Tế bào gốc vạn năng được biết đến với khả năng chuyển đổi thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể, mở ra những khả năng vô tận trong y học hiện đại. Bài viết này sẽ khám phá cơ chế hoạt động và tiềm năng ứng dụng của loại tế bào đặc biệt này trong điều trị các bệnh như ung thư, tiểu đường và bệnh tim.

1. Tế bào gốc vạn năng là gì?

Tế bào gốc vạn năng (pluripotent stem cells – PSCs) là một loại tế bào gốc đặc biệt, có khả năng phát triển thành hầu hết các loại tế bào chuyên biệt trong cơ thể con người. Khác với tế bào gốc toàn năng (totipotent stem cells), PSCs không thể hình thành một cơ thể hoàn chỉnh nhưng lại có tiềm năng biệt hóa rộng lớn, đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu y học và ứng dụng lâm sàng.

tế bào gốc vạn năng

Tế bào gốc vạn năng có khả năng biệt hoá thành nhiều loại tế bào khác trong cơ thể

2. Tế bào gốc vạn năng tìm thấy ở đâu?

2.1 Tế Bào Gốc Phôi (ESC)

Tế bào gốc phôi (ESC) được lấy từ nguồn nút phôi bên trong phôi nang (blastocyst), một giai đoạn phát triển ban đầu của phôi sau quá trình thụ tinh trong ống nghiệm (in vitro fertilization – IVF).

  • Quá Trình Thu Thập:
    • Trong phương pháp IVF, tế bào trứng được thu thập từ người phụ nữ và thụ tinh thành hợp tử.
    • Hợp tử được nuôi cấy trong môi trường phòng thí nghiệm và phát triển thành phôi dâu (morula) vào ngày thứ ba, gồm khoảng 8 tế bào vạn năng.
    • Đến ngày thứ năm, hợp tử phát triển thành phôi nang, chứa khoảng 100 – 200 tế bào, trong đó nút phôi là quần thể tế bào gốc vạn năng.
  • Đặc Điểm:
    • ESC có khả năng biệt hóa thành toàn bộ phôi thai, bao gồm cả bánh nhau và thai nhi.
    • Được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu y sinh và có tiềm năng ứng dụng trong liệu pháp thay thế tế bào.

2.2 Tế Bào Gốc Cảm Ứng (iPSC)

Tế bào gốc cảm ứng (iPSC – Induced Pluripotent Stem Cells) được tạo ra từ tế bào soma (tế bào trưởng thành như tế bào da, tế bào máu) thông qua quá trình tái lập trình.

  • Quá Trình Tái Lập Chương:
    • Vào năm 2006, nhà khoa học Yamanaka và Takahashi đã thành công trong việc chuyển đổi tế bào soma thành iPSC bằng cách tăng biểu hiện bốn yếu tố phiên mã: OCT4, SOX2, KLF4, và c-MYC.
    • Quá trình này giúp tắt các gen đặc hiệu của tế bào soma và bật các gen đặc trưng của tế bào gốc vạn năng.
  • Đặc Điểm:
    • iPSC có khả năng biệt hóa linh hoạt tương tự như ESC mà không cần sử dụng phôi.
    • Có thể được tạo ra từ bất kỳ người hiến tặng khỏe mạnh nào hoặc từ bệnh nhân, giúp tạo ra các mô tế bào phù hợp để thử nghiệm thuốc, nghiên cứu nguyên nhân gây bệnh, và khám phá cơ chế bệnh lý.

Tế bào gốc vạn năng có nhiều loại khác nhau

Tế bào gốc vạn năng có 2 loại khác nhau

3. Quy trình nuôi cấy tế bào gốc vạn năng

Tế bào gốc vạn năng là nguồn tế bào quý giá cho nghiên cứu y sinh và tiềm năng ứng dụng tế bào gốc trong y học tái tạo. Tuy nhiên, việc nuôi cấy và duy trì các tế bào này ở trạng thái chưa biệt hóa gặp nhiều thách thức.

Quy trình nuôi cấy tế bào gốc vạn năng truyền thống sử dụng các sản phẩm từ động vật như:

  • Đĩa nuôi cấy phủ lớp nguyên bào sợi phôi chuột bất hoạt
  • Môi trường chứa huyết thanh động vật

Các thành phần này cung cấp môi trường, tương tác tế bào, chất nền và yếu tố tăng trưởng cần thiết để ổn định điều kiện nuôi cấy, ngăn biệt hóa tự phát. Tuy nhiên, chúng cũng tạo ra các rủi ro như:

  • Phơi nhiễm virus và mầm bệnh từ động vật
  • Gây đáp ứng miễn dịch với protein lạ

Ngoài ra, bản thân các tế bào gốc vạn năng cũng có nguy cơ sinh khối u và tính đa dạng cao trong quần thể tế bào.

Để đáp ứng yêu cầu cho ứng dụng lâm sàng, các quy trình nuôi cấy không sử dụng sản phẩm động vật đã được phát triển, bao gồm:

  • Sử dụng các chất nền xác định (defined substrates)
  • Thay thế huyết thanh bằng yếu tố tăng trưởng (growth factors)

Đây là xu hướng tất yếu để đưa tế bào gốc vạn năng tiến gần hơn tới các ứng dụng y tế. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết để đảm bảo an toàn và hiệu quả khi sử dụng các tế bào này trong điều trị.

4. Tiềm năng ứng dụng của tế bào gốc vạn năng

4.1. Phục Hồi Chức Năng Vận Động

Tế bào gốc vạn năng được nghiên cứu rộng rãi trong việc phục hồi chức năng vận động sau các chấn thương nghiêm trọng như:

  • Chấn thương tủy sống: Giúp tái tạo các tế bào thần kinh và mô liên quan, cải thiện khả năng vận động cho bệnh nhân.
  • Cơ xương khớp: Điều trị các bệnh lý liên quan đến cơ và xương khớp, giúp phục hồi khả năng di chuyển và giảm đau.

4.2. Hỗ Trợ Điều Trị Các Bệnh Lý Mạn Tính

PSCs có khả năng biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt, giúp điều trị các bệnh mạn tính như:

  • Đái tháo đường: Tạo ra các tế bào β insulin để thay thế hoặc hỗ trợ chức năng tuyến tụy.
  • Suy gan và suy tim: Phát triển các tế bào gan hoặc tế bào tim mới để phục hồi chức năng của các cơ quan này.

4.3. Cải Thiện Chức Năng Tim Mạch

Tế bào gốc vạn năng hỗ trợ trong việc cải thiện chức năng tim mạch bằng cách: Tái tạo cơ tim: Sửa chữa các vùng cơ tim bị thiếu máu cục bộ, giảm nguy cơ nhồi máu cơ tim và cải thiện hiệu suất tim.

4.4. Phục Hồi Tổn Thương Não Bộ và Hệ Thần Kinh

PSCs có tiềm năng lớn trong việc điều trị các bệnh về não bộ và hệ thần kinh như:

  • Alzheimer và Parkinson: Tạo ra các tế bào thần kinh mới để thay thế các tế bào bị tổn thương, cải thiện chức năng não bộ.
  • Bại não: Hỗ trợ phục hồi chức năng thần kinh cho những người bị bại não do chấn thương hoặc các nguyên nhân khác.

4.5. Cải Thiện Khả Năng Nhìn

Tế bào gốc vạn năng được áp dụng trong việc điều trị các bệnh về mắt như:

  • Viêm võng mạc sắc tố: Tạo ra các tế bào thần kinh võng mạc mới để cải thiện thị lực cho bệnh nhân bị viêm võng mạc sắc tố.

4.6. Ứng Dụng Trong Thẩm Mỹ

Trong lĩnh vực thẩm mỹ, tế bào gốc vạn năng được sử dụng để:

  • Trẻ hóa da mặt: Giúp tái tạo các tế bào da, làm giảm nếp nhăn và cải thiện độ đàn hồi của da.
  • Trẻ hóa tuổi sinh học: Kéo dài tuổi thọ của các tế bào và mô, cải thiện sức khỏe tổng thể và vẻ ngoài.

Ứng dụng của tế bào gốc vạn năng

Tế bào gốc vạn năng mang lại nhiều tiềm năng ứng dụng cho nền y học

5. Sự khác biệt của tế bào vạn năng so với tế bào toàn năng

Tế bào vạn năng (tế bào pluripotent) và tế bào gốc toàn năng(tế bào totipotent) là hai trong số các loại tế bào gốc có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác. Tuy nhiên, có một số khác biệt quan trọng giữa chúng, bạn cần biết rõ để tránh nhầm lẫn giữa hai loại tế bào này. Hãy cùng xem xét bảng so sánh 2 loại tế bào ngay sau đây.

  

Tiêu chí Tế bào gốc toàn năng Tế bào gốc vạn năng
Khả năng biệt hóa Có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào trong cơ thể và có thể hình thành cơ thể hoàn chỉnh. Có khả năng biệt hóa thành hầu hết các loại tế bào trong cơ thể nhưng không thể hình thành các phần phụ của thai (như bánh nhau, dây rốn).
Nguồn gốc Chỉ xuất hiện trong những lần phân chia đầu tiên của quá trình phát triển phôi và không còn trong cơ thể trưởng thành. Có thể được thu nhận và nuôi cấy từ các nguồn khác nhau, gồm cả người trưởng thành.
Ứng dụng trong y học và nghiên cứu Tính ứng dụng hạn chế Được ứng dụng rộng rãi trong y học tái tạo, đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu chữa bệnh và chống lão hóa.

 

khác biệt của tế bào vạn năng so với tế bào toàn năng

Tế bào vạn năng và tế bào toàn năng có sự khác biệt

Giá tế bào gốc vạn năng phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Tế bào gốc vạn năng (pluripotent stem cells) được xem là bước đột phá trong y học, có khả năng điều trị nhiều bệnh và tái tạo các mô, cơ quan. Tuy nhiên, giá của chúng thường khá cao, vì nhiều lý do khác nhau.

Cơ sở y tế và chất lượng dịch vụ

Giá tế bào gốc vạn năng thay đổi tùy thuộc vào cơ sở y tế. Cơ sở lớn với thiết bị hiện đại và quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt thường sẽ có chi phí cao hơn. Điều này là do họ cần đầu tư nhiều vào cơ sở vật chất, phòng sạch, và đội ngũ bác sĩ giàu kinh nghiệm để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình xử lý tế bào gốc.

Phương pháp lấy và phân loại

Giá cũng phụ thuộc vào cách lấy tế bào gốc và loại tế bào được sử dụng. Ví dụ, tế bào gốc từ máu cuống rốn thường rẻ hơn so với tế bào gốc từ phôi thai. Quy trình lấy tế bào từ phôi thai hoặc từ mô mỡ có thể phức tạp hơn, do đó giá sẽ cao hơn.

Quy trình sử dụng

Ở các quốc gia có quy định nghiêm ngặt về sử dụng tế bào gốc, giá thường cao hơn vì cần phải tuân thủ quy trình phê duyệt và thử nghiệm. Những nước này thường đầu tư nhiều vào nghiên cứu để đảm bảo chất lượng và an toàn. Trong khi đó, ở những nơi có ít quy định hơn, giá có thể thấp hơn, nhưng có rủi ro về chất lượng sản phẩm không đảm bảo.

Chi phí nghiên cứu và phát triển

Quá trình nghiên cứu và phát triển tế bào gốc vạn năng rất tốn kém vì đòi hỏi kỹ thuật cao và môi trường bảo quản đặc biệt để đảm bảo tính hiệu quả. Điều này góp phần làm tăng giá thành tế bào gốc vạn năng.

Vậy là Bhmed đã cùng bạn tìm hiểu về tế bào gốc vạn năng là gì ở bài viết trên. Có thể thấy rằng tế bào gốc vạn năng là minh chứng cho triển vọng trong y học tái tạo. 

Với tiềm năng phục hồi và tái tạo các bộ phận trong cơ thể con người, tế bào gốc vạn năng đã mở ra cánh cửa mới cho việc điều trị các bệnh lý trước đây được coi là không thể. Bên cạnh đó, hiện nay, tế bào gốc vạn năng đang được đã được áp dụng phổ biến để hiện thực hoá ước mơ sở hữu làn da trẻ đẹp.

Tài liệu tham khảo:

  • (1) https://www.childrenshospital.org/research/programs/stem-cell-program-research/stem-cell-research/pluripotent-stem-cell-research
  • (2) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780123860330000049
  • (3) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128012383654910

———————
Liệu pháp tế bào sinh học – Organotherapy
Địa chỉ: 119 Hùng Vương, P4, Q5, HCM
Hotline: 098 3131 522 – (028) 3830 6368
Fanpage: www.facebook.com/BhmedVN