Tế bào gốc (Stem cells) là gì?

Tế bào gốc (Stem cells) là một bước tiến vượt trội trong ngành y học hiện đại nhờ khả năng đặc biệt trong việc tái tạo và biệt hoá thành các loại tế bào đa dạng trong cơ thể. Chúng đã được sử dụng để sửa chữa và tái tạo các mô bị tổn thương ở người, điều trị nhiều tình trạng bệnh lý, mà các phương pháp điều trị truyền thống khác chưa thể đáp ứng hiệu quả.

Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc (Stem cells) là các tế bào không chuyên hóa trong cơ thể, có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau, mỗi tế bào với các chức năng riêng biệt mới với hai đặc tính:

• Khả năng tự làm mới (self-renewal): Có thể tiến hành một số lượng lớn chu kỳ phân bào mà vẫn duy trì trạng thái không biệt hóa
• Tiềm năng không giới hạn (unlimited potency): Có khả năng biệt hóa thành bất kỳ tế bào trưởng thành nào

Ví dụ như các tế bào gốc tủy xương là các tế bào chưa chuyên hóa, chúng có thể biệt hóa thành các tế bào máu như tế bào hồng cầu, tế bào bạch cầu. Và các tế bào mới này có các chức năng chuyên biệt như sản xuất kháng thể, hay vận chuyển các chất khí.

Có những loại tế bào gốc nào?

Dựa trên tiềm năng biệt hoá, tế bào gốc được chia thành: 

• Tế bào gốc toàn năng (Totipotent): Có khả năng phát triển thành tất cả các loại tế bào trong cơ thể, ví dụ như hợp tử (trứng được thụ tinh)
• Tế bào gốc vạn năng (Multipotent): Có khả năng phát triển thành tất cả các loại tế bào trong cơ thể, trừ tế bào màng phôi
• Tế bào gốc đa năng (Pluripotent): Có thể phát triển thành nhiều loại tế bào trong cơ thể, ví dụ như tế bào gốc tạo máu (hematopoietic cell)
• Tế bào gốc vài tiềm năng (Oligopotent): Ví dụ như tế bào tủy (Myeloid) biệt hoá thành 5 kiểu tế bào máu: tiểu cầu, hồng cầu, bạch cầu ái kiềm, bạch cầu ái toan, bạch cầu trung tính, đại thực bào
• …

Một số nguồn thu nhận:

• Tế bào gốc phôi (thu từ phôi)
• Tế bào gốc nhũ nhi (thu từ thai, cuống rốn, máu cuống rốn)
• Tế bào gốc trưởng thành (thu từ cơ thể trưởng thành)
• Tế bào gốc nhân tạo (tế bào gốc vạn năng cảm ứng – iPSCs)

Vai trò quan trọng trong cơ thể người

Tế bào gốc đóng vai trò như một hệ thống sửa chữa trong cơ thể. Chúng có thể phân chia để bổ sung các tế bào đã mất hoặc bị tổn thương, đồng thời giữ vai trò quan trọng trong sự  phát triển của phôi thai. Ở cơ thể trưởng thành, Stem cells góp phần duy trì và sửa chữa các mô, đặc biệt là các tế bào máu, da, và ruột nơi có quá trình thay mới liên tục.

Ví dụ, tất cả chúng ta đều cần rất nhiều tế bào máu khỏe mạnh để duy trì sự sống. Nhưng tế bào máu chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian ngắn – một số chỉ tồn tại trong vài giờ và một số khác tồn tại trong khoảng 120 ngày. Vì vậy, cơ thể bạn cần tạo ra hàng triệu tế bào máu mới mỗi ngày.

Tế bào gốc hoạt động như một khuôn mẫu để tạo ra các loại tế bào mới bằng cách tự sao chép nhiều lần. Tuy nhiên, nếu một Stem cells tự sao chép không đúng cách, có thể dẫn đến các khuôn mẫu “sai” và các tế bào không hoạt động bình thường, tiền đề cho một số bệnh rối loạn hay ung thư.

Tại sao tế bào gốc được sử dụng để nghiên cứu?

Tế bào gốc là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu vì chúng cung cấp một nền tảng để hiểu rõ hơn về các cơ chế sinh học trong phát triển và bệnh lý. Dưới đây là những lý do tế bào gốc được sử dụng phổ biến trong nghiên cứu:

• Khả năng biệt hóa linh hoạt: Nhờ vào khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau, nó có thể tạo ra các mô mẫu để nghiên cứu các bệnh như ung thư, Alzheimer, và bệnh tim mạch,…
• Khả năng mô phỏng các giai đoạn phát triển: Cho phép các nhà khoa học mô phỏng quá trình phát triển của tế bào từ giai đoạn phôi thai đến trưởng thành, qua đó hiểu rõ hơn về các giai đoạn phát triển và phát hiện sớm các rối loạn di truyền.
• Thử nghiệm thuốc, sàng lọc độc tính: Trước khi đưa vào thử nghiệm trên người, các loại thuốc có thể được thử nghiệm trên các mô Stem cells để đánh giá tính hiệu quả và an toàn.
• Công nghệ mô và cấy ghép cơ quan: Nhờ vào khả năng phát triển thành các tế bào chuyên biệt, nó có tiềm năng ứng dụng trong các liệu pháp tái tạo mô và phục hồi các tế bào bị tổn thương (tái tạo da, hình thành xương,…).
• Liệu pháp gen: Sử dụng Stem cells đưa gen vào cơ thể

Ứng dụng trong các liệu pháp điều trị

• Điều trị ung thư máu: Ghép tủy xương là một phương pháp điều trị phổ biến cho các bệnh như ung thư máu và bệnh bạch cầu. Stem cells trong tủy xương có khả năng tái tạo hệ miễn dịch và thay thế các tế bào máu bị tổn thương do hóa trị.
• Điều trị chấn thương tủy sống: Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tế bào gốc có khả năng tái tạo mô và dây thần kinh bị tổn thương trong các trường hợp chấn thương tủy sống. Điều này mang lại hy vọng cho những người bị liệt hoặc mất chức năng do chấn thương.
• Điều trị bệnh Parkinson: Parkinson là một bệnh thoái hóa thần kinh, gây mất đi các tế bào thần kinh sản sinh dopamine trong não. Các nghiên cứu gần đây cho thấy tế bào gốc có khả năng tái tạo các tế bào thần kinh bị mất và cải thiện chức năng cho người bệnh Parkinson.
• Điều trị bệnh tiểu đường tuýp 1: Ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 1, các tế bào beta sản sinh insulin bị hệ miễn dịch tấn công. Stem cells có khả năng tái tạo các tế bào beta, từ đó cải thiện khả năng kiểm soát lượng đường trong máu.
• Điều trị các tổn thương tim mạch: Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc cơ tim có thể giúp tái tạo các tế bào cơ tim bị tổn thương do nhồi máu cơ tim, đồng thời cải thiện chức năng tim.
• Điều trị bệnh thoái hóa khớp: Các tế bào gốc trung mô có thể được sử dụng để tái tạo sụn, làm chậm quá trình thoái hóa khớp và giảm đau cho người bệnh.