Tế bào gốc là gì và vai trò của tế bào gốc?
Tế bào gốc có tác dụng gì là một chủ đề đang được các nhà nghiên cứu quan tâm để tìm ra cách sử dụng các tế bào, tập trung vào mục đích điều trị các loại bệnh hiện tại chưa có phương pháp điều trị. Bài viết này được viết dưới sự hướng dẫn chuyên môn của các bác sỹ thuộc Trung tâm Công nghệ cao Vinmec. 1. Tế bào gốc là gì? Các tế bào gốc được tạo ra từ hai nguồn cơ bản: mô cơ thể trưởng thành hoặc từ phôi. Sau khi hiểu rõ tác dụngtế bào gốc là gì, các nhà khoa học đang tiến hành nghiên cứu về phương pháp phát triển tế bào gốc từ các nguồn khác bằng cách sử dụng kỹ thuật "tái lập trình" di truyền. 2. Các loại tế bào gốc Khi nghiên cứu tế bào gốc là gì, các nhà nghiên cứu đã phân loại tế bào gốc dựa trên tiềm năng để chuyển hóa thành các loại tế bào khác. Trong số này, tế bào gốc phôi được xem là tốt nhất vì khả năng trở thành mọi loại tế bào trong cơ thể. 2.1 Tế bào gốc trưởng thành Trong suốt cuộc đời, cơ thể con người giữ các tế bào gốc và sử dụng khi cần.Tế bào gốc trưởng thànhtồn tại khắp cơ thể từ lúc phôi phát triển. Ban đầu, tế bào gốc không đặc hiệu và chuyên biệt hơn so với tế bào gốc phôi
Ban đầu, tế bào gốc không đặc hiệu và chuyên biệt hơn so với tế bào gốc phôi. Tế bào gốc duy trì trạng thái này cho đến khi cơ thể cần chúng cho một mục đích cụ thể, như tạo ra tế bào da hoặc cơ. Mỗi ngày, cơ thể liên tục tạo ra các mô mới. Ở một số phần như ruột và tủy xương, các tế bào gốc thường phân chia để sản xuất các mô mới, giữ cơ thể hoạt động và sửa chữa tổn thương. Tế bào gốc xuất hiện trong nhiều loại mô khác nhau như: ● Tủy xương ● Máu và mạch máu ● Cơ xương ● Da ● Gan Tuy nhiên, quá trình tìm kiếm tế bào gốc khá khó khăn. Tế bào gốc có thể duy trì trạng thái không đặc hiệu và không phân chia trong nhiều năm, cho đến khi cơ thể cần để sửa chữa hoặc phát triển mô mới. Tế bào gốc trưởng thànhcó khả năng phân chia hoặc tự tái tạo một cách không giới hạn. Điều này có nghĩa là tế bào gốc có thể tạo ra các loại tế bào khác nhau từ nguồn cơ bản ban đầu hoặc thậm chí tái tạo lại cơ quan ban đầu một cách đầy đủ. Quá trình phân chia và tái tạo này là cách cơ thể làm lành vết thương ngoài da, hoặc gan tự khôi phục sau khi bị tổn thương
Quá trình phân chia và tái tạo này là cách cơ thể làm lành vết thương ngoài da, hoặc gan tự khôi phục sau khi bị tổn thương. Vậy, khả năng của tế bào gốc trưởng thành trong các loại tế bào gốc là gì? Trước đây, các nhà khoa học tin rằng tế bào gốc trưởng thành chỉ có thể phân biệt dựa trên nguồn gốc mô. Tuy nhiên, một số bằng chứng hiện nay đã chỉ ra rằng tế bào gốc cũng có khả năng biệt hóa để trở thành các loại tế bào khác. 2.2 Tế bào gốc phôi Từ giai đoạn sớm nhất của thai kỳ, sau khi tinh trùng đã thụ tinh trứng và phôi bắt đầu hình thành. Khoảng 3 - 5 giờ sau quá trình thụ tinh, phôi chuyển thành dạng phôi nang hoặc bóng tế bào được gọi là Blastocyst, trong đó chứa các tế bào gốc dùng để cấy vào tử cung. Nguồn gốc phôi của các tế bào gốc là gì? Tế bào gốc phôi được lấy từ Blastocyst có tuổi đời khoảng 4 - 5 ngày, thường là từ các phôi dư thừa sau quá trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Tại các trung tâm IVF, các bác sĩ thụ tinh một số trứng trong ống nghiệm để đảm bảo ít nhất một trường hợp sẽ thành công và mang thai. Khi tinh trùng thụ tinh với trứng, quá trình này tạo ra một tế bào duy nhất được gọi là hợp tử
Khi tinh trùng thụ tinh với trứng, quá trình này tạo ra một tế bào duy nhất được gọi là hợp tử. Tế bào hợp tử này sau đó bắt đầu phân chia, tạo thành 2, 4, 8, 16 tế bào và tiếp tục như vậy, từ đó hình thành phôi thai. Trước khi được cấy vào tử cung, khoảng 150 tế bào này chủ yếu là phôi nang. Blastocyst bao gồm hai phần: ● Một khối tế bào bên ngoài, trở thành một phần của nền nhau thai. ● Một khối tế bào bên trong, dự kiến sẽ phát triển thành cơ thể con người. Các tế bào gốc phôi có thể được tìm thấy trong các khối tế bào. Các nhà khoa học gọi những tế bào này là totipotent - có nghĩa là tế bào có khả năng tuyệt đối để phát triển thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Khi có các yếu tố kích thích thích hợp, các tế bào này có thể chuyển hóa thành các loại tế bào máu, tế bào da và mọi loại tế bào khác mà cơ thể cần. Trong giai đoạn sớm của thai kỳ, giai đoạn phôi nang tiếp tục trong khoảng 5 ngày trước khi phôi được cấy vào tử cung. Trong giai đoạn này, các tế bào gốc bắt đầu trải qua quá trình biệt hóa. Tế bào gốc phôi có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào hơn so với tế bào gốc trưởng thành
Tế bào gốc phôi có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào hơn so với tế bào gốc trưởng thành. 2.3 Tế bào gốc trung mô (MSC) Tế bào gốc trung mô(MSC) xuất phát từ các mô liên kết hoặc stroma xung quanh các cơ quan và mô trong cơ thể. Để tìm kiếm đáp án tế bào gốc có tác dụng gì, các nhà nghiên cứu đã sử dụng MSC để tạo ra các mô mới như xương, sụn và tế bào mỡ. Có thể một ngày nào đó, MSC sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các vấn đề sức khỏe. 2.4 Các tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS) Các nhà khoa học tạo ra các tế bào đa năng cảm ứng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng tế bào da và các tế bào mô đặc hiệu khác. Những tế bào này hoạt động tương tự như tế bào gốc phôi, do đó tế bào có thể hữu ích trong việc phát triển một loạt các liệu pháp mới. Tuy nhiên, quá trình này vẫn đòi hỏi nhiều nghiên cứu hơn. Để giải đáp phương thức phát triển tế bào gốc là gì, thì câu trả lời là các nhà khoa học trích xuất mẫu từ mô trưởng thành hoặc phôi. Sau đó, các nhà nghiên cứu đặt các tế bào này trong một môi trường được kiểm soát, nơi các tế bào sẽ tiếp tục phân chia và sinh sản mà không chuyên hóa
Các tế bào gốc đang phân chia và sinh sản trong môi trường nuôi cấy kiểm soát được gọi là dòng tế bào gốc. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu kiểm soát các dòng tế bào gốc cho các mục đích đa dạng. Các nhà nghiên cứu có thể kích thích các tế bào gốc để chuyển hóa theo một hướng cụ thể. Quá trình này được gọi là phân biệt hóa. Cho đến nay, quá trình phát triển một lượng lớn tế bào gốc từ phôi dễ dàng hơn so với tế bào gốc trưởng thành. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn tiến hành nghiên cứu với cả hai loại tế bào. 3. Tế bào gốc có tác dụng gì? Trước hết, người ghép cần hiểu rõ mục đích tồn tại của tế bào gốc là gì. Tế bào gốc không tồn tại với mục đích cụ thể nhưng lại vô cùng quan trọng vì nhiều lý do. Trước hết, với kích thích phù hợp, nhiều tế bào gốc có thể đảm nhận vai trò của bất kỳ loại tế bào nào và có thể tái tạo mô bị tổn thương trong điều kiện thích hợp. Khả năng này có thể cứu sống hoặc hồi phục vết thương và tổn thương mô ở người sau khi bị bệnh hoặc bị thương. Khi nghiên cứu tế bào gốc là gì, các nhà khoa học nhận thấy rất nhiều ứng dụng tiềm năng từ tế bào gốc
Khi nghiên cứu tế bào gốc là gì, các nhà khoa học nhận thấy rất nhiều ứng dụng tiềm năng từ tế bào gốc. 3.1 Tái tạo mô Ứng dụng tái tạo mô của tế bào gốc là gì? Đây được coi là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của tế bào gốc. Ví dụ: khi một người cần một quả thận mới, người bệnh phải chờ đợi một người hiến tặng và sau đó trải qua một ca cấy ghép. Tuy nhiên, bằng cách điều chỉnh các tế bào gốc phân biệt theo một cách cụ thể, các nhà khoa học có thể sử dụng các tế bào để phát triển một loại mô hoặc cơ quan cụ thể. Ví dụ, các bác sĩ đã sử dụng các tế bào gốc từ lớp dưới da để tạo ra mô da mới. Sau đó, các bác sĩ điều trị vết bỏng nặng hoặc tổn thương khác bằng cách ghép mô này lên vùng da tổn thương, và da mới sẽ mọc lại từ đó. 3.2 Sử dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh 3.2.1 Cách điều trị tim mạch của tế bào gốc là gì? Một nhóm các nhà nghiên cứu đã thành công tạo ra các mạch máu ở chuột bằng cách sử dụng tế bào gốc từ con người. Chỉ trong vòng 2 tuần sau khi cấy ghép tế bào gốc, mạng lưới mạch máu đã được hình thành. Chất lượng của các mạch máu mới này đã được xác nhận tương đương với các mạch máu tự nhiên
Chất lượng của các mạch máu mới này đã được xác nhận tương đương với các mạch máu tự nhiên. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng kỹ thuật này có thể giúp trong việc điều trị cho những người mắc bệnh tim mạch và các vấn đề liên quan đến mạch máu. 3.2.2 Điều trị các bệnh về não Theo tiến độ phát triển của ngành y học hiện tại, rất có thể các bác sĩ sẽ đủ khả năng ứng dụng tế bào và mô thay thế để điều trị các bệnh về não như Parkinson vàAlzheimer. Ví dụ, trong trường hợp củaParkinson, tổn thương tế bào não gây ra tình trạng mất kiểm soát về các cử động cơ bắp. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng tế bào gốc để cung cấp các mô não mới để thay thế cho các mô bị tổn thương. Quá trình này giúp phục hồi các chức năng của tế bào não chuyên biệt, từ đó giảm thiểu các vấn đề về cử động cơ bắp không kiểm soát. Để khám phá thêm về tác dụng củatế bào gốc là gìtrong điều trị các bệnh về não, các nhà nghiên cứu đã tiến hành phân biệt tế bào gốc phôi thành các loại tế bào mô não. Đây sẽ là một phương pháp điều trị các bệnh về não có tiềm năng trong tương lai. 3.2.3 Điều trị thiếu tế bào Các nhà khoa học hy vọng có thể phát triển tế bào tim khỏe mạnh mà sau đó cấy có thể ghép vào những người mắc bệnh tim
3.2.3 Điều trị thiếu tế bào Các nhà khoa học hy vọng có thể phát triển tế bào tim khỏe mạnh mà sau đó cấy có thể ghép vào những người mắc bệnh tim. Những tế bào mới này giúp điều trị và phục hồi tim bằng cách cung cấp mô tim khỏe mạnh. Ví dụ, những người mắc bệnh tiểu đường loại I được cung cấp các tế bào tuyến tụy để thay thế các tế bào sản xuất insulin bị hệ thống miễn dịch phá hủy. Hiện nay, liệu pháp duy nhất cho bệnh nhân mắc bệnh tụy là phẫu thuật ghép tụy nhưng nguồn cung tuyến tụy sẵn để ghép là rất ít. 3.2.4 Điều trị bệnh về máu Các bác sĩ thường sử dụng các tế bào gốc tạo máu trưởng thành để điều trị các bệnh như bệnh bạch cầu, thiếu máu hồng cầu hình liềm và các vấn đề suy giảm miễn dịch khác. Tế bào gốc tạo máu trong máu và tủy xương có khả năng sản xuất tất cả các loại tế bào máu, bao gồm các tế bào hồng cầu mang oxy và các tế bào bạch cầu chống lại bệnh tật. 3.2.5 Hiến tặng hoặc thu hoạch tế bào gốc Mọi người có thể hiến tặng tế bào gốc để hỗ trợ cho người thân hoặc sử dụng cho bản thân trong tương lai
3.2.5 Hiến tặng hoặc thu hoạch tế bào gốc Mọi người có thể hiến tặng tế bào gốc để hỗ trợ cho người thân hoặc sử dụng cho bản thân trong tương lai. Các nguồn hiến tặng tế bào gốc là gì? ● Tủy xương: Tế bào gốc từ tủy xương thường được lấy khi bệnh nhân được gây mê toàn thân, vị trí được lấy thường là từ xương hông hoặc xương chậu. Sau đó, kỹ thuật viên sẽ tách lấy các tế bào gốc từ tủy xương để lưu trữ hoặc hiến tặng. ● Tế bào gốc ngoại vi: Một loạt mũi tiêm sẽ được tim vào cơ thể để kích thích tủy xương sản xuất và giải phóng tế bào gốc vào hệ thống tuần hoàn. Sau đó, máu được rút ra khỏi cơ thể thông qua một thiết bị và các tế bào gốc được tách ra từ máu. Cuối cùng, các bác sĩ trả lại máu đã được tách tế bào gốc vào cơ thể. ● Máu cuống rốn: Tế bào gốc có thể được lấy từ dây rốn sau khi em bé sinh ra, mà không gây hại cho em bé. Mặc dù quá trình lấy tế bào gốc này có thể tốn kém, nhưng các lợi ích trong tương lai bao gồm: ● Dễ dàng tiếp cận tế bào gốc. ● Khả năng cấy ghép mô bị từ chối thấp hơn nếu mô đến từ chính cơ thể của người nhận
● Khả năng cấy ghép mô bị từ chối thấp hơn nếu mô đến từ chính cơ thể của người nhận. 3.2.6 Nghiên cứu và khám phá trong lĩnh vực khoa học Một số nghiên cứu vềtế bào gốc có tác dụng gìđã nhận ra rằng quá trình kích hoạt hoặc đóng gen cụ thể tạo ra các biến đổi đáng kể. Điều này giúp các nhà nghiên cứu hiểu được các gen và các biến đổi gen gây ra những hiệu ứng gì. Từ đó, các nhà khoa học có thể tìm ra nguyên nhân của nhiều bệnh lý chưa được hiểu rõ. Tình trạng phân chia và biệt hóa tế bào không bình thường thường là nguyên nhân của các bệnh lý như ung thư và các khuyết tật bẩm sinh. Khi hiểu được nguyên nhân khiến các tế bào phân chia không đúng cách, điều này giúp dẫn đến các phương pháp điều trị mới. Tế bào gốc cũng giúp ích trong quá trình phát triển các loại thuốc mới. Thay vì thử nghiệm thuốc trên tình nguyện viên, các nhà khoa học có thể đánh giá tác động của một loại thuốc đối với các mô bình thường bằng cách thử nghiệm trên mô phát triển từ tế bào gốc. 4. Vấn đề tranh cãi Một số tranh cãi đã xảy ra xoay quanh quá trình nghiên cứu tế bào gốc cũng như tế bào gốc có tác dụng gì, đặc biệt là trong việc sử dụng tế bào gốc phôi
Một trong những lập luận phản đối sử dụng tế bào gốc phôi là về tình trạng phá hủy phôi nang của con người và ngăn chặn trứng thụ tinh phát triển thành con người. Ngày nay, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm cách tạo ra hoặc sử dụng tế bào gốc không liên quan đến phôi, nhằm giải quyết những vấn đề đạo đức liên quan đến quá trình sử dụng tế bào gốc phôi. 5. Ghép người và động vật Nghiên cứu về tế bào gốc là gì bao gồm quá trình chèn tế bào từ con người vào động vật như chuột. Một số người lo ngại điều này có thể tạo ra sinh vật mang tính chất lai giữa con người và động vật. 6. Liệu pháp tế bào gốc và quy định của FDA Một số cá nhân đã cung cấp liệu pháp tế bào gốc với nhiều mục đích khác nhau như điều trị chống lão hóa. Tuy nhiên, đa số các liệu pháp này chưa nhận được sự chấp thuận của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA). Một số trong số này có thể là bất hợp pháp và có nguy cơ gây hại. Những ai đang xem xét sử dụng liệu pháp tế bào gốc nên tham khảo với nhà cung cấp để đảm bảo sản phẩm đã được phê duyệt và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả của FDA.