Tế bào gốc là gì? Y học trong lĩnh vực này đã tiến bộ đến đâu?

Bạn đã nghe khá nhiều tin tức trên các phương tiện truyền thông về tế bào gốc, và có lẽ bạn đã tự hỏi tế bào gốc là gì? chúng được sử dụng để điều trị bệnh tật như thế nào? liệu tế bào gốc có thể giúp bạn hoặc người thân mắc bệnh nghiêm trọng hay không… Đây là một số câu trả lời cho các câu hỏi thường gặp về tế bào gốc.

Tại sao lại có sự quan tâm đến tế bào gốc?

Các nhà nghiên cứu và bác sĩ hy vọng việc nghiên cứu tế bào gốc có thể giúp:

• Tăng sự hiểu biết về cơ chế của các loại bệnh tật, tại sao bệnh lại xảy ra và xảy ra như thế nào. Bằng cách quan sát tế bào gốc trưởng thành thành các tế bào trong xương, cơ tim, dây thần kinh, các cơ quan và mô khác, các nhà nghiên cứu và bác sĩ có thể hiểu rõ hơn về bệnh tật.
• Tạo tế bào khỏe mạnh để thay thế tế bào bệnh. Tế bào gốc có thể được nuôi cấy theo chủ đích để trở thành một loại tế bào nhất định, có thể được sử dụng để tái tạo và sửa chữa các mô bị bệnh hoặc bị tổn thương ở người.

Những người có thể được chữa trị bằng liệu pháp tế bào gốc bao gồm những người có tổn thương tủy sống, bệnh tiểu đường tuýp 1, bệnh Parkinson, bệnh Alzheimer, bệnh tim, đột quỵ, bỏng, ung thư và viêm khớp.

Tế bào gốc có thể được phát triển thành mô mới để sử dụng trong cấy ghép và tái tạo, mở ra rất nhiều cơ hội ứng dụng trong y học.

• Tế bào gốc có thể dùng để thử nghiệm các loại thuốc mới xem có đảm bảo an toàn và hiệu quả chữa trị không. Trước khi sử dụng thuốc mới ở người, một số loại tế bào gốc rất hữu ích để kiểm tra độ an toàn và chất lượng của các loại thuốc nghiên cứu.

Các tế bào gốc có thể được nuôi cấy thành các tế bào khác.

Các lĩnh vực nghiên cứu mới bao gồm nghiên cứu hiệu quả của việc sử dụng các tế bào gốc người đã được lập trình vào các tế bào mô đặc hiệu để kiểm tra các thuốc mới. Để kiểm tra các loại thuốc mới là chính xác, các tế bào phải được lập trình để thu được các tính chất của các loại tế bào được thử nghiệm. Các kỹ thuật để "lập trình" các tế bào thành các tế bào mong muốn tiếp tục được nghiên cứu.

Ví dụ, các tế bào thần kinh có thể được tạo ra để thử nghiệm một loại thuốc mới cho một bệnh thần kinh. Các thử nghiệm có thể cho thấy thuốc mới này có ảnh hưởng đến tế bào hay không và liệu tế bào có bị tổn hại hay không.

Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc là nguyên liệu của cơ thể - từ đó tất cả các tế bào khác có chức năng chuyên biệt được tạo ra. Dưới điều kiện thích hợp trong cơ thể hoặc phòng thí nghiệm, các tế bào gốc phân chia thành nhiều tế bào hơn được gọi là các tế bào con.

Những tế bào con này trở thành các tế bào gốc mới (tự đổi mới) hoặc trở thành tế bào chuyên biệt (phân biệt) với một chức năng cụ thể hơn, như tế bào máu, tế bào não, cơ tim hoặc xương. Không có tế bào nào khác trong cơ thể có khả năng tự nhiên để tạo ra các loại tế bào mới.

Các tế bào gốc đến từ đâu?

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một số nguồn để phân lập được tế bào gốc:

• Tế bào gốc phôi thai. Những tế bào gốc này có nguồn gốc từ phôi thai ba đến năm ngày tuổi. Ở giai đoạn này, phôi được gọi là phôi nang và có khoảng 150 tế bào.

Ở giai đoạn này phôi có hình cầu và được gọi là phôi túi (blastocyst). Blastocyst có cấu trúc gồm 3 thành phần: Một lớp tế bào bên ngoài (trophoblast), một khoang chứa đầy dịch và một nhóm có khoảng 30 tế bào vạn năng nằm lệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (inner cell mass). Dùng một loại enzyme đặc biệt để phân tách các tế bào của khối này sẽ thu được các tế bào gốc phôi.

Đây còn được gọi là những tế bào gốc đa năng (ploo-RIP-uh-tunt), có nghĩa là chúng có thể phân chia thành nhiều tế bào gốc hơn hoặc có thể trở thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Tính linh hoạt này cho phép tế bào gốc phôi được sử dụng để tái tạo hoặc sửa chữa các mô và cơ quan bị bệnh mặc dù việc sử dụng chúng ở người ngày nay chỉ giới hạn trong các chứng rối loạn về mắt như thoái hóa điểm vàng.

• Tế bào gốc trưởng thành. Những tế bào gốc này được tìm thấy với số lượng nhỏ ở hầu hết các mô của người trưởng thành, chẳng hạn như tủy xương hoặc mỡ. So với tế bào gốc phôi thai, tế bào gốc người trưởng thành có khả năng hạn chế hơn trong việc tạo ra các tế bào khác nhau của cơ thể. Tế bào gốc trưởng thành cũng có thể tìm thấy ở trẻ em, thai nhi và có thể tách chiết từ máu cuống rốn. Trong cơ thể, vai trò chủ yếu của các tế bào gốc trưởng thành là duy trì và sửa chữa tổ chức mà ở đó chúng được tìm ra.

Các tế bào gốc trưởng thành là tế bào gốc có tính đa năng, chúng có thể phát triển thành nhóm các tế bào có quan hệ mật thiết với nhau trong cùng một tổ chức.

Ví dụ tế bào gốc tạo máu có khả năng hình thành nên tất cả các loại tế bào máu khác nhau bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, lympho….

Tuy nhiên, các bằng chứng khoa học gần đây cho thấy một số loại tế bào gốc trưởng thành còn có thể có tính vạn năng, hoặc ít nhất có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau (tức là có tính mềm dẻo – plasticity).

Cho đến gần đây, các nhà nghiên cứu cho rằng các tế bào gốc trưởng thành chỉ có thể tạo ra loại tế bào tương ứng. Ví dụ, các tế bào gốc nằm trong tủy xương có thể chỉ làm tăng các tế bào máu.

Tuy nhiên, các bằng chứng đang nổi lên cho thấy các tế bào gốc trưởng thành có thể tạo ra các loại tế bào không liên quan. Ví dụ, tế bào gốc tủy xương có thể tạo tế bào xương hoặc cơ tim. Nghiên cứu này đã dẫn đến các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn sớm để kiểm tra tính hữu dụng và an toàn ở người. Ví dụ, các tế bào gốc trưởng thành hiện đang được thử nghiệm ở những người bị bệnh thần kinh hoặc bệnh tim.

• Các tế bào trưởng thành đã được biến đổi để có các tính chất của tế bào gốc phôi. Các nhà khoa học đã thành công trong việc chuyển đổi các tế bào trưởng thành thông thường thành tế bào gốc bằng cách lập trình lại gen. Bằng cách thay đổi gen trong tế bào trưởng thành, các nhà nghiên cứu có thể tái lập trình các tế bào để hoạt động tương tự như các tế bào gốc phôi thai.

Kỹ thuật mới này có thể cho phép các nhà nghiên cứu sử dụng các tế bào gốc được tái lập trình này thay vì các tế bào gốc phôi thai và ngăn ngừa việc phản ứng với hệ thống miễn dịch của các tế bào gốc mới. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa biết liệu thay đổi tế bào trưởng thành sẽ gây ra những phản ứng phụ nào ở người.

Các nhà nghiên cứu đã có thể lấy tế bào mô liên kết thường xuyên và lập trình lại chúng để trở thành các tế bào tim chức năng. Trong các nghiên cứu, động vật bị suy tim mà đã được cấy các tế bào tim mới đã cải thiện được chức năng tim và tăng thời gian sống sót.

• Tế bào gốc chu sinh (Perinatal stem cells). Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra tế bào gốc trong nước ối, bên cạnh tế bào gốc rốn dây rốn. Những tế bào gốc này cũng có khả năng thay đổi thành các tế bào chuyên biệt.

Nước ối chứa đầy trong bọc ối bao quanh và bảo vệ thai nhi đang phát triển trong tử cung. Các nhà nghiên cứu đã xác định được các tế bào gốc trong các mẫu nước ối của phụ nữ mang thai trong một thủ thuật được gọi là chọc ối, một thử nghiệm được tiến hành để kiểm tra những bất thường của thai nhi.

Vẫn cần thêm nghiên cứu về tế bào gốc nước ối để hiểu tiềm năng của chúng.

Tế bào gốc đa năng có thể phân chia thành nhiều tế bào gốc hơn hoặc có thể trở thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể.

Tại sao có tranh cãi về việc sử dụng tế bào gốc phôi thai?

Tế bào gốc phôi thai thu được từ phôi giai đoạn sớm - một nhóm các tế bào hình thành khi trứng của phụ nữ được thụ tinh với tinh trùng của nam giới trong một phòng thụ tinh nhân tạo. Do tế bào gốc phôi thai được chiết xuất từ phôi người, một số câu hỏi và vấn đề về đạo đức đã được đặt ra.

Viện Y tế Quốc gia Mỹ đã đưa ra hướng dẫn cho nghiên cứu tế bào gốc người trong năm 2009. Hướng dẫn bao gồm xác định các tế bào gốc phôi và cách chúng có thể được sử dụng trong các hướng dẫn nghiên cứu và hiến tặng cho các tế bào gốc phôi thai. Ngoài ra, hướng dẫn cho biết các tế bào gốc phôi chỉ có thể được sử dụng từ các phôi tạo ra bởi thụ tinh trong ống nghiệm khi phôi không còn cần thiết.

Những phôi này đến từ đâu?

Phôi được sử dụng trong nghiên cứu tế bào gốc phôi thai được lấy từ trứng được thụ tinh ở các phòng khám thụ tinh nhân tạo trong ống nghiệm nhưng không bao giờ được cấy vào tử cung của người phụ nữ. Các tế bào gốc được quyên góp với sự đồng ý của các nhà tài trợ. Các tế bào gốc có thể sống và phát triển trong các dung dịch đặc biệt trong ống nghiệm hoặc các đĩa petri trong phòng thí nghiệm.

Tại sao các nhà nghiên cứu không thể sử dụng các tế bào gốc trưởng thành?

Mặc dù nghiên cứu về tế bào gốc trưởng thành khá tiềm năng, nhưng các tế bào gốc người lớn có thể không linh hoạt và bền như các tế bào gốc phôi. Các tế bào gốc trưởng thành có thể không tạo ra được tất cả các loại tế bào, làm giới hạn các tế bào gốc trưởng thành có thể được sử dụng để điều trị bệnh.

Tế bào gốc trưởng thành cũng có nhiều khả năng chứa các bất thường do các mối nguy về môi trường, chẳng hạn như độc tố, hoặc từ các lỗi do các tế bào thu được trong quá trình nhân bản. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các tế bào gốc trưởng thành thích nghi hơn nhiều so với những giả thuyết ban đầu.

Các chuỗi tế bào gốc là gì và tại sao các nhà nghiên cứu lại muốn sử dụng chúng?

Một chuỗi tế bào gốc là một nhóm các tế bào mà tất cả xuất phát từ một tế bào gốc duy nhất và được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Các tế bào trong chuỗi tế bào gốc phát triển nhưng không phân biệt thành các tế bào chuyên biệt. Điều kiện lý tưởng là chúng vẫn không có các khiếm khuyết di truyền và tiếp tục tạo ra nhiều tế bào gốc hơn. Các cụm tế bào có thể được lấy từ một chuỗi tế bào gốc và đông lạnh để lưu trữ hoặc chia sẻ với các nhà nghiên cứu khác.

Liệu pháp tế bào gốc (liệu pháp tái tạo) là gì, và nó hoạt động như thế nào?

Liệu pháp tế bào gốc, còn gọi là y học tái tạo, thúc đẩy phản ứng phục hồi các mô bệnh, không hoạt động hoặc tổn thương bằng cách sử dụng các tế bào gốc hoặc các dẫn xuất của chúng. Đây là phần tiếp theo của việc cấy ghép nội tạng và sử dụng các tế bào thay vì nội tạng được hiến tặng, vốn rất hạn chế về số lượng.

Các nhà nghiên cứu phát triển tế bào gốc trong phòng thí nghiệm. Những tế bào gốc này được chế tác để chuyên biệt hóa các loại tế bào cụ thể, chẳng hạn như tế bào cơ tim, tế bào máu hoặc các tế bào thần kinh.

Các tế bào chuyên biệt sau đó có thể được cấy vào người. Ví dụ, nếu người bệnh tim, các tế bào có thể được cấy vào cơ tim. Các tế bào tim cấy ghép lành mạnh sau đó có thể đóng góp vào việc sửa chữa cơ tim bị lỗi.

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng các tế bào tủy xương ở người trưởng thành được nuôi thành những tế bào giống trái tim có thể sửa chữa mô tim ở người.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các tế bào gốc đa năng của con người bằng cách sửa đổi quá trình nhân bản.

Có tế bào gốc nào đã được sử dụng để điều trị bệnh không?

Có, bác sĩ đã thực hiện cấy ghép tế bào gốc, còn được gọi là ghép tủy xương. Trong việc cấy ghép tế bào gốc, các tế bào gốc thay thế các tế bào bị tổn thương do hóa trị liệu hoặc bệnh tật hoặc như một cách để hệ thống miễn dịch của người hiến tặng chống lại một số loại ung thư và các bệnh liên quan đến máu, như bệnh bạch cầu. Các ca cấy ghép này sử dụng tế bào gốc trưởng thành hoặc máu rốn.

Các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm tế bào gốc trưởng thành để điều trị các bệnh khác, bao gồm một số bệnh thoái hóa như suy tim.

Các vấn đề tiềm ẩn khi sử dụng tế bào gốc phôi ở người là gì?

Để có ích cho người, các nhà nghiên cứu phải chắc chắn rằng các tế bào gốc sẽ phát triển thành các loại tế bào đặc biệt mong muốn.

Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra cách điều khiển các tế bào gốc trở thành các loại tế bào cụ thể, chẳng hạn như chỉ đạo các tế bào gốc phôi trở thành tế bào tim. Nghiên cứu đang được tiến hành.

Các tế bào gốc phôi cũng có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch, trong đó cơ thể người nhận có phản ứng tấn công các tế bào gốc như những kẻ xâm lăng, hoặc chỉ đơn giản là không hoạt động bình thường, với những hậu quả không rõ. Các nhà nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu làm thế nào để tránh những biến chứng này.

Liệu liệu pháp nhân bản ở người đã thành công?

Chưa. Các nhà nghiên cứu đã không thể thực hiện thành công liệu pháp nhân bản với con người bất chấp thành công ở một số loài khác.

Tuy nhiên, trong các nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các tế bào gốc đa năng của con người bằng cách sửa đổi quá trình nhân bản. Các nhà nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu khả năng liệu pháp nhân bản ở người.