Tế bào gốc là gì?

Các nhà khoa học và bác sĩ nghiên cứu về tế bào gốc vì chúng giúp giải thích cách một số chức năng của thể hoạt động, và tại sao đôi khi chúng lại gặp lỗi. Tế bào gốc cũng cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc điều trị một số bệnh hiện chưa có thuốc chữa.

Tế bào gốc là gì?

Tế bào trong cơ thể chúng ta có những mục đích riêng biệt, nhưng tế bào gốc là những tế bào chưa có một vai trò cụ thể nào và có thể trở thành hầu như bất kì tế bào nào khi cần.

Tế bào gốc là các tế bào chưa biệt hóa có thể biến thành các tế bào chuyên biệt khi cơ thể cần chúng.

Các nguồn của tế bào gốc

Tế bào gốc bắt nguồn từ hai nguồn chính: mô và phôi của cơ thể trưởng thành. Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cách phát triển tế bào gốc từ những tế bào khác bằng cách sử dụng kĩ thuật “tái lập trình” gen.

Tế bào gốc trưởng thành

Cơ thể của một người chứa các tế bào gốc trong suốt cuộc đời. Cơ thể có thể sử dụng các tế bào gốc này bất cứ khi nào chúng cần.

Còn được gọi là tế bào gốc ở mô hay tế bào gốc sinh dưỡng, tế bào gốc trưởng thành tồn tại khắp cơ thể từ khi một phôi thai phát triển.

Các tế bào này ở trạng thái không biệt hóa, nhưng chúng chuyên biệt hơn các tế bào gốc phôi. Chúng duy trì ở trạng thái này đến khi cơ thể cần chúng cho một mục đích cụ thể, chẳng hạn như tế bào da hoặc cơ.

Ở một số bộ phận của cơ thể, ví dụ như ruột và tủy xương, tế bào gốc thường xuyên phân chia để tạo ra các mô cơ thể mới cho việc duy trì và sửa chữa.

Tế bào gốc hiện diện trong các loại mô khác nhau. Các nhà khoa học đã tìm thấy tế bào gốc trong các mô, bao gồm:

Não;
Tủy xương;
Máu và mạch máu;
Cơ xương;
Da;
Gan.

Tuy nhiên, tế bào gốc có thể khó tìm thấy, chúng có thể không phân chia và không biệt hóa trong nhiều năm cho đến khi cơ thể triệu tập chúng để sửa chữa hay phát triển mô mới.

Tế bào gốc trưởng thành có thể phân chia hoặc tự làm mới vô thời hạn. Điều này có nghĩa là chúng có thể tạo ra nhiều loại tế bào khác nhau từ cơ quan ban đầu hoặc thậm chí tái tạo toàn bộ cơ quan ban đầu.

Sự phân chia và tái tạo này giải thích cho cách da chữa lành vết thương, hoặc cách một cơ quan như gan chẳng hạn, có thể tự sửa chữa sau khi bị tổn thương.

Trước đây, các nhà khoa học tin rằng tế bào gốc trưởng thành chỉ có thể biệt hóa dựa trên mô gốc của chúng. Tuy nhiên, một vài bằng chứng hiện nay cho thấy chúng có thể biệt hóa để trở thành các loại tế bào khác.

Tế bào gốc từ phôi

Từ giai đoạn sớm nhất của thai kỳ, sau khi tinh trùng thụ tinh với trứng, một phôi thai sẽ hình thành.

Khoảng 3-5 ngày sau khi tinh trùng thụ tinh với trứng, phôi có dạng phôi nang hoặc túi phôi.

Phôi nang chứa các tế bào gốc và sau đó sẽ làm tổ trong tử cung. Tế bào gốc phôi sinh ra từ một phôi nang được 4-5 ngày tuổi.

Khi các nhà khoa học lấy tế bào gốc từ phôi, đây thường là những phôi thừa, kết quả từ quá trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF).

Ở các phòng khám IVF, các bác sĩ cho thụ tinh một số trứng trong ống nghiệm để đảm bảo rằng có ít nhất một trứng sống sót. Sau đó họ sẽ cấy một số lượng trứng nhất định để bắt đầu thai kỳ.

Khi tinh trùng thụ tinh với trứng, những tế bào này kết hợp với nhau để tạo thành một đơn bào gọi là hợp tử.

Sau đó hơp tử đơn bào này bắt đầu phân chia, tạo thành 2, 4, 8, 16 tế bào, v.v. Bây giờ nó là một phôi thai.

Chẳng bao lâu sau, trước khi phôi làm tổ trong tử cung, khối khoảng 150-200 tế bào này là phôi nang. Phôi nang bao gồm hai phần:

Một khối tế bào bên ngoài trở thành một phần của nhau thai.
Một khối tế bào bên trong sẽ phát triển thành cơ thể người.

Khối tế bào bên trong là nơi tế bào gốc phôi thai được tìm thấy. Các nhà khoa học gọi đây là những tế bào toàn năng. Thuật ngữ toàn năng đề cập về việc chúng có toàn bộ tiềm năng để phát triển thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể.

Với sự kích thích thích hợp, các tế bào có thể trở thành tế bào máu, tế bào da, và tất cả các loại tế bào mà cơ thể cần.

Trong giai đoạn đầu của tai kỳ, giai đoạn phôi nang tiếp tục trong khoảng 5 ngày trước khi phôi thai làm tổ trong tử cung. Ở giai đoạn này, tế bào gốc bắt đầu biệt hóa.

Tế bào gốc phôi thai có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào hơn tế bào gốc trưởng thành.

Tế bào gốc trung mô (MSCs)

MSCs đến từ mô liên kết hoặc mô đệm bao quanh các cơ quan và các mô khác của cơ thể.

Các nhà khoa học đã sử dụng MSCs để tạo ra các mô cơ thể mới, chẳng hạn như tế bào xương, sụn và mỡ. Một ngày nào đó chúng có thể đóng vai trò trong việc giải quyết hàng loạt các vấn đề sức khỏe.

Tế bào gốc đa tiềm năng cảm ứng (iPS)

Các nhà khoa học tạo ra iPS 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 với tế bào gốc phôi thai, vì vậy chúng có thể hữu ích để phát triển hàng loạt liệu pháp.

Tuy nhiên, việc nghiên cứu và phát triển thêm là điều cần thiết.

Để nuôi cấy tế bào gốc, trước tiên các nhà khoa học trích xuất mẫu từ mô trưởng thành hoặc phôi thai. Sau đó họ cấy những tế bào này vào một môi trường nuôi cấy có kiểm soát, nơi chúng sẽ phân chia và sinh sản nhưng không biệt hóa thêm.

Tế bào gốc đang phân chia và sinh sản trong môi trường nuôi cấy có kiểm soát được gọi là dòng tế bào gốc.

Các nhà nghiên cứu quản lý và sử dụng những dòng tế bào gốc này vào các mục đích khác nhau. Họ có thể kích thích các tế bào gốc biệt hóa theo một cách cụ thể. Quá trình này gọi là sự biệt hóa được định hướng.

Cho đến nay, việc nuôi cấy số lượng lớn tế bào gốc phôi thai dễ dàng hơn so với tế bào gốc trưởng thành. Tuy nhiên, các nhà khoa học đang đạt được tiến bộ với cả hai loại tế bào.

Các loại tế bào gốc

Các nhà nghiên cứu phân loại tế bào gốc dựa theo tiềm năng của chúng để biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau.

Tế bào gốc phôi tiềm năng nhất, vì nhiệm vụ của chúng là trở thành mọi loại tế bào trong cơ thể. Phân loại đầy đủ bao gồm:

Toàn năng: Những tế bào gốc này có thể biệt hóa thành tất cả các loại tế bào. Một số tế bào đầu tiên xuất hiện khi hợp tử bắt đầu phân chia là tế bào toàn năng.
Vạn năng: Những tế bào này có thể biến thành hầu hết mọi tế bào. Tế bào từ phôi sớm là vạn năng.
Đa năng: Những tế nào này có thể biệt hóa thành một họ tế bào có liên quan chặt chẽ. Ví dụ, tế bào gốc tạo máu trưởng thành có thể trở thành hồng cầu và bạch cầu hoặc tiểu cầu.
Thiểu năng: Chúng có thể biệt hóa thành một vài loại tế bào khác nhau. Tế bào gốc lympho hoặc tế bào gốc tủy trưởng thành có thể làm được điều này.
Đơn năng: Chúng chỉ có thể tạo ra các tế bào của một loại, đó là loại riêng của chúng. Tuy nhiên, chúng vẫn là tế bào gốc bởi vì chúng có thể tự làm mới. Ví dụ bao gồm tế bào gốc cơ trưởng thành.