Tế bào gốc - loại, tính năng, ứng dụng

Tế bào gốc, với khả năng biến đổi, dường như là một phương thuốc tuyệt vời cho nhiều loại bệnh. Tìm hiểu xem tế bào gốc là gì, tế bào gốc đang được sử dụng để điều trị những bệnh gì và triển vọng phát triển của liệu pháp tế bào gốc là gì? Sự hoài nghi của các bác sĩ chuyên khoa đến từ đâu?

Tế bào gốc có khả năng biến đổi thành các loại tế bào khác. Liệu pháp tế bào gốc chắc chắn là một trong những khái niệm hấp dẫn và hứa hẹn nhất trong y học hiện đại. Có vẻ như danh sách các ứng dụng y tế của họ sẽ là vô tận - sửa chữa các mô bị hư hỏng, phát triển các cơ quan thay thế ...

Nhưng sự thật thì khác. Mặc dù nguồn gốc của nghiên cứu tế bào gốc diễn ra từ những năm 1960, cho đến nay việc sử dụng chúng chỉ giới hạn trong một số chỉ định rõ ràng.

Có nhiều ý tưởng về việc sử dụng tế bào gốc, tuy nhiên, việc đưa chúng vào sử dụng lâm sàng bị hạn chế bởi một số yếu tố, trong đó câu hỏi về tính an toàn của loại liệu pháp này được đặt lên hàng đầu.

Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc rất cần thiết cho sự hình thành của cơ thể con người. Trong giai đoạn phát triển sớm nhất, phôi thai người được tạo thành hoàn toàn từ các tế bào gốc. Theo thời gian, chúng trải qua những thay đổi, tạo ra tất cả các dòng tế bào tạo nên cơ thể con người.

Vai trò quan trọng thứ hai của tế bào gốc là xâm nhập vào một số mô của một sinh vật trưởng thành và hoạt động như một "kho chứa". Nếu cần, chúng có thể biến đổi thành các tế bào của một mô nhất định bị chết hoặc bị hư hỏng. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện được với một số loại mô.

Như vậy, tế bào gốc là những tế bào có khả năng biến đổi thành các loại tế bào khác chuyên biệt hơn.

Đặc điểm quan trọng nhất của tế bào gốc giúp phân biệt chúng với các tế bào khác là cách chúng phân chia.

Trong quá trình phân chia, tế bào gốc có thể tự biệt hóa, tức là tạo ra tế bào con của một loại cụ thể (ví dụ: tế bào cơ, thần kinh hoặc tế bào biểu mô).

Có nhiều loại tế bào gốc khác nhau, tùy thuộc vào bản chất của chúng: một số có thể biến đổi thành bất kỳ loại tế bào con nào, trong khi những loại khác chỉ có khả năng tạo ra các tế bào tạo nên một loại mô nhất định (thông tin thêm về điều này bên dưới).

Đặc điểm quan trọng thứ hai của tế bào gốc cũng liên quan đến sự phân chia của chúng. Trong quá trình hình thành tế bào con, tế bào mẹ không biến mất mà không để lại dấu vết. Trong quá trình phân chia, một tế bào gốc nữa được hình thành, giống hệt “tế bào mẹ”.

Như vậy, hiệu quả của một lần phân chia tế bào gốc là một tế bào gốc và một tế bào con chuyên biệt.

Cơ chế này được gọi là tự đổi mới. Nhờ đó, các tế bào gốc không bị “hao mòn” và không cho phép kích thước của bể giảm đi.

Các loại tế bào gốc

Như đã đề cập, tế bào gốc có thể biến đổi thành các loại tế bào khác khi chúng phân chia. Tế bào gốc sau đó có thể trở thành tế bào con nào không? Ồ không.

Tế bào gốc được chia thành bốn phân nhóm, tùy thuộc vào phạm vi rộng của tế bào có thể phát sinh từ quá trình phân chia của chúng.

Các tế bào gốc tạo nên phôi thai người có thể tạo ra tất cả các loại tế bào. Đổi lại, một số tế bào gốc sống trong các mô của một người trưởng thành chỉ có thể biến đổi thành một loại tế bào được xác định nghiêm ngặt để xây dựng một mô nhất định.

Sự phân chia tế bào gốc do có khả năng tạo ra nhiều loại tế bào con như sau:

• tế bào gốc toàn năng

Chúng là những tế bào có tiềm năng biệt hóa rộng nhất và có thể biến đổi thành bất kỳ loại tế bào con nào. Tế bào toàn năng tạo thành hợp tử (tế bào do tinh trùng thụ tinh với trứng), cũng như phôi thai ở giai đoạn phát triển sớm nhất của nó. Tất cả các loại tế bào tạo nên cơ thể con người đều có thể được tạo ra từ tế bào toàn năng.

• tế bào gốc đa năng

Tế bào vạn năng cũng có thể biến đổi thành nhiều loại tế bào. Tuy nhiên, tế bào nhau thai là một ngoại lệ. Các tế bào vạn năng tạo thành cái gọi là nút phôi, là một trong những cấu trúc được hình thành trong tuần đầu tiên của quá trình phát triển phôi.

Đọc thêm: Sự phát triển của thai nhi: sự phát triển của thai nhi tuần này qua tuần khác

Các tế bào đa năng của nút phôi sinh ra ba cái gọi là các lớp mầm, từ đó tất cả các mô của cơ thể chúng ta sau này phát triển. Mặc dù tên của các lớp mầm nghe có vẻ hơi phức tạp (ngoại bì, trung bì và nội bì), nhưng các mô hình thành từ chúng đều được mọi người biết đến.

Ngoại bì là da và hệ thần kinh, trung bì là hệ tuần hoàn và cơ xương, nội bì là hệ hô hấp và hầu hết hệ tiêu hóa.

• tế bào gốc đa năng

Tế bào đa năng là một nhóm tế bào gốc có tiềm năng biệt hóa hẹp hơn một chút. Mặc dù chúng vẫn có thể tạo ra một số loại tế bào, chúng thường là các tế bào cùng loại. Ví dụ điển hình của các tế bào trong phân nhóm này là tế bào đa năng của tủy xương, còn được gọi là tế bào gốc tạo máu. Chúng có thể biến đổi thành bất kỳ tế bào máu nào, chẳng hạn như hồng cầu hoặc các loại bạch cầu khác nhau. Tuy nhiên, chúng không thể tạo ra các tế bào xây dựng các mô khác.

• tế bào gốc đơn năng

Loại ô này chỉ có thể trở thành một loại con gái. Thông thường các tế bào đơn năng hoạt động như một bể chứa để đổi mới và sửa chữa các mô trưởng thành. Một ví dụ về tế bào đơn năng là tế bào gốc biểu bì, được tìm thấy trong da người.

Tế bào gốc có thể được lấy ở đâu

Có được tế bào gốc về cơ bản có thể theo hai cách.

Nguồn đầu tiên của họ là phôi người mà từ đó cái gọi là tế bào gốc phôi được phân lập. Đây là những tế bào có bản chất toàn năng hoặc đa năng, và do đó có thể biệt hóa thành tất cả các loại mô.

Loại tế bào gốc thứ hai được gọi là tế bào gốc soma (hoặc tế bào gốc "trưởng thành"). Loại tế bào này - như tên gọi - từ cơ thể người trưởng thành.

Trong điều kiện bình thường, đây là những tế bào sống ở các cơ quan khác nhau

• tủy
• cơ bắp
• gan
• làn da
• mạch máu

Trong các cơ quan này, tế bào gốc hoạt động như một bể chứa, cho phép tái tạo các mô bị tổn thương.

Không khó để đoán rằng tế bào gốc soma có tiềm năng biệt hóa hạn chế hơn so với tế bào gốc phôi. Các tế bào có nguồn gốc từ một sinh vật trưởng thành là đa năng hoặc đơn năng, nghĩa là, chúng có thể biến đổi thành các tế bào cùng loại, hoặc thậm chí chỉ một loại tế bào con.

Tìm kiếm và lấy tế bào gốc soma trong cơ thể người lớn là một thách thức khá lớn. Số lượng các loại tế bào này trong các mô rất ít.

Sau khi được thu hái, chúng rất khó nuôi trồng trong điều kiện phòng thí nghiệm, vì vậy rất khó để thu được số lượng lớn hơn.

Cho đến nay, tế bào gốc trưởng thành chỉ được lấy từ một số nguồn. Đối với tế bào gốc tạo máu, đó là:

• tủy
• máu ngoại vi
• máu dây rốn

Đổi lại, từ mô mỡ và tủy xương, bạn có thể có được cái gọi là tế bào gốc trung mô. Chúng có thể phát triển thành các loại mô khác nhau:

• khúc xương
• sụn
• cơ bắp
• mô mỡ

Các liệu pháp sử dụng tế bào gốc trung mô vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu - tính an toàn và hiệu quả của chúng vẫn chưa được xác nhận cho đến nay.

Cần nhắc thêm một loại tế bào gốc, là một loại tế bào lai giữa hai loại trên. Đây được gọi là tế bào gốc đa năng cảm ứng.

Đây là những tế bào gốc thu được từ một sinh vật trưởng thành đã được lập trình lại trong phòng thí nghiệm để tạo cho chúng những đặc điểm của tế bào mầm.

Công dụng hiện tại của tế bào gốc

Vì chúng ta đã biết các loại và khả năng biệt hóa của tế bào gốc, câu hỏi vẫn còn là - chúng được sử dụng trong y học và cách thức nào?

• tế bào gốc phôi

Tế bào gốc phôi không được chấp thuận cho bất kỳ loại liệu pháp nào. Tại sao? Đây là một số lý do.

Thứ nhất, việc sử dụng chúng liên quan đến tình huống khó xử về đạo đức. Tế bào gốc phôi được lấy từ phôi dành cho mục đích nghiên cứu, thường được tạo ra trong quy trình thụ tinh trong ống nghiệm. Các vấn đề đạo đức là một trong những yếu tố hạn chế tiến độ nghiên cứu tế bào gốc thu được theo cách này.

Trở ngại thứ hai đối với việc sử dụng tế bào mầm là hoàn toàn khoa học. Chúng là những tế bào có tiềm năng biệt hóa lớn, có thể biến đổi thành bất kỳ loại tế bào con nào. Cho đến nay, người ta vẫn chưa tìm ra phương pháp nào để kiểm soát hành vi của họ.

Tế bào gốc phôi sau khi cấy vào cơ thể người sẽ hình thành các khối u gồm nhiều tế bào khác nhau, sắp xếp ngẫu nhiên. Các loại u này được gọi là u quái (tiếng Latinh là teratoma). Chúng tôi không ngừng tìm cách để hướng tế bào mầm theo cách mà chúng biến đổi thành mô mong muốn.

Việc sử dụng tế bào gốc phôi cũng có nguy cơ bị đào thải - chúng tạo thành vật chất lạ (tương tự như cấy ghép nội tạng từ người hiến tặng không liên quan).

Nguy cơ thấp hơn nhiều khi sử dụng tế bào gốc trưởng thành được hiến tặng và nhận bởi cùng một bệnh nhân. Thủ tục này được gọi là cấy ghép tự thân.

• tế bào gốc trưởng thành

Mặc dù việc sử dụng tế bào gốc trưởng thành cũng có nhiều hạn chế nhưng cho đến nay chỉ có loại tế bào gốc này mới được sử dụng trong y học. Việc lấy tế bào gốc trưởng thành không yêu cầu nuôi cấy phôi, do đó, nó làm tăng ít tình huống khó xử về đạo đức hơn nhiều. Tế bào gốc trưởng thành được sử dụng trong các loại liệu pháp sau:

• cấy ghép tế bào gốc tạo máu

Ghép tế bào gốc tạo máu hiện là liệu pháp tế bào gốc thường quy duy nhất được áp dụng thành công trên toàn thế giới. Cái gọi là cấy ghép tủy là phương pháp điều trị nhiều bệnh lý huyết học.

Đầu tiên, chúng được sử dụng cho những bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch nguyên phát, tức là những bất thường di truyền trong hệ thống miễn dịch. Cấy ghép tủy xương thường là cách duy nhất để họ có được các tế bào miễn dịch hoạt động bình thường.

Nhóm bệnh nhân thứ hai có thể yêu cầu cấy ghép tế bào gốc tạo máu là những người có tủy xương bị tổn thương, ví dụ như do điều trị tích cực chống ung thư.

Tình huống như vậy có thể mong muốn trong trường hợp ung thư máu (ví dụ: bệnh bạch cầu), trong đó mục đích của liệu pháp là phá hủy hệ thống tạo máu được bao phủ bởi quá trình ung thư và tái tạo sau đó với sự trợ giúp của các tế bào gốc được cấy ghép.

• điều trị vết thương rộng bằng cách sử dụng tế bào gốc biểu bì

Tế bào gốc biểu bì là một cách để chữa lành các vết thương trên diện rộng như bỏng.

Toàn bộ quy trình như sau: đầu tiên, tế bào gốc biểu bì được thu thập từ một mảnh da khỏe mạnh của bệnh nhân.

Sau đó, các tế bào này được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm trong các điều kiện cho phép nhân lên nhanh chóng.

Sau khi lấy được số lượng tế bào thích hợp, chúng được đưa lên bề mặt vết thương.

Một ưu điểm nữa của liệu pháp này là cơ thể bệnh nhân không thể từ chối một loại "băng" như vậy - nó được tạo ra từ các tế bào của chính anh ta.

• điều trị nhãn khoa với việc sử dụng tế bào gốc giác mạc

Một liệu pháp khác sử dụng tế bào gốc đã được chấp thuận tương đối gần đây. Đây là một loại thuốc có chứa các tế bào gốc giác mạc, cho phép tái tạo biểu mô giác mạc (lớp trước, bên ngoài của nhãn cầu).

Như trường hợp trước, “nguồn” tế bào là chính bệnh nhân, và cụ thể hơn là mắt lành của anh ta.

Sau khi các tế bào gốc được thu thập, chúng sẽ được nhân lên trong phòng thí nghiệm và sau đó được tiêm vào mắt bị ảnh hưởng. Một dấu hiệu cho việc sử dụng liệu pháp là sự thiếu hụt các tế bào gốc giác mạc, ví dụ như do bị hư hại bởi một chất hóa học.

Tương lai của tế bào gốc

Văn bản trên tóm tắt hiện tại và như bạn có thể thấy, các ứng dụng rất hạn chế của tế bào gốc trong y học.

Chương trình nghiên cứu trong lĩnh vực này rất phức tạp và tế bào gốc vẫn đặt ra nhiều câu hỏi hơn là câu trả lời.

Theo thời gian trong giới khoa học có thông tin về những khám phá đột phá liên quan đến chúng, nhưng không may trong nhiều trường hợp, kết quả nghiên cứu được công bố lại không đúng sự thật.

Đây là trường hợp, ví dụ, trong trường hợp cố gắng lớn để cấy ghép các tế bào gốc tủy xương vào vết sẹo sau nhồi máu ở cơ tim. Các kết quả được cho là khả quan của liệu pháp như vậy đã gây ra một cuộc đổ vỡ các thử nghiệm tiếp theo ở các trung tâm lâm sàng khác, nhưng tất cả các thử nghiệm cuối cùng đều thất bại.

Vẫn cần nhiều năm nghiên cứu để sử dụng thành công và an toàn tế bào gốc trong y học.

Các nhà khoa học không ngừng cố gắng tìm hiểu thêm về cơ chế hoạt động bất thường của chúng.

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình biệt hóa tế bào gốc?

Quá trình này có thể kiểm soát được không?

Làm gì để có thể nhân chúng hiệu quả?

Những căn bệnh nan y nào cho đến nay thực sự có cơ hội chữa khỏi bằng liệu pháp này?

Những câu hỏi này và nhiều câu hỏi khác liên tục được nghiên cứu.

Điều đáng nói ở đây là, mặc dù công dụng chữa bệnh của tế bào gốc còn hạn chế, nhưng chúng lại rất hữu ích trong các lĩnh vực y học khác.

Một ví dụ là nghiên cứu các quá trình tân sinh. Tế bào gốc có thể mô phỏng một quá trình như vậy trong điều kiện phòng thí nghiệm và sau đó thử nghiệm các liệu pháp tiềm năng trên chúng (ví dụ: thuốc chống ung thư mới).

Ví dụ, nghiên cứu tế bào gốc phù hợp với ứng dụng cho:

• bệnh thoái hóa thần kinh (ví dụ như bệnh Alzheimer)
• tổn thương tủy sống
• chấn thương của hệ thống cơ xương

và cuối cùng, cố gắng tái tạo lại toàn bộ các cơ quan (ví dụ: tuyến tụy trong bệnh tiểu đường loại I).

Chúng ta phải biết rằng tế bào gốc không phải là phương pháp chữa khỏi tất cả, và mỗi ứng dụng tiềm năng đều được nghiên cứu độc lập và phải trải qua một loạt thử nghiệm lâm sàng trước khi được phê duyệt.

Cuối cùng, cũng cần cảnh báo những "phòng khám" cung cấp liệu pháp tế bào gốc mà không có bất kỳ sự cho phép nào.

Những loại thí nghiệm này kết thúc bằng cách mất tiền nhiều nhất, sức khỏe và thậm chí là tính mạng thậm chí là tồi tệ nhất.

Thư mục:

1. "Tế bào gốc trưởng thành: hy vọng và cường điệu của y học tái tạo" J. Dulak et.al. Acta Biochimica Polonica, Vol. 62, No 3/2015, 329–337
2. "Sinh học của tế bào gốc: tổng quan" P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011 tháng 9; 1 (3): 63–67.
3. "Tế bào gốc trong giác mạc" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Biol Dịch khoa học. 2015; 134: 25-41
4. "Tế bào gốc trong tái tạo da, chữa lành vết thương và ứng dụng lâm sàng của chúng" Ojeh N. et.al. Int J Mol Sci. 2015 Tháng 10 23; 16

Giới thiệu về tác giả

Krzysztof Białoży Một sinh viên y khoa tại Collegium Medicum ở Krakow, từ từ bước vào thế giới đầy thử thách liên tục của công việc bác sĩ. Cô đặc biệt quan tâm đến sản phụ khoa, nhi khoa và y học lối sống. Một người yêu thích ngoại ngữ, du lịch và leo núi.

Đọc thêm bài viết của tác giả này