent stem cells)

Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào cơ thể từ một

tế bào ban đầu

Trứng đã thụ tinh và các tế bào được sinh ra từ những lần phân chia đầu tiên của

tế bào trứng đã thụ tinh (giai đoạn 2 - 4 tế bào – các blastosomer)

1.3.2 Tế bào gốc vạn năng (pluripotent stem cells)

Là những tế bào 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

Các tế bào gốc vạn năng không thể phát triển thành thai, không tạo nên được một cơ thể sinh vật hoàn chỉnh mà chỉ có thể tạo nên được các tế bào, mô nhất định

1.3.3 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 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

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

Tế bào gốc đơn năng là những tế bào gốc chỉ có khả năng biệt hóa theo một dòng

Khả năng biệt hóa theo dòng 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

2 Công nghệ tế bào gốc

2.1.Khái niệm

Là công nghệ nghiên cứu tìm kiếm, duy trì và khai thác các ứng dụng của tế bào gốc

Công nghệ tế bào gốc là ngành công nghệ nghiên cứu về tế bào gốc và những ứng dụng nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống của con người

Công nghệ tế bào gốc gồm có 3 nhóm công việc chính là:

- Tạo nguồn tế bào gốc: tìm kiếm các nguồn cung cấp tế bào gốc, tách chiết và

duy trì các tế bào gốc trong các ngân hàng hoặc phòng thí nghiệm để có nguồn

tế bào gốc thường trực sử dụng cho nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc

- Biệt hoá tế bào gốc: các tế bào gốc là các tế bào còn non trẻ chưa có cấu trúc

và chức năng chuyên biệt như các tế bào đã biệt hoá Biệt hoá tế bào gốc chính

là biến đổi các tế bào gốc từ chỗ chưa có cấu trúc và chức năng chuyên biệt thành tế bào có cấu trúc và chức năng chuyên biệt như tế bào xương, tế bào da,

tế bào cơ, tế bào gan, tế bào thần kinh

- Ứng dụng tế bào gốc: là công việc sử dụng tế bào gốc vào các mục đích khác

nhau như nghiên cứu các cơ chế sinh lý và bệnh lý của cơ thể, nghiên cứu phát triển thuốc và các biện pháp điều trị mới

Khi được cấy vào một môi trường thích hợp, tế bào gốc có khả năng tăng sinh

và biệt hóa thành nhiều loại tế bào, mô và cơ quan trong cơ thể Vì vậy, y học đã

và đang nghiên cứu để ứng dụng tế bào gốc chữa nhiều chứng bệnh như: mất trí nhớ, Parkinson, tiểu đường type 1, bệnh tim, đột quỵ, ung thư, chấn thương cột sống, viêm khớp xương mãn tính và viêm khớp dạng thấp… Bên cạnh đó, nghiên cứu tế bào gốc cũng mở ra hướng đi khả quan trong tái tạo và cấy ghép

mô, cơ quan nội tạng

Tế bào gốc phôi Tế bào gốc trưởng thành

Có ở phôi túi với số lượng lớn Có ở các mô trưởng thành, số lượng ít

Dễ nuôi cấy nhân tạo Khó nuôi cấy nhân tạo hơn

Có tính vạn năng cao hơn, dễ tăng sinh

trên nuôi cấy in vitro, cho phép tạo ra

lượng lớn

Về cơ bản có tính đa năng, có thể có tính vạn năng

Gần như bất tử Không bất tử, số lần phân chia bị giưới

hạn Nguy cơ tạo các khối u teratoma cao Vì

thế mà tế bào gốc phôi chưa được sử

dụng trên lâm sàng Để tránh tạo khối u,

cần định hướng biệt hóa tế bào gốc phôi

trước trên nuôi cấy nhân tạo

Ít nguy cơ tạo ra các khối u teratoma

Do lấy từ một cư thể khác nên TBG phôi

“lạ” với cơ thể nhận vì thế có nguy cơ gây

nên phản ứng thải ghép.

Không bất đồng miễn dịch, không gây thải ghép nếu là ghép tự thân

Nếu ghép cho một người khác thì vẫn bất đồng gây phản ứng thải ghép

Không dùn được cho ghép tự thân, trừ

trường hợp TBG tạo ra bằng kĩ thuật nhân

bản tạo phôi vô tính

Các tế bào gốc của bản thân là nguồn tế bào tốt nhất cho ghép

3 Nuôi cấy tế bào gốc

Thành phần môi trường nuôi cấy:

• Muối vô cơ

• Carbohydrate, acid béo, amino acid

• Vitamin

• Yếu tố vi lượng

• Huyết thanh

3.1.Nuôi cấy sơ cấp

Là quá trình nuôi cấy được thực hiện trực tiếp từ mảnh mô ban đầu đến khi cấy chuyền lần thứ nhất

Gồm các bước: thu nhận mô → tách rời các tế bào → nuôi cấy tế bào

3.2.Nuôi cấy thứ cấp

Là quá trình nuôi cấy được thực hiện sau lần cấy chuyền đầu tiên

Gồm các bước: loại bỏ môi trường cũ → rửa bình/đĩa nuôi → tách các tế bào

gốc bám vào đáy đĩa→pha loãng các tế bào gốc bằng môi trường mới

Thu nhận và nuôi cấy tế bào gốc từ tủy xương chuột

- Khái niệm: Biệt hóa tế bào gốc là quá trình biến đổi từ tế bào gốc không có chức năng chuyên biệt thành tế bào chuyên hóa.

- Nguyên tắc:

• Loại bỏ các tác nhân biệt hóa không định hướng.

• Cảm ứng tế bào gốc biệt hóa thành dạng tế bào mong muốn bằng các tác nhân biệt hóa thích hợp.

- Biệt hóa bằng hóa chất:

• Một số hormone, cytokine, vitamin, các ion Ca2+

• Tác động lên tế bào làm tế bào thay đổi sự biểu hiện của gen

- Biệt hóa bằng các chất nền:

• Dựa vào sự tương tác giữa tế bào và chất nền trong nuôi cấy tế bào in vitro.

• Mỗi mô khác nhau có thành phần chất nền ngoại bào ECM (Extra cellular

matrix ) của riêng nó.

• Bổ sung ECM thích hợp vào nuôi cấy in vitro giúp các tế bào gốc có thể biệt

hóa thành các tế bào mong muốn.

Thu nhận xương đùi chuột

Cắt bỏ hai đầu xương đùi

Rửa tủy xương bằng dung dịch DMEM và thu nhận huyền phù tế bào Nuôi tế bào trong dụng cụ nuôi phù hợp

Rửa lại bằng dung

dịch PBS

Lóc bỏ phần cơ và thịt

Đùi chuột vừa được thu

nhận