Nội dung

TÌM HIỂU MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN TẾ BÀO GỐC NGUYỄN THỊ HÒA LAN GV:PTTHNT TỈNH QUẢNG TRỊ # 1 NỘI DUNG BÁO CÁO - Khái quát về tế bào gốc - Sự biệt hoá các tế bào gốc - Các nguồn lấy tế bào gốc - Công nghệ tế bào gốc - Ứng dụng tế bào gốc -Nghiên cứu tế bào gốc ở Việt Nam # 2 I. KHÁI QUÁT VỀ TẾ BÀO GỐC 1.1. Khái niệm về tế bào gốc Tế bào gốc là các tế bào chưa biệt hóa, có thể tự tái tạo (self renew) và phân chia nhiều lần. Trong những điều kiện sinh lý nhất định, tế bào gốc có thể biệt hóa thành các tế bào có chức năng chuyên biệt như tế bào cơ tim, tế bào tuyến tụy, tế bào bào da, tế bào máu, tế bào thần kinh… # 3 # 4 # 5 1.2. Lược sử nghiên cứu - 1960s - Joseph Altman và Gopal Das đưa ra bằng chứng khoa học về sự di truyền tế bào thần kinh ở cơ thể trưởng thành, xảy ra hoạt động của các tế bào gốc ở não bộ - 1963 - McCulloch và Till chứng minh sự có mặt của những tế bào có khả năng tự đổi mới ở tủy xương chuột - 1978 – Các tế bào gốc máu được tìm thấy ở người - 1981 – Martin Evans, Matthew Kaufman, và Gail R. Martin nuôi cấy khối tế bào nội tại ở chuột và hình thành nên tế bào gốc phôi và hình thành thuật ngữ “tế bào gốc phôi- Embryonic Stem Cell". - - 1998 - Tế bào gốc phôi ở người được tách và nuôi cấy tạo dòng tại trường đại học Wisconsin-Madison - - 2005 – Phát hiện nhóm tế bào gốc thứ ba có trên dây rốn máu có nguồn gốc từ các tế bào gốc giống như phôi (CBEs), nguồn gốc từ dây rốn # 6 - Tháng 1/ 2007 – Phát hiện tế bào gốc mới ở màng ối. - Tháng 1/ 2008 – Các dòng tế bào gốc phôi người được tạo ra mà không cần phải phá huỷ phôi. Tháng 1/ 2008 – Phát triển túi phôi người thành dòng sau khi chuyển nhân của tế bào dinh dưỡng với nguyên bào trưởng thành. Tháng 2/ 2008 - Tạo dòng tế bào gốc vạn năng từ gan, dạ dày của chuột trưởng thành: các tế bào iPS gần giống với tế bào gốc phôi và không có sự di truyền khối u. # 7 1.3.Đặc điểm của tế bào gốc Tế bào gốc là tế bào không chuyên dụng - Tế bào gốc không chứa một cấu trúc mô đặc biệt nào nên nó cũng không thực hiện một chức năng chuyên dụng nào. - Một tế bào gốc không thể phối hợp với các tế bào gần đó để lưu thông máu trong cơ thể (như tế bào cơ tim); nó không thể mang các phân tử ôxy trong dòng máu (như hồng huyết cầu); nó không thể đốt cháy điện hóa học giúp cơ thể có thể di chuyển, nói năng (như tế bào thần kinh). Tuy nhiên, các tế bào gốc không chuyên dụng này lại có thể biến đổi thành các tế bào chuyên dụng như tế bào cơ tim, tế bào máu, tế bào não... # 8 Tế bào gốc có thể tự phân chia và tái tạo trong thời gian dài Không giống như tế bào cơ, tế bào máu hay tế bào não - không thể tự tái tạo, tế bào gốc có thể tự tái tạo và tái tạo nhiều lần. Trong các phòng thí nghiệm, một lượng tế bào gốc tương đối có thể tái tạo thành hàng triệu tế bào gốc khác trong thời gian vài tháng Tế bào gốc có thể biến đổi thành tế bào chuyên dụng Khi tế bào gốc biến đổi thành tế bào chuyên dụng, quá trình này được gọi là sự phân ly + Yếu tố bên trong được kiểm soát bởi gen của tế bào nằm trên các chuỗi ADN, có khả năng mang tải thông tin về cấu trúc và chức năng của tế bào + Các yếu tố bên ngoài là các hóa chất do các tế bào khác kiểm soát, là sự tương tác với các tế bào khác và một số phân tử trong môi trường vi mô. # 9 1.4. Vai trò của tế bào gốc đối với sự sống của con người Tế bào gốc là tế bào nền móng của tất cả các tế bào, mô và cơ quan trong cơ thể. Về cơ bản, mọi tế bào trong cơ thể người đều có nguồn gốc từ trứng đã thụ tinh (còn được gọi là hợp tử) – chính là sự kết hợp giữa tinh trùng và trứng. Nhưng cơ thể chúng ta có đến hơn 200 loại tế bào khác nhau, chứ không phải chỉ một loại duy nhất. 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. Trong giai đoạn này, cũng như giai đoạn phát triển sau đó, các loại tế bào gốc đã hình thành nên tế bào chuyên biệt hay biệt hóa để rồi thực hiện các chức năng cụ thể trong cơ thể người; ví dụ như tế bào da, tế bào máu, tế bào cơ và tế bào thần kinh. # 10 # 11 # 12 # 13 1.5. Phân loại tế bào gốc Xét về khả năng biệt hoá, các tế bào gốc có một trong 4 khả năng sau -Tế bào gốc toàn năng hay tế bào gốc thủy tổ -Tế bào gốc vạn năng (pluripotent stem cells) -Tế bào gốc đa năng (multipotent stem cells) -Tế bào gốc đơn năng Xếp loại theo nguồn gốc phân lập -Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells-ESCs) -Tế bào mầm phôi (Embryonic germ cells) -Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells/Somatic stem cells) - Tế bào gốc ung thư # 14 II. Quá trình phân chia và biệt hóa tế bào gốc Các tế bào gốc có thể phân chia hay có khả năng tự đổi mới bản thân, cho phép chúng tạo ra một loạt các loại tế bào từ các cơ quan hay thậm chí toàn bộ cơ quan. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình biệt hoá + Các gene bên trong mỗi tế bào + Các chất hoá học được giải phóng bởi các tế bào xung quanh hay do sự tương tác với tế bào khác… Hai con đường để tái sinh và biệt hoá - Trực tiếp tạo ra tế bào biệt hoá bằng cách phân chia bất đối xứng - Tạo ra nhiều quần thể tế bào và dưới tác động của các dấu hiệu # 15 Tế bào thần kinh Tế bào gốc thần kinh Tế bào gốc thần kinh phân chia bất đối xứng: một dòng biệt hoá còn dòng kia vẫn là tế bào gốc thần kinh # 16 Sự biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau từ tế bào gốc # 17 III. Các nguồn lấy tế bào gốc 3.1.Tạo tế bào gốc từ phôi người - Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa thông báo cho biết đã tạo ra được tế bào gốc phôi người và phát triển thành các mô, hợp với gen của người bệnh để có thể cấy ghép mà không sợ bị hệ miễn dịch đào thải - Tế bào gốc phôi người được coi là loại tế bào rất linh hoạt có thể phát triển tại bất kỳ tế bào nào trong cơ thể. Các nhà khoa học hy vọng có thể dùng chúng để tạo các mô thay thế nhằm điều trị nhiều chứng bệnh - Nguyên nhân tranh cãi trong chương trình nghiên cứu này là phải hủy phôi người để có thể lấy tế bào gốc # 18 3.2. Nguồn tế bào gốc mới từ Kinh nguyệt phụ nữ - Người ta vừa khám phá, máu ở người phụ nữ trong chu kỳ kinh có chứa một loại tế bào gốc có khả năng sao chép cao hơn rất nhiều so với các tế bào gốc lấy từ máu dây rốn và tủy xương. Theo một nghiên cứu mang tính đột phá, các chuyên gia ở Mỹ đã phát hiện trong trong những tế bào làm dày thành tử cung trong chu kỳ kinh nguyệt có chứa một loại tế bào gốc mới, được gọi là “tế bào tái tạo màng trong tử cung” (Endometrial Regenerative Cells – ERC) A: Hình thái của những tế bào máu đơn nhân được phân lập từ máu kinh nguyệt B: Hình thái của những tế bào máu đơn nhân sau 2 tuần nuôi cấy C: Số lượng tế bào được sao chép sau 1 tuần D: Số lượng tế bào được sao chép# sau 19 2 tuần Theo nhóm nghiên cứu, tế bào ERC có khả năng phát triển thành ít nhất 9 loại tế bào khác nhau, trong đó có tim, gan và phổi. Chúng có thể được sử dụng trong điều trị và thay thế những tế bào già cỗi hoặc bị hư hại. ERC có thể được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm với qui mô lớn, có khả năng sao chép 70 lần trong một khoảng thời gian rất ngắn. Tốc độ tái tạo này nhanh hơn rất nhiều so với những tế bào được lấy từ máu dây rốn và tủy xương Theo nhóm nghiên cứu, chỉ 5 ml máu kinh nguyệt được lấy từ một người phụ nữ khoẻ mạnh cũng cung cấp đủ lượng tế bào gốc để sản xuất tế bào tim sau 2 tuần nuôi cấy # 20 3.3. Tế bào gốc từ trứng chưa thụ tinh Các nhà khoa học đã tạo ra được một dạng tế bào gốc của người bằng cách kích thích trứng chưa thụ tinh, thay vì từ phôi. Thành tựu này mở ra triển vọng mới trong việc sản xuất các mô để cấy ghép an toàn cho phụ nữ. Với bước tiến y học quan trọng này, trong tương lai, nếu một người phụ nữ cần cấy ghép để trị bệnh, như bệnh tiểu đường hay chấn thương cột sống, thì người đó có thể cung cấp trứng cho các chuyên gia để tạo ra mô cấy ghép mà không sợ bị đào thải bởi cơ thể người phụ nữ đó. Nhưng tiến trình tạo ra tế bào gốc như thế sẽ phá hủy phôi người – đó là điều mà nhiều người phản đối vì cho rằng như thế là phi đạo đức. Trong khi đó, nghiên cứu mới này cố gắng tạo ra tế bào gốc phôi người theo một hướng đi khác: kích thích trứng chưa thụ tinh của một phụ nữ để tạo ra sự phát triển phôi # 21 3.4. Nguồn tế bào gốc từ nước ối thai phụ Các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện một nguồn cung cấp tế bào gốc dồi dào từ màng ối của thai phụ, có thể dùng để tái tạo các loại mô khác nhau như cơ, xương, mỡ, mạch máu, thần kinh và gan. - Các tế bào gốc này được lấy từ màng ối của thai phụ, do đó tránh được việc phải phá hủy phôi thai, một hành động vẫn đang gây nhiều tranh cãi. Phát hiện này đã tạo cơ hội cho việc đẩy mạnh nghiên cứu tế bào gốc phục vụ công tác chữa bệnh cho người # 22 3.5. Nguồn tế bào gốc mới từ Răng sữa Giới khoa học vừa phát hiện răng của trẻ sơ sinh là một nguồn tế bào gốc. Chúng có thể giúp bác sĩ nha khoa điều trị răng bị tổn thương và thậm chí là chữa tổn thương thần kinh hoặc các căn bệnh thoái hoá. # 23 3.6. Tạo tế bào gốc từ da Các nhà khoa học Nhật và Mỹ đã khám phá ra 1 kĩ thuật mới biến tế bào da thành tế bào gốc. Hai nhóm nghiên cứu gia đã miêu tả sự thành công, chính là họ có thể biến tế bào da thành tế bào gốc tương tự tế bào gốc phôi, mà ko sử dụng đến hoặc huỷ đi phôi người. Thực hiện điều này chỉ cần cấy 4 gen vào tế bào da, các gen này sẽ tái cấu trúc các NST trong tế bào da biến tb da thành tb gốc là tế bào có khả năng phát triển vô tận và sinh sản thành các tb khác Kỹ thuật cũ (chuyển nhân) ở bên trái - còn gọi là nhân bản trị liệu và bên phải là kỹ thuật mới, không cần sử dụng đến trứng, cũng không tạo ra phôi người # 24 3.7. Nguồn tế bào gốc từ Tinh hoàn Tinh hoàn của nam giới là nơi có nguồn tế bào gốc trưởng thành rất dồi dào, các tế bào gốc này giúp cho nam giới chống lại bệnh tật hoặc là tái tạo lại các cơ quan hư hỏng Trong một nghiên cứu trên chuột, các nhà khoa học Mỹ phát hiện được một loại tế bào gốc của tinh hoàn có thể trở về trạng thái tế bào gốc dạng phôi, tức là có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau của cơ thể. Với khám phá mới này, các nhà khoa học hy vọng sẽ tạo ra được nguồn tế bào gốc dạng phôi từ tinh hoàn để phục vụ cho mục đích trị bệnh cho con người # 25 3.8. Tế bào gốc từ dây cuống rốn - Công nghệ bóc tách tế bào gốc từ màng dây rốn và dây rốn do GS - BS Phan Toàn Thắng phát hiện có ý nghĩa rất lớn trong sử dụng tế bào gốc vào nghiên cứu và điều trị, - Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cells) và tế bào gốc nhũ nhi (infant stem cells) được coi là an toàn hơn cả. Hai loại này không tạo khối u ác và đã được sử dụng trong lâm sàng điều trị rất nhiều năm mà không có tai biến tạo u ác tính. Do đó, ứng dụng tế bào gốc từ màng dây rốn được coi là phương pháp an toàn nhất. Vì màng dây rốn và dây rốn phát triển từ phôi thai ở tháng thứ 1 và được thu giữ lại ở tháng thứ 9 nên tính chất tế bào gốc còn rất tốt. Những người khoẻ mạnh thì sẽ trẻ lâu hơn vì khả năng chống lão hóa của tế bào gốc. # 26 Ưu điểm của công nghệ tách tế bào gốc từ màng dây rốn - Không vi phạm y đức, không gây tổn thương cho cả mẹ và con trong quá trình thu giữ dây rốn. - Quá trình thu giữ dễ dàng nên việc lưu giữ bảo quản đông lạnh rất thuận lợi và hiệu quả cho việc sử dụng tế bào gốc màng dây rốn để điều trị cho gia đình và bản thân trong tương lai (như một loại bảo hiểm) các loại bệnh như: Bỏng, tổn thương da, gãy xương, teo cơ, tổn thương sụn và gân, liệt tủy, tiểu đường, nhồi máu cơ tim, tai biến mạch máu não, Parkinson... và thậm chí có thể dùng cho thẩm mỹ và chăm sóc sắc đẹp. - Kỹ thuật nuôi cấy không quá phức tạp và tốn kém nên các nước đang phát triển có thể sớm áp dụng công nghệ này. # 27 3.9. Nguồn cung cấp tế bào gốc từ tóc, nang lông Các nhà khoa học Mỹ vừa tìm ra một nguồn cung cấp tế bào gốc rất tốt: đó là những nang tóc. Đặc điểm mọc rất nhanh và thay mới liên tục của tóc làm cho nó trở thành nguồn sản xuất tế bào gốc lý tưởng cho việc trị liệu. Nghiên cứu của các nhà khoa học thuộc Viện hàn lâm khoa học Mỹ cho thấy những tế bào thần kinh có thể phát triển từ những tế bào gốc của nang tóc (những tế bào nang tóc được sản sinh từ những tế bào gốc có trong những lỗ li ti ở nang tóc). Các nhà nghiên cứu thuộc ĐH Pennsylvania tin rằng những tế bào gốc này có thể được sử dụng để chữa bệnh hói đầu. Bác sĩ Yasuyuki Amoh thuộc ĐH California ở San Diego còn cho biết tế bào gốc từ nang tóc cũng có thể giúp chữa trị các rối loạn thần kinh. Đã có bằng chứng cho thấy nang lông là một nguồn tế bào gốc dồi dào có thể được sử dụng để hình thành các mạch máu hay mô da # 28 3.10. Lấy tế bào gốc từ mầm răng khôn Trong nghiên cứu mới đây của Nhật Bản, tế bào gốc lấy từ mầm răng có thể nhanh chóng phát triển thành mô gan hoặc xương. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện rằng mầm răng có thể chuyển thành tế bào xương, thần kinh hoặc gan bằng cách kích thích mầm răng bằng hoócmôn. Các nhà khoa học Nhật Bản cho biết mầm răng biến mất khi răng được tạo thành, nhưng mầm răng khôn vẫn ở trong xương hàm cho đến khi con người lên 10 – 16 tuổi. Phương pháp kích thích mầm răng bằng hoócmôn của các nhà khoa học Nhật Bản tạo ra tế bào các cơ quan nhanh hơn cách sử dụng tế bào gốc từ tủy xương. Phương pháp mới này mang lại hy vọng cho việc phát triển những loại thuốc phục hồi dùng mầm răng khôn của người thu được trong điều trị chỉnh răng # 29 IV. CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC 4.1. TẾ BÀO GỐC PHÔI- EMBRYONIC STEM CELLS (ESC) Nguồn gốc: Tế bào gốc phôi có nguồn gốc là các tế bào nội tại IMC của phôi ở giai đoạn phôi bào (4-5 ngày sau thụ tinh). . Đặc điểm: - ESC mang các đặc điểm cơ bản của tế bào gốc: không chuyên hóa, tự tái sinh, khả năng biệt hóa. - ESC là tế bào gốc vạn năng: có khả năng tạo thành các tế bào ở tất cả 3 lá phôi. Từ các tế bào ở 3 lá phôi sẽ biệt hóa thành các tế bào thực hiện chức năng chuyên hóa thuộc các mô khác nhau. # 30 # 31 Sự phát triển của ECS trong môi trường in vitro Sau khi trứng được thụ tinh trong môi trường invitro, các sự kiện diễn ra như sau: - Sau 24 – 25h, hợp tử tiến hành phân chia lần đầu tiên tạo thành 2 tế bào. Sau 40 – 50h là 4 tế bào. Sau 72h tạo thành 8 tế bào. Và sau 4 ngày tạo thành một phôi gồm 16 tế bào (phôi dâu). Đến ngày thứ 5 – 6 tạo thành một phôi bào blastocyst - Ở người, blastocyst ngày thứ 5 có khoảng 200 – 250 tế bào. Trong đó chỉ có khoảng 30 – 34 tế bào IMC # 32 Các IMC được tách khỏi phôi bào và nuôi cấy trong môi trường thích hợp sẽ phát triển tạo thành các quần thể ESC. Bề mặt đĩa nuôi cấy ESC được bao phủ lớp tế bào gốc da của chuột (mouse fibroblast cells) đã bị mất khả năng phân chia. Vai trò của lớp tế bào này là vừa tạo màng dính giúp ESC bám vào, vừa cung cấp chất dinh dưỡng cho các ESC phát triển. Vì thế lớp tế bào này con được gọi là tầng nuôi dưỡng (feeder layer) - Nếu lớp màng nuôi cấy (feeder layer) bị lấy đi, các ESC có cơ hội tập hợp lại thành cụm theo không gian 3 chiều (embryoid bodies), chúng sẽ tự động thực hiện quá trình biệt hóa Để điều khiển được quá trình biệt hóa của các ESC, các nhà khoa học phải thực hiện các biện pháp: thay đổi các chất hóa học trong môi trường nuôi cấy, thay đổi bề mặt nuôi cấy, sửa đổi tế bào bằng cách chèn các gen đặc biệt vào. # 33 4.2. TẾ BÀO MẦM PHÔI - EMBRYONIC GERM CELLS (EGC) -Tế bào mầm là những tế bào bình thường, còn trong tình trạng trứng nước, có thể được nuôi dưỡng cho lớn để trở thành các loại mô bào trưởng thành khác. - Mầm là nguồn gốc từ đó nảy sinh ra toàn bộ các thành phần của một sinh vật, từ thảo mộc tới động vật. Mầm của mọi bộ phận con người xuất phát từ một trứng nữ được tinh trùng thụ tinh, tạo ra một hợp tử có 46 nhiễm sắc thể mà một nửa di truyền từ người cha, nửa kia từ người mẹ. - Tế bào mầm có nguồn gốc từ nhiều loại tế bào, tùy theo từng giai đoạn của thai kỳ. Loại thứ nhất, tế bào mầm từ phôi thai, mạnh tuyệt đối với khả năng sinh ra mọi thứ tế bào khác. Loại thứ hai đa năng có thể sinh ra một số mô bào. Loại thứ ba đã trưởng thành, đã được phân loại và chỉ cho một thứ mô bào nhất # 34 định. Tế bào mầm có nguồn gốc từ mào sinh dục (vị trí là tiền thân của cơ quan sinh dục sau này) của phôi phát triển 8 tuần tuổi. Tế bào mầm về sau sẽ tạo thành giao tử trong cơ thể trưởng thành. - Tế bào mầm thực chất là tế bào gốc vạn năng có thể tạo thành dẫn xuất của 3 lá phôi trong môi trường nuôi cấy. Từ đó tạo ra hầu hết các loại tế bào trong cơ thể. # 35 4.3. TẾ BÀO GỐC TRƯỞNG THÀNH- ADULT STEM CELLS (ASC) Tế bào gốc trưởng thành là những tế bào gốc đa năng nằm xen lẫn với các tế bào chuyên hóa khác trong một mô hoặc một tổ chức, và có thể biệt hóa thành các tế bào thuộc mô hay tổ chức đó. Nguồn gốc của tế bào gốc trưởng thành hiện nay vẫn chưa được biết đến cụ thể. - Tế bào gốc trưởng thành hiện diện ở các mô với một lượng rất ít. Hiện nay theo các nhà khoa học, các mô của cơ thể người trưởng thành có chứa các tế bào gốc bao gồm: não, tủy xương, mạch máu, gan, cơ xương, da và thận. # 36 - Vai trò cơ bản của các tế bào gốc trưởng thành là bảo dưỡng và sửa chữa các mô, cơ quan mà chúng hiện diện ở đó bằng cách tạo ra các tế bào thay thế những vùng bị phá hủy hay thương tổn. Chẳng hạn như: các tế bào gốc máu (Hematopoietic stem cells) tạo ra tế bào hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu...; các tế bào gốc da tạo ra các tế bào da, tế bào gốc thần kinh tạo ra tế bào thần kinh, tế bào gốc ruột tạo tế bào ruột... Tế bào gốc trưởng thành có thể được phục hồi bởi các mô lấy từ bệnh nhân, nuôi dưỡng trong các dĩa cấy và kích thích để phát triển thành nhiều loại tế bào trưởng thành. Việc sử dụng tế bào gốc cho phương pháp trị liệu, thay vì dùng tế bào gốc phôi, có nhiều thuận lợi và mang một ý nghĩa quan trọng đối với lĩnh vực khoa học, luân lý và chính tri. # 37 4.4. TẾ BÀO GỐC UNG THƯ – CANCER STEM CELLS (CSC) CSC được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1997 trong một nghiên cứu về bệnh bạch cầu bởi John Dick và cộng sự tại trường đại học Toronto. - Có thể hiểu một cách đơn giản CSC là các tế bào đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng của khối u và chúng có khả năng khởi phát một khối u. CSC có những đặc điểm giống với tế bào gốc. Tuy nhiên, một tế bào gốc bình thường có khả năng kiểm soát sự phân chia, còn CSC thì không. Chính vì thế, tuy CSC thường chiếm tỷ lệ rất ít trong khối u nhưng lại có trách nhiệm chính trong sự tăng trưởng của khối u. # 38 Một tế bào gốc bình thường trong một mô khi tiến hành phân chia sẽ tạo thành 1 tế bào gốc và 1 tế bào tiền thân (progenitor cell). Tế bào tiền thân là tế bào bị mất khả năng phân chia và có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên hóa. - Tuy nhiên, CSC lại mất khả năng kiểm soát sự phân chia đó. Chúng có thể phân chia bình thường hoặc bất thường. Trong 1 lần phân chia từ 1 CSC có thể tạo thành 2 CSC giống chúng. Điều đó giải thích tại sao các khối u thường tăng nhanh kích thước, và trong khối u thường có các tế bào biệt hóa thuộc các mô khác nhau như: lông, tóc, biểu mô.... # 39 - Các nghiên cứu về CSC đã phần nào giải thích được cơ chế gây bệnh và trả lời được câu hỏi tại sao bệnh có thể tái phát sau khi điều trị. Các CSC có cơ chế bảo vệ và lẫn trốn, đồng thời chúng còn có khả năng chịu đựng phóng xạ và hoá trị liệu. Do đó, hầu hết các phương pháp điều trị ung thư hiện nay khó có thể “nhổ cỏ tận gốc” các tế bào này. CSC đóng vai trò chính trong quá trình di căn ung thư, chúng có liên kết lỏng lẻo trong khối u và có thể di chuyển tự do trong máu. - Các thành công trong nghiên cứu ung thư thông qua CSC đã mở ra nhiều triển vọng trong phương pháp trị liệu: phương pháp phân biệt chức năng các quần thể tế bào trong khối u, phương pháp nhận diện và kiểm tra các liệu pháp kháng ung thư trực tiếp trên khối u. # 40 Sự nhân lên của tế bào gốc ung thư vú # 41 Quá trình hình thành CSC: tế bào tiền thân bị đột biến tự làm mới của tế bào gốc Sai hỏng trong quá trình biệt hoá Giả thuyết về sự hình thành tế bào gốc ung thư liên quan đến p53 # 42 Hốc tế bào gốc Rối loạn Tín hiệu bất thường Tế bào gốc CSC Sự biến đổi của hốc tế bào gốc # 43 Tế bào gốc ung thư có diệt được không? Những tế bào gốc gây ung thư này thường cư trú trong các mao mạch được viền quanh bởi nhiều tế bào có màng trong. Và chính những tế bào có màng trong này đã tiết ra những chất hóa học giúp tế bào gốc sống được. Vì vậy, phá vỡ những mao mạch này đồng nghĩa với việc cắt đứt nguồn sống của tế bào ung thu gốc vốn liên tục sản sinh những tế bào mới để nuôi dưỡng khối u lớn lên mỗi ngày. Tế bào ung thư gốc (màu tím đậm) sống gần mao mạch và sản sinh tế bào mới (màu tím nhạt) nuôi lớn khối u. Chúng chết khi mao mạch bị phá vỡ dưới tác dụng của thuốc. # 44 V. ỨNG DỤNG TẾ BÀO GỐC 5.1. Các hướng ứng dụng  Cơ sở của liệu pháp tế bào  Tái tạo mô cơ-xương qua thủ thuật ghép các tế bào gốc phôi trung bì hay các bệnh về xương, sụn trong chấn thương chỉnh hình  Tái tạo da cho bệnh nhân bị bỏng Nuôi cấy mô, cơ quan bị hư hỏng, hạn chế hiện tượng loại thải. Sử dụng trong thẫm mỹ # 45  Liệu pháp điều trị căn bệnh ung thư Các CSC có cơ chế bảo vệ và lẫn trốn, đồng thời chúng còn có khả năng chịu đựng phóng xạ và hoá trị liệu: + CSC liên kết lỏng lẻo trong khối u và có thể di chuyển tự do trong máu. + Gia tăng của các protein có thể gắn và chống lại các gốc oxygen tự do (ROS). Liệu pháp dòng tế bào gốc để điều trị ung thư # 46 - Bệnh tim mạch: Các bệnh về tim mạch là nguyên nhân dẫn đến cái chết của hơn 17 triệu người trên thế giới mỗi năm. Một tỉ lệ lớn trong số đó có liên quan tới các hỏng hóc của mô cơ tim gây ra chứng suy tim và nhồi máu cơ tim. TheraVitae đã nổi lên như là trung tâm “đầu ngành” trị liệu bệnh tim bằng kỹ thuật tế bào gốc, đã đăng ký sở hữu với tên gọi là kỹ thuật VesCell™. Tháng 5-2005, bác sĩ Amit Patel (của Trung tâm y khoa tái tạo gen, Đại học Pittsburgh, Mỹ) đã lần đầu tiên cấy tế bào gốc ngay vào tim bệnh nhân theo phương pháp này. Phương pháp VesCell™ như sau: 1/ Trích lấy tế bào từ máu bệnh nhân. # 47 2/ Do lượng tế bào gốc “hữu dụngcủa bệnh nhân rất ít nên sẽ chọn lọc những tế bào “khả dụng”, rồi nuôi trong một môi trường thích hợp, biến chúng thành hàng triệu tiền tế bào mạch máu (ACP) có khả năng biệt hóa (thành một loại tế bào như tế bào da, gan, tim, phổi... và chỉ tạo ra đúng loại tế bào ấy mà thôi). Quá trình nuôi tế bào này kéo dài khoảng một tuần. 3/ Đưa vào tim bệnh nhân các tiền tế bào. Một khi được cấy lại vào tim, các tiền tế bào này sẽ tạo ra những thay đổi trong các tế bào của động mạch và các tế bào cơ tim, phục hồi cơ tim và tế bào động mạch. Trong vòng một tháng, bệnh nhân sẽ cảm thấy tim “yên ổn”, ít đau thắt ngực hơn. 4/ Phương pháp này ít “xâm lấn” tức ít “đụng chạm dao kéo” như phương pháp mổ bắc cầu mà mỗi lần lên bàn mổ đều có một tỉ lệ bất trắc nhất định. Cũng không “xâm lấn” gây đau đớn như phương pháp cấy tế bào tủy sống (nguồn: www.theravitae.com). # 48 - Bệnh Parkinson: Bệnh Parkinson hay còn gọi là bệnh liệt rung là căn bệnh được gây ra bởi sự suy thoái chức năng thần kinh. Nguyên nhân chính của bệnh là do hơn 80% các neuron có nhiệm vụ sản xuất chất truyền tín hiệu (dopamine) giữa các phần của não bị chết. Biểu hiện của những người bệnh Parkinson là bị rung tay chân và cuối cùng là bị liệt. Yasushi Takagi và cộng sự thuộc ĐH Kyoto đã sử dụng hoá chất để làm khỉ mắc một chứng bệnh tương tự như Parkinson. Tiếp đến, họ trích tế bào gốc từ phôi khỉ và biến chúng thành tế bào thần kinh. Sau đó, họ cấy tế bào thần kinh vào não của khỉ mắc bệnh. Kết quả cho thấy, các triệu chứng của bệnh Parkinson thuyên giảm hẳn. Khi mổ sọ khỉ, nhóm nghiên cứu phát hiện các tế bào cấy ghép đã phát triển trong não của chúng. # 49 Bệnh tiểu đường: Bệnh tiểu đường là nỗi phiền muộn của 120 triệu người trên thế giới, và theo thống kê của tổ chức y tế thế giới WHO số người mắc bệnh tiểu đường sẽ lên đến 350 triệu người vào năm 2025. - Trong các dạng bệnh tiểu đường, loại I là gây nguy hiểm hơn cả. Tiểu đường loại I gây ra do hệ thống miễn dịch của chính người bệnh phá hủy tế bào beta có chức năng sản xuất insuline của tuyến tụy. - Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng có thể sử dụng các tế bào gốc trưởng thành để tạo tế bào beta và cuối cùng có thể sử dụng chúng để cấy vào tụy của người bệnh. Một báo cáo gần đây cho thấy các tế bào gốc trưởng thành từ tuyến tụy của chuột có thể tạo thành các tế bào đảo tụy và cả tế bào thần kinh. Ngoài ra, các tế bào gốc ở gan có thể tạo thành insulin. Những nghiên cứu trên đã đem lại hi vọng trong việc chữa trị bệnh tiểu đường bằng liệu pháp tế bào. # 50 Nhân bản trị liệu (therapeutic cloning): Nhân bản trị liệu là một chiến lược điều trị bằng tế bào gốc. Nhân bản trị liệu kết hợp các biện pháp thay thế nhân tế bào (nhằm tạo ra các tế bào gốc người “cá thể hóa”), nuôi cấy và làm biệt hóa các tế bào gốc người này và sử dụng chúng vào điều trị. Mục đích của nhân bản trị liệu là tạo ra các mô/tạng phù hợp (khỏe mạnh và không bất đồng miễn dịch) để ghép cho người bệnh. # 51 Tạo tinh trùng từ tế bào gốc Các nhà khoa học thuộc ĐH Khoa học tự nhiên TP HCM đã thành công trong việc nuôi cấy tế bào mầm tinh trùng của chuột thành tinh trùng mở ra triển vọng điều trị vô sinh ở nam giới. Công trình này do các nhà khoa học Phan Kim Ngọc, Phạm Văn Phúc, Trương Định và Huỳnh Thị Lệ Duyên thực hiện, # 52 Qua nhiều lần thử nghiệm kéo dài trong thời gian hơn hai năm, các nhà khoa học đã thành công khi tìm được một số hóa chất quan trọng có tác động tích cực đến quá trình biệt hóa của tế bào mầm thành tinh trùng, trong đó có hormone FSH và testosteron. Khi nuôi cấy trong môi trường đặc biệt của phòng thí nghiệm, tỉ lệ thành công đạt cao nhất 46,33%, nghĩa là cứ lấy 100 tế bào mầm cho nuôi cấy và biệt hóa thì sẽ thu được khoảng 46 tế bào tinh trùng. Theo các thành viên tham gia nghiên cứu, tỷ lệ này là khá cao trong hỗ trợ sinh sản, có thể thụ tinh với trứng để phát triển thành phôi trong ống nghiệm. # 53 Nghiên cứu sản xuất da nuôi bằng tế bào gốc Các bác sĩ tại bệnh viện Concord ở Sydney, Australia đang nghiên cứu các biện pháp giúp bệnh nhân bị bỏng bằng cách tạo lớp da thay thế trong phòng thí nghiệm, với hy vọng có thể tạo ra một bước ngoặt trong việc điều trị cho các nạn nhân bỏng. Hội Bỏng Sydney hy vọng có thể tạo một loại da dầy thay thế giúp người bị bỏng cảm nhận và cử động được. Giáo sư Peter Maitz, người đứng đầu dự án, cho biết: "Khái niệm cơ bản là tạo ra một cơ chế giống như một miếng xốp và hút nước, gọi là một lớp nền, thường nằm trong lớp biểu bì sâu dưới da người. Cơ chế giống như miếng bọt biển đó sẽ được gieo giống bằng chính các tế bào của người bệnh." # 54 Dùng tế bào gốc trị chứng tiết nước tiểu không chủ ý Hiện tượng tiết nước tiểu không chủ ý xảy ra khi bệnh nhân cười, ho hoặc thậm chí đi bộ. Đây là chứng bệnh khá phổ biến. Trên thế giới, có khoảng từ 10-30% phụ nữ mắc chứng này. Nguyên nhân là do cơ bàng quang và thành niệu đạo bị suy yếu sau khi sinh con. Trong năm 1995, các bệnh nhân ở Mỹ phải chi tổng cộng 12,4 tỷ đôla để mua thuốc, gạc thấm và phẫu thuật. Tuy nhiên, sau một thời gian phẫu thuật, bệnh lại tái phát, còn phẫu thuật có thể làm bệnh nhân khó đi tiểu. # 55 Ferdinand Frauscher và cộng sự thuộc Bệnh viện ĐH Innsbruck muốn kiểm tra xem liệu tế bào gốc có thể phục hồi sức mạnh của cơ hay không. Nhóm đã cắt một mẩu mô cơ từ bắp tay của 20 phụ nữ từ 36 tới 84 tuổi, trích tế bào gốc từ mô rồi nuôi trong đĩa cấy trong 6 tuần để tạo ra chừng 50 triệu nguyên bào cơ - tế bào sẽ phát triển thành sợi cơ. Sau đó, nhóm của Frauscher tiêm nguyên bào cơ vào thành niệu đạo và cơ thắt bàng quang của 20 phụ nữ nói trên. Họ sử dụng siêu âm để đảm bảo rằng tế bào gốc tiếp xúc được với mục tiêu. Điều này rất quan trọng, vì nguyên bào cơ cần được các sợi cơ hiện có chỉ đạo chúng sẽ sinh trưởng theo hướng nào. Kết quả là trong vòng 24 giờ, chứng tiết nước tiểu không chủ ý chấm dứt ở 90% số bệnh nhân thử nghiệm. Sau hai tuần, lượng mô cơ và khả năng co thắt tăng lên rõ rệt. # 56 5.2. Một số trở ngại chính - Sự loại thải: Nếu người bệnh loại thải các tế bào gốc từ phôi được hiến tặng, hệ thống miễn dịch của người đó có thể nhận ra tế bào là như những kẻ xâm lược và bắt đầu tấn công chúng. - Việc nuôi thành công các tế bào sống bên ngoài cơ thể thường cần hỗn hợp chất dinh dưỡng, hocmon, các chất tăng trưởng và huyết thanh. Trong trường hợp nuôi tế bào gốc phôi người, cần phải có các tế bào động vật để duy trì và làm cho tế bào phát triển trong đĩa cấy. Sản phẩm động vật có thể chứa những virut và các tác nhân khác - Sự nhận thức của xã hội đối với những nghiên cứu về tế bào gốc và nhân bản vô tính còn chưa đúng, mang nhiều định kiến # 57 VI. NGHIÊN CỨU TẾ BÀO GỐC Ở VIỆT NAM Chương trình phát triển nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc của Bộ Khoa học - Công nghệ 1. Nhóm nghiên cứu ứng dụng tế bào gốc từ màng dây rốn để điều trị các tổn thương da và các vết thương mãn tính lâu liền 2. Dự án nhóm nghiên cứu ứng dụng nghiên cứu màng dây rốn để nghiên cứu thuốc mới có nguồn gốc thảo dược. 3. Dự án nhóm nghiên cứu biệt hóa tế bào gốc từ dây rốn thành tế bào cơ tim và tế bào thần kinh 4. Dự án nhóm nghiên cứu thành lập ngân hàng tế bào gốc màng dây rốn cho cộng đồng tại Công ty dược MekoPhar (TP.Hồ Chí Minh). # 58 5. Dự án nhóm nghiên cứu ứng dụng từ màng dây rốn trong điều trị các bệnh rối loạn chuyển hóa của gan và bệnh ưa chảy máu nhóm A (Bệnh viện Nhi Trung ương). 6. Dự án nhóm nghiên cứu sử dụng tế bào gốc từ màng dây rốn phối hợp phương pháp thủy châm cứu để điều trị các bệnh thần kinh ngoại vi chi dưới (Bệnh viện Châm cứu Trung ương). 7. Dự án nghiên cứu ứng dụng nghiên cứu từ màng dây rốn để điều trị các bệnh liệt do chấn thương tủy sống (Bệnh viện Chợ Rẫy). # 59 Một số hoạt động nghiên cứu tế bào gốc ở một số trường Đại học, các bệnh viện lớn như Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Đại học Y Hà Nội, Học viện Quân Y.... đều có những nghiên cứu có khả năng ứng dụng cao, có ý nghĩa thực tiễn. + ĐH Khoa học tự nhiên, Viện Công nghệ sinh học nghiên cứu cả hai hướng phát triển giống vật nuôi và điều trị bệnh Nuôi cấy tế bào gốc tấm biểu mô giác mạc ở Đại học Y Hà Nội # 60 + Tại Bệnh viện Truyền máu Huyết học Tp.HCM, việc ghép tế bào gốc đã được thực hiện thành công cho 3 bệnh nhân mắc bệnh lý ác tính và bệnh di truyền bẩm sinh từ tháng 7/1995 .Từ đó đến nay, Bệnh viện này đã ghép tế bào gốc cho 69 ca, trong 32 ca ghép dị tế bào gốc có 78,12% đáp ứng tốt và phục hồi, 37 ca tự ghép tế bào gốc có 51,35% hồi phục và có sức khỏe bình thường. + Bệnh viện Huyết học và truyền máu Thành phố Hồ Chí Minh, Viện 108, Bệnh viện Trung ương Huế đã thành công trong sử dụng ghép tế bào gốc điều trị bệnh nhân ung thư máu. + ThS.BS. Diệp Hữu Thắng Bệnh viện Mắt TP. HCM cũng trình bày một số kết quả nghiên cứu thành công “ghép tế bào gốc rìa giác mạc trong điều trị bệnh lý bề mặt nhãn cầu”. # 61 MekoStem- ngân hàng tế bào gốc đầu tiên của Việt Nam- đã chính thức đi vào hoạt động sáng 15/02/2007 tại Tp.HCM nhằm bảo quản và lưu giữ tế bào gốc dây rốn (gồm máu và màng dây rốn), nhằm cung cấp cho các nhà y học ứng dụng trong điều trị bệnh nhân thuộc các chuyên khoa khác nhau Hiện “ngân hàng” tế bào gốc lưu trữ 1.800 mẫu máu cuống rốn, 1.200 mẫu trong đó đạt chuẩn Nghiên cứu tế bào gốc ở quốc tế và sẵn sàng sử dụng để MekoStem ghép nếu có bệnh nhân phù hợp. # 62 Ngân hàng tế bào gốc ở Việt Nam Việt Nam... Vào năm 2008, bạn có thể gởi cuống rốn của con cái mình ở một ngân hàng tế bào gốc. Từ những cuống rốn này, có thể phân lập thành tế bào gốc để chữa trị nhiều loại bệnh khác nhau cho đứa trẻ. Khi ngân hàng tế bào gốc ra đời, cuống rốn của trẻ có thể được lưu giữ vào đây. Nếu chẳng may, gặp rủi ro bệnh tật, đứa trẻ sẽ có cơ hội chữa bệnh bằng chính tế bào gốc của nó được phân lập từ màng dây rốn. Ngoài ra, từ tế bào gốc đó còn có thể sử dụng chữa bệnh cho người thân của trẻ hoặc những người có cùng chỉ số sinh học của tế bào gốc đó. Ở Việt Nam, hiện có 4 ngân hàng tế bào gốc đã được thành lập. Đó là ngân hàng tế bào gốc của các đơn vị Công ty cổ phần Mekophar, Công ty cổ phần Ngọc Tâm; Bệnh viện quân y 103; BV Truyền máu & Huyết học TP.HCM # 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Hoàng Lộc. 2006. Công nghệ tế bào. NXB Đại học Huế. 2. Phạm Thành Hổ, 2004. Di truyền học, NXB Giáo dục. 3. Phạm Thành Hổ, 2005. Nhập môn công nghệ Sinh học, NXB Giáo dục. 4. http://www.khoahoc.com.vn/print/20596.aspx 5. http://www.tin247.com/nam_2010_dung_te_bao_goc_dieu_tri _benh_li_giac_mac 12-21404658.html # 64 6. http://vinastemcell.com/index.php/20090212451/Hot-News/Dai-h oc-Stanford-phat-hien-nguon-te-bao-goc-ung-thu-khang-duoc-tiaxa.vns 7. http://suckhoedoisong.vn/7819p0c19/dau-an-chi-diem-te-baogoc-trong-khoi-u.htm 8.http://bacsi.thanhnien.com.vn/index.php/News/print/ loai_thuoc_pho_bien_tri_tieu_duong_co_the_chong_lai_ung_thu _vu/ 9. http://antg.cand.com.vn/News/PrintView.aspx?ID=70340 10.http://soytedaklak.gov.vn/modules.php? name=News&opcase=detailsnews&mid=930&mcid=329&sub=& menuid= 11.http://www.tin247.com/ nam_2010_dung_te_bao_goc_dieu_tri_benh_li_giac_mac12- 65 # 21404658.html