BÁC SĨ BÌNH THẨM MỸ
CHIA SẺ KIẾN THỨC

Nguồn tế bào gốc, các loại và ứng dụng trong nghiên cứu

drphamvanbinh

Tế bào gốc là những tế bào chưa phân hóa có khả năng tự tái tạo hoặc biệt hóa thành một tế bào chuyên biệt. Chúng tồn tại trong các vùng của cơ thể được gọi là hốc sinh học và rất cần thiết cho sự phát triển trong thời thơ ấu và cân bằng nội môi trong suốt tuổi trưởng thành.

Do đó, việc hiểu các quá trình sinh học hỗ trợ các tế bào này có thể có ý nghĩa vô giá đối với y học tái tạo, điều trị bệnh và phục hồi chấn thương. Bài viết này mô tả từng loại tế bào gốc, cũng như một số khám phá quan trọng mang tính bước ngoặt và các ứng dụng chính của tế bào gốc trong y học và nghiên cứu.

Tế bào gốc là gì?

Đặc điểm xác định của tế bào gốc là chúng có thể phân hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau trong quá trình tăng trưởng và phát triển. Điều này không chỉ có ý nghĩa trong giai đoạn đầu đời mà còn sau chấn thương, khi tế bào gốc hoạt động như một cơ chế sửa chữa bên trong bằng cách bổ sung các tế bào bị thương hoặc chết. Có hai đặc điểm chính của tế bào gốc khiến nó trở nên độc đáo.

Bản chất không chuyên biệt

Tế bào gốc không được phân hóa để có cấu trúc và chức năng cụ thể. Ví dụ, một tế bào gốc không chuyên biệt không thể vận chuyển oxy như tế bào hồng cầu hoặc bơm máu như tế bào tim. Tuy nhiên, khi nhận được tín hiệu thích hợp, nó có thể hình thành các loại tế bào chuyên biệt khác nhau, như tế bào cơ, tế bào máu, v.v.

Tiềm năng phân hóa

Quá trình biệt hóa cho phép các tế bào gốc không chuyên biệt có được các chức năng và đặc tính cụ thể. Các tín hiệu báo hiệu quá trình chuyển đổi này có thể là nội tại (từ bên trong tế bào) hoặc ngoại tại (từ bên ngoài tế bào). Các tín hiệu ngoại tại có thể kích hoạt quá trình chuyển đổi này có thể ở dạng tín hiệu cơ học hoặc hóa học từ các tế bào lân cận.

Tiềm năng biệt hóa của tế bào gốc thay đổi ở các cơ quan khác nhau. Một số cơ quan, bao gồm ruột và tủy xương, thường xuyên trải qua quá trình phân chia để sửa chữa và bổ sung các tế bào bị tổn thương. Tuy nhiên, ở các cơ quan như tuyến tụy và tim, tần suất phân chia và biệt hóa tế bào gốc thấp hơn nhiều.

Tế bào gốc có nguồn gốc từ đâu?

Dây rốn của con người

Máu dây rốn có thể được thu thập từ dây rốn của trẻ sơ sinh sau khi sinh và bao gồm các tế bào gốc tạo máu và trung mô. Các tế bào gốc tạo máu có thể tạo thành các tế bào hồng cầu và các tế bào của hệ thống miễn dịch, trong khi các tế bào gốc trung mô có thể tạo ra xương, sụn và các loại mô khác. Máu dây rốn cũng có thể được thu thập và lưu trữ trong các ngân hàng máu dây rốn để sử dụng trong tương lai.

Tủy xương

Tủy xương là mô mềm dạng keo nằm ở trung tâm xương. Tế bào gốc trung mô lần đầu tiên được tìm thấy trong tủy xương và vẫn là nguồn tế bào gốc trung mô được sử dụng thường xuyên nhất. Sau đó, tế bào gốc tạo máu hoặc máu cũng được tìm thấy trong tủy, khiến nó trở thành ứng cử viên hấp dẫn cho y học tái tạo và mục đích điều trị.

Mô mỡ

Tế bào gốc có nguồn gốc từ mô mỡ là tế bào trung mô có khả năng tự tái tạo và đa năng. Chúng có thể biệt hóa thành tế bào mỡ, tế bào sụn, tế bào cơ, tế bào tạo xương và tế bào thần kinh, ngoài các loại tế bào khác. Các tế bào gốc này đã được chứng minh là có vai trò quan trọng trong lĩnh vực tái tạo và kỹ thuật mô để phát triển các phương pháp điều trị mới.

Nước ối

Nước ối là chất lỏng bao quanh màng ối hoặc túi bao bọc thai nhi. Cả màng ối và nước ối đều là nguồn tế bào gốc phôi tốt có thể nhân lên và hình thành bất kỳ loại tế bào nào. Mặc dù nước ối và màng ối thường bị loại bỏ sau khi sinh, nhưng gần đây chúng đang được bảo quản đông lạnh hoặc đông lạnh để sử dụng trong điều trị trong tương lai.

Các loại tế bào gốc

Sức mạnh của tế bào gốc

Dựa trên tiềm năng biệt hóa, tế bào gốc có thể được phân loại thành bốn loại: toàn năng, đa năng, đa năng và đơn năng.

Tế bào toàn năng

Tế bào toàn năng có thể phân hóa thành mọi loại tế bào. Ví dụ, hợp tử hình thành trong quá trình thụ tinh của trứng và một vài tế bào đầu tiên sau khi phân chia là toàn năng và có khả năng phát triển thành mọi loại tế bào trong cơ thể.

Tế bào đa năng

Tế bào đa năng có thể phát triển thành hầu hết mọi loại tế bào. Chúng bao gồm tế bào gốc phôi, tế bào có nguồn gốc từ lớp mầm (trung bì, ngoại bì, nội bì) và tế bào hình thành trong giai đoạn đầu của quá trình biệt hóa tế bào gốc phôi.

Tế bào đa năng, tế bào ít năng và tế bào đơn năng

Tế bào đa năng có thể phân chia thành các tế bào có quan hệ gần gũi. Ví dụ, tế bào gốc tạo máu có thể phát triển thành hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Tế bào thiểu năng có thể phát triển thành một vài loại tế bào, bao gồm tế bào gốc lymphoid hoặc myeloid, trong khi tế bào đơn năng, chẳng hạn như tế bào gốc cơ chỉ có thể phát triển thành các tế bào cùng loại.

Nguồn tế bào gốc

Dựa trên nguồn gốc, tế bào gốc có thể được phân chia thành tế bào gốc sớm (hay phôi) và tế bào gốc trưởng thành (hay người lớn).

Tế bào gốc phôi

Tế bào gốc phôi được tìm thấy trong khối tế bào bên trong của phôi nang sau năm ngày phát triển. Những tế bào này có khả năng bất tử và có nguồn gốc từ phôi trước khi chúng cấy ghép vào tử cung. Những tế bào này thường có tuổi đời 4–5 ngày và được gọi là phôi nang – một khối tế bào rỗng hiển vi.

Tế bào gốc trưởng thành

Tế bào gốc trưởng thành là tế bào chưa phân hóa, có tính toàn năng hoặc đa năng. Các tế bào này được tìm thấy ở nhiều vị trí khác nhau trong cơ thể và hỗ trợ duy trì số lượng tế bào khỏe mạnh và bổ sung các tế bào chết hoặc bị thương.

Tế bào đa năng cảm ứng

Gần đây, một loại tế bào gốc mới đã xuất hiện có nguồn gốc từ tế bào soma và có thể được các nhà khoa học lập trình lại trở về giai đoạn đa năng của chúng. Điều này được thực hiện bằng cách thao túng biểu hiện của một tập hợp gen. Khi các tế bào soma được đưa vào tế bào đa năng trong loại này, chúng được gọi là "tế bào đa năng cảm ứng".

Dòng tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc thường trải qua hai loại phân chia tế bào: đối xứng và không đối xứng. Trong phân chia đối xứng, hai tế bào con giống hệt nhau có đặc tính tế bào gốc được tạo ra sau phân chia tế bào. Trong phân chia không đối xứng, một tế bào gốc và một tế bào tiền thân được tạo ra.

Các tế bào tiền thân có tiềm năng tự tái tạo hạn chế và sau một số chu kỳ phân chia, tạo ra các tế bào trưởng thành biệt hóa. Tuy nhiên, thường khó xác định vị trí các tế bào gốc vì các mô chứa số lượng lớn các loại tế bào khác nhau.

Phân tích dòng dõi là một phương pháp được sử dụng để giải quyết vấn đề này. Trong phương pháp này, một tế bào đơn lẻ được đánh dấu sao cho nó không chỉ đánh dấu tế bào mục tiêu mà còn đánh dấu các tế bào con của nó. Do đó, số lượng, vị trí, chuyển động và tuổi thọ của tế bào gốc và các tế bào con của nó có thể được theo dõi. Phân tích dòng dõi của tế bào gốc giúp khám phá và xác định các hốc tế bào gốc thay thế các tế bào trong suốt vòng đời của mô.

Những khám phá mang tính bước ngoặt trong lịch sử nghiên cứu tế bào gốc

Một trong những thí nghiệm sớm nhất trong lĩnh vực này được thực hiện bởi Sir John Gordon trong quá trình làm luận án tiến sĩ của ông vào năm 1962. Ông đã loại bỏ nhân của phôi ếch đang phát triển trong giai đoạn phôi nang và tiêm nó vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân.

Trong hầu hết các trường hợp, trứng có thể phát triển thành nòng nọc ếch, cho thấy nhân từ các tế bào biệt hóa vẫn có khả năng phát triển thành bất kỳ tế bào nào. Nghiên cứu này hình thành cơ sở cho nhân bản sinh sản dẫn đến việc tạo ra Dolly, chú cừu nhân bản.

Một khám phá quan trọng khác là việc nuôi cấy tế bào gốc phôi từ phôi nang chuột vào năm 1981. Sau đó, tế bào gốc phôi cũng được nuôi cấy từ phôi nang người.

Một khám phá mang tính bước ngoặt đã được thực hiện khi Shinya Yamanaka và các đồng nghiệp của ông có thể đưa tế bào soma vào tế bào gốc đa năng bằng cách đưa vào một bộ 24 yếu tố phiên mã. Ông đã được trao giải Nobel Y học cho khám phá này vào năm 2012, cùng với Sir John Gurdon.

Các vấn đề đạo đức xung quanh tế bào gốc phôi

Gần đây, các tế bào đa năng cảm ứng tự thân đã được sử dụng để điều trị thoái hóa điểm vàng trong các nghiên cứu trên người. Trong một nghiên cứu khác, lớp biểu bì đã được tái tạo hoàn toàn ở một bệnh nhân bị bệnh bong biểu bì. Cũng đã có những tiến bộ trong các cơ quan, các cấu trúc ba chiều cố gắng mô phỏng cấu trúc và chức năng của các cơ quan.

Những organoid này có thể được tạo ra từ tế bào gốc, tế bào đa năng cảm ứng, mẫu sinh thiết , v.v. và có thể được sử dụng để cấy ghép mô. Việc tạo ra các organoid đã đặt ra những câu hỏi quan trọng về quyền sở hữu, lưu trữ, người hiến tặng và quyền thao tác các cấu trúc này. Mặc dù chúng chưa hoàn toàn trưởng thành về mặt chức năng, nhưng mức độ mà các organoid có thể được phép trưởng thành cần phải được thảo luận.

“Quy tắc 14 ngày” đã được Hiệp hội nghiên cứu tế bào gốc quốc tế (ISSCR) đặt ra, theo đó nghiên cứu tế bào gốc trên phôi thai cần phải kết thúc sau hai tuần thụ tinh. Thời gian này tương ứng với sự xuất hiện của vệt nguyên thủy, cấu trúc não và tủy sống đầu tiên.

Những tiến bộ trong chỉnh sửa gen cũng đã mở ra nhiều cánh cửa cho việc thẩm vấn chéo về mặt đạo đức, trong đó ISSCR đã yêu cầu tất cả các bước nghiên cứu tế bào gốc và nghiên cứu chỉnh sửa gen phải minh bạch. Tuy nhiên, gần đây, có những bản tin tuyên bố rằng những em bé được chỉnh sửa gen đầu tiên đã được tạo ra ở Trung Quốc, nhưng tuyên bố này vẫn cần được chứng minh.

Các vấn đề kỹ thuật liên quan đến tế bào gốc đa năng cảm ứng

Các nghiên cứu cho thấy các tế bào đa năng cảm ứng có tính đa dạng lớn hơn các tế bào gốc phôi. Sự khác biệt này được cho là xuất phát từ trí nhớ biểu sinh, nền tảng di truyền, lập trình lại, v.v. Hai nghiên cứu cho thấy các tế bào có trong giai đoạn chuyển tiếp khác biệt rõ rệt so với các tế bào ban đầu và được lập trình lại hoàn toàn.

Trong khi nhiều tế bào đa năng cảm ứng có hình thái và biểu hiện gen tương tự, chúng cũng có chất lượng biệt hóa kém, tốc độ tăng trưởng thấp, lỗi trong phiên mã, metyl hóa DNA, v.v. Ngoài ra, một trong những yếu tố được sử dụng để lập trình lại tế bào soma, KLF4, có thể phá vỡ quá trình sinh thần kinh của tế bào gốc đa năng cảm ứng . Do đó, cần hiểu rõ hơn về quá trình lập trình lại do yếu tố gây ra.

Ứng dụng chính của tế bào gốc

Mục đích điều trị

Ngoài việc cấy ghép tủy xương, liệu pháp tế bào gốc vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Người ta đang cố gắng sử dụng tế bào gốc để điều trị bệnh tiểu đường loại I, bệnh Parkinson, bệnh Huntington, bệnh celiac, suy tim, v.v. Tuy nhiên, cấy ghép tủy xương, trong đó tế bào gốc được cấy ghép từ tủy xương, là một ứng dụng được áp dụng rộng rãi và nổi tiếng. Tế bào gốc tủy xương có thể giúp tái tạo các nhóm máu khác nhau sau xạ trị.

Thay da

Tế bào gốc hiện đang được sử dụng để nuôi cấy da từ tóc nhổ của bệnh nhân. Các nang tóc chứa tế bào gốc da hoặc tế bào sừng, và những tế bào này có thể được phân lập và nuôi cấy để nuôi cấy một lớp biểu mô. Phương pháp này có thể giúp giảm nhu cầu sử dụng da ghép từ người khác, giảm nguy cơ đào thải.

Cấy ghép tế bào não

Tế bào gốc có thể được sử dụng để tạo ra dopamine - một chất hóa học bị thiếu ở những bệnh nhân mắc bệnh Parkinson. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, bệnh nhân phát triển các tác dụng phụ, cho thấy sự hiện diện của nồng độ dopamine rất cao hoặc quá nhạy cảm trong phương pháp này.

Ứng dụng tế bào gốc trong thẩm mỹ và làm đẹp

Ứng dụng của tế bào gốc trong phẫu thuật thẩm mỹ và làm đẹp đang mở ra nhiều triển vọng mới, mang đến những kết quả ấn tượng trong quá trình cải thiện và duy trì nhan sắc. Tế bào gốc là những tế bào có khả năng tự tái tạo và phân chia thành các loại tế bào khác nhau, giúp sửa chữa và thay thế các tế bào bị tổn thương.

Trong lĩnh vực làm đẹp, tế bào gốc được ứng dụng trong việc trẻ hóa da, điều trị sẹo, và phục hồi các vùng da bị lão hóa. Chúng giúp kích thích quá trình sản xuất collagen, cải thiện độ đàn hồi và độ sáng mịn của làn da. Ngoài ra, tế bào gốc còn được sử dụng trong các quy trình thẩm mỹ như nâng mũi, cấy tóc, và điều trị rụng tóc.

Một trong những ứng dụng nổi bật là tiêm tế bào gốc kết hợp với mỡ tự thân, giúp tái tạo các vùng mô bị thiếu hụt, từ đó mang lại vẻ đẹp tự nhiên và bền vững. Phương pháp này không chỉ giúp trẻ hóa mà còn giảm thiểu rủi ro về dị ứng hoặc biến chứng, do tế bào gốc sử dụng được lấy từ chính cơ thể người điều trị.

Tóm lại, công nghệ tế bào gốc đã trở thành một bước tiến vượt bậc trong ngành phẫu thuật thẩm mỹ, mang đến cho khách hàng những lựa chọn an toàn, hiệu quả và ít xâm lấn hơn.

Trích nguồn

You May Also Like

Tranh cãi về tế bào gốc hiểu để có góc nhìn đúng nhất

drphamvanbinh

Ứng dụng của Tế Bào Gốc trong y khoa Thẩm Mỹ và Làm Đẹp

drphamvanbinh

Leave a Reply