Tế bào gốc tạo máu: Nguồn gốc, ứng dụng và những điều bạn cần biết

Tế bào gốc tạo máu – một bước đột phá trong y học hiện đại – đã mang lại cơ hội sống cho hàng triệu bệnh nhân mắc bệnh hiểm nghèo. Nhưng tế bào gốc tạo máu là gì, hoạt động ra sao, và tại sao lại quan trọng đến thế? Hãy cùng khám phá trong bài viết của Bhmed

1. Tế bào gốc tạo máu là gì? Nguồn gốc và ứng dụng

Thuật ngữ “tế bào gốc tạo máu” đã được định nghĩa, nghiên cứu và phát triển từ đầu vào năm 1961. Tế bào gốc tạo máu (Hematopoietic Stem Cell – HSC) là các tế bào nguyên thủy có khả năng phân hóa thành các loại tế bào máu như hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Đây là nền tảng trong các liệu pháp điều trị bệnh lý về máu.

Các loại tế bào gốc này bao gồm hồng cầu, tiểu cầu và bạch cầu, mỗi loại đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển oxy, cầm máu và bảo vệ cơ thể. Một cơ thể người trưởng thành bình thường sản xuất hơn 500 tỷ tế bào máu mỗi ngày. Trong số này, tế bào gốc chiếm tỷ lệ khoảng 1 phần 10.000 tế bào máu trong mô tủy xương.

Tế bào gốc tạo máu còn được gọi là tế bào nguyên thủy tạo máu

2. Tế bào gốc tạo máu thường được tìm thấy ở đâu?

Tế bào gốc tạo máu (HSC) có thể được tìm thấy tại nhiều vị trí khác nhau trong cơ thể. Mỗi nguồn tế bào gốc có đặc điểm riêng, phù hợp với những mục đích điều trị khác nhau. Các nguồn chính bao gồm tủy xương, máu cuống rốn và máu ngoại vi.

2.1 Tủy xương (Bone Marrow – BM)

Tủy xương là nơi lưu trữ chính và cung cấp tế bào gốc tạo máu lớn nhất trong cơ thể. Các tế bào gốc này được tìm thấy chủ yếu ở xương chậu, nơi chứa nhiều tủy đỏ.

Tế bào gốc từ tủy xương thường được sử dụng trong các liệu pháp điều trị bạch cầu cấp, suy tủy xương và thalassemia. Đây là nguồn tế bào gốc phù hợp khi cần số lượng lớn và chất lượng cao để tái tạo hệ tạo máu.

Tuy nhiên, quy trình thu thập tế bào gốc từ tủy xương yêu cầu gây mê và thực hiện trong phòng mổ, gây khó chịu nhẹ và cần thời gian phục hồi lâu hơn.

2.2 Máu cuống rốn (Umbilical Cord Blood – UCB)

Máu cuống rốn chứa lượng lớn tế bào gốc nguyên thủy, được thu thập ngay sau khi em bé chào đời. Quá trình thu thập an toàn, không ảnh hưởng đến sức khỏe của mẹ và bé, và tế bào gốc này thường được lưu trữ trong ngân hàng tế bào gốc để sử dụng trong tương lai.

Tế bào gốc từ máu cuống rốn phù hợp để điều trị các bệnh lý di truyền, rối loạn miễn dịch và bạch cầu ở trẻ em. Tuy nhiên, lượng tế bào gốc thu thập được thường hạn chế, gây khó khăn khi điều trị cho bệnh nhân trưởng thành.

2.3 Máu ngoại vi (Peripheral Blood)

Tế bào gốc tạo máu cũng tồn tại trong máu ngoại vi, mặc dù với tỷ lệ thấp hơn tủy xương. Bằng cách sử dụng yếu tố kích thích bạch cầu hạt (G-CSF), tế bào gốc có thể được huy động từ tủy xương ra máu ngoại vi, giúp tăng số lượng tế bào gốc để thu thập.

Nguồn tế bào gốc này thường được sử dụng trong cấy ghép tự thân và đồng loài, đặc biệt phù hợp với người trưởng thành. Phương pháp thu thập qua máy Apheresis ít xâm lấn và thời gian phục hồi nhanh. Tuy nhiên, hiệu quả phụ thuộc vào việc sử dụng thuốc kích thích và có thể không phù hợp với mọi bệnh nhân.

Điểm đặc biệt của tế bào gốc tạo máu

Tế bào gốc tạo máu có khả năng tự đổi mới và phân hóa thành các dòng tế bào máu, bao gồm:

• Hồng cầu: Đảm nhiệm vai trò vận chuyển oxy.
• Bạch cầu: Bảo vệ cơ thể trước tác nhân gây bệnh.
• Tiểu cầu: Tham gia vào quá trình đông máu và cầm máu.

Điểm độc đáo của tế bào gốc tạo máu là chỉ cần một số lượng rất nhỏ, chúng vẫn có thể tái thiết lập toàn bộ hệ thống máu của cơ thể. Điều này giúp chúng được ứng dụng rộng rãi trong các liệu pháp cấy ghép để điều trị bệnh lý máu, thiếu máu bất sản và rối loạn miễn dịch.

Tế bào gốc tạo máu được tìm thấy ở nhiều vị trí khác nhau trong cơ thể

3. Các loại tế bào gốc tạo máu

Tế bào gốc tạo máu có thể được thu thập từ ba nguồn chính: máu ngoại vi, tủy xương, và dây rốn. Mỗi nguồn mang lại những ưu điểm và hạn chế khác nhau, từ khả năng thu thập, tính khả dụng, đến hiệu quả trong điều trị. Dưới đây là thông tin chi tiết về từng loại.

3.1 Tế bào gốc tạo máu từ máu ngoại vi

Tế bào gốc tạo máu từ máu ngoại vi chiếm tỷ lệ thấp trong máu, thường cần sử dụng các yếu tố tăng trưởng như G-CSF để kích thích tế bào gốc di chuyển từ tủy xương vào máu ngoại vi trước khi thu thập. Sau 4–5 ngày kích thích, quá trình thu thập sẽ được thực hiện bằng máy Apheresis.

Máy Apheresis có nhiệm vụ tách các tế bào gốc cần thiết và trả lại các thành phần máu khác vào cơ thể thông qua đường tĩnh mạch. Phương pháp này ít xâm lấn, thời gian phục hồi nhanh, nhưng phụ thuộc vào hiệu quả của thuốc kích thích. Đây là nguồn phổ biến khi cần tế bào gốc từ người trưởng thành.

Tế bào gốc tạo máu từ máu ngoại vi

3.2 Tế bào gốc tạo máu từ tủy xương

Tủy xương là nguồn giàu tế bào gốc tạo máu nhất, thường được thu thập từ xương chậu – nơi chứa nhiều tủy đỏ. Quy trình thu thập này đòi hỏi gây mê và được thực hiện trong phòng mổ bởi đội ngũ y tế chuyên nghiệp.

Trong quá trình này, khoảng 10–20ml tủy xương trên mỗi kg cân nặng được lấy ra và bảo quản bằng chất chống đông Heparin. Tủy xương sau đó được xử lý để loại bỏ chất béo và tạp chất. Dù là phương pháp hiệu quả cao, việc thu thập từ tủy xương có thể gây khó chịu và yêu cầu thời gian hồi phục lâu hơn.

3.3 Tế bào gốc tạo máu từ dây rốn

Tế bào gốc tạo máu có thể được thu thập từ máu trong dây rốn của trẻ sơ sinh, nơi chứa nhiều tế bào gốc quan trọng. Ngay khi trẻ mới chào đời, tế bào gốc sẽ được thu thập từ tĩnh mạch dây rốn thông qua việc kẹp và cắt dây rốn.

Quá trình thu thập tế bào gốc tạo máu từ dây rốn của trẻ sơ sinh nhanh chóng và không gây tác động đến sức khỏe của mẹ và bé. Trong một số trường hợp, bác sĩ có thể thu thập thêm mẫu máu từ phần bánh nhau để đảm bảo có đủ lượng tế bào gốc cần thiết.

Sau khi thu thập, tế bào gốc sẽ được lưu trữ trong một ngân hàng tế bào gốc và có thể được sử dụng cho việc điều trị bệnh tương lai cho chính em bé hoặc người có quan hệ huyết thống với em bé.

Tế bào gốc tạo máu từ dây rốn

Bảng so sánh các loại tế bào gốc tạo máu

Với sự phát triển của công nghệ đông lạnh tế bào gốc, hiện nay máu cuống rốn và tủy xương có thể được lưu trữ trong ngân hàng tế bào gốc đến hàng chục năm mà không làm giảm chất lượng. Công nghệ này đảm bảo tế bào vẫn giữ được khả năng tái tạo và biệt hóa, sẵn sàng cho các liệu pháp điều trị trong tương lai.

4. Ứng dụng của tế bào gốc tạo máu

Tế bào gốc tạo máu đã mang lại nhiều tiềm năng lớn trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong việc điều trị và tái tạo các loại mô bị tổn thương hoặc bệnh tật. Dưới đây là một số ứng dụng quan trọng của tế bào gốc tạo máu.

4.1 Tái tạo hệ tạo máu và điều trị bệnh huyết học

Tế bào gốc tạo máu đóng vai trò quan trọng trong việc khôi phục hệ tạo máu, đặc biệt trong điều trị các bệnh lý như thiếu máu bất sản (suy tủy xương), bệnh bạch cầu cấp và mãn tính. Chúng cũng hỗ trợ điều trị thalassemia và bệnh hồng cầu hình liềm, giúp giảm biến chứng liên quan.

Liệu pháp ghép tế bào gốc giúp thay thế các tế bào bị tổn thương trong tủy xương, tái tạo tế bào máu khỏe mạnh và phục hồi hệ miễn dịch. Tế bào gốc còn biệt hóa thành hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu, đảm bảo chức năng cơ bản của hệ tuần hoàn và miễn dịch.

4.2 Điều trị rối loạn miễn dịch và bệnh tự miễn

Tế bào gốc tạo máu được sử dụng để điều hòa hệ miễn dịch trong các bệnh lý như lupus ban đỏ, viêm khớp dạng thấp và thiếu máu Fanconi. Chúng có khả năng “cài đặt lại” hệ miễn dịch, giúp giảm phản ứng tự miễn và ngăn chặn tổn thương tiếp tục xảy ra.

Ngoài ra, các liệu pháp này hỗ trợ tái tạo tế bào máu khỏe mạnh, khôi phục chức năng miễn dịch sau tổn thương do bệnh lý di truyền. Đây là phương pháp ít tác dụng phụ hơn so với liệu pháp corticosteroid truyền thống.

4.3 Điều trị các bệnh lý ung thư

Ghép tế bào gốc tạo máu được sử dụng rộng rãi trong điều trị ung thư máu như bệnh bạch cầu cấp, mãn tính và u lympho. Tế bào gốc thay thế các tế bào ung thư bị tổn thương, giúp khôi phục tủy xương và tái tạo hệ miễn dịch.

Liệu pháp này không chỉ tăng cơ hội sống sót mà còn giảm nguy cơ tái phát ung thư. Nó là một trong những phương pháp điều trị hiệu quả nhất, đặc biệt khi kết hợp với hóa trị và xạ trị.

Trong tương lai, liệu pháp gen kết hợp với cấy ghép tế bào gốc tạo máu hứa hẹn mang lại bước đột phá trong điều trị bệnh lý di truyền và ung thư. Nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc chỉnh sửa gen để khắc phục các đột biến di truyền ngay từ cấp độ tế bào gốc, mang lại hiệu quả điều trị bền vững hơn

4.4 Tái tạo mô và điều trị tổn thương mô mềm

Tế bào gốc tạo máu được ứng dụng trong tái tạo da và sụn, đặc biệt trong điều trị bỏng và tổn thương mô mềm. Ghép mô tái tạo từ tế bào gốc giúp phục hồi cấu trúc da và giảm nguy cơ nhiễm trùng.

Trong tái tạo sụn khớp, tế bào gốc giúp khôi phục mô sụn bị tổn thương do thoái hóa hoặc viêm khớp. Các thử nghiệm lâm sàng đã cho thấy kết quả tích cực trong việc giảm đau và tăng cường vận động.

4.5 Điều trị bệnh tim mạch

Tế bào gốc tạo máu mang lại hy vọng mới trong điều trị bệnh lý tim mạch như nhồi máu cơ tim và suy tim. Chúng có khả năng tạo mạch máu mới, cung cấp oxy và dưỡng chất cho vùng cơ tim bị tổn thương.

Ngoài ra, các tế bào gốc còn biệt hóa thành tế bào cơ tim, khôi phục chức năng tim và cải thiện chất lượng sống của bệnh nhân. Đây là phương pháp đang được nghiên cứu với nhiều kết quả đầy hứa hẹn.

5. Cấy ghép tế bào gốc tạo máu

Cấy ghép tế bào gốc tạo máu là một trong những bước tiến quan trọng nhất trong y học hiện đại. Phương pháp này đã mang lại hy vọng cho hàng triệu bệnh nhân mắc các bệnh lý nghiêm trọng như ung thư máu, suy tủy, và rối loạn miễn dịch. Với khả năng tái tạo hệ thống máu và miễn dịch, cấy ghép tế bào gốc tạo máu không chỉ cứu sống người bệnh mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống của họ.

5.1 Cấy ghép đồng loài

Cấy ghép đồng loài là phương pháp sử dụng tế bào gốc được thu thập từ người hiến tặng phù hợp. Người hiến có thể là người cùng huyết thống (anh, chị em ruột) hoặc không cùng huyết thống nhưng phải có mức độ tương đồng cao về kháng nguyên HLA.

Tiêu chí lựa chọn người hiến:

• Phù hợp HLA (kháng nguyên bạch cầu người).
• Nhóm máu tương thích.
• Sức khỏe của người hiến đảm bảo đủ điều kiện y tế.

Tỷ lệ thành công:

• Cấy ghép từ người hiến cùng huyết thống có tỷ lệ thành công cao hơn (khoảng 60–90%).
• Trường hợp người hiến không cùng huyết thống, tỷ lệ phụ thuộc vào mức độ phù hợp HLA.

Ưu điểm và hạn chế:

• Ưu điểm: Hiệu quả cao trong điều trị ung thư máu và rối loạn miễn dịch; tỷ lệ tái phát bệnh thấp (10–40%).
• Hạn chế: Nguy cơ thải ghép và bệnh ghép chống chủ (GVHD); cần thời gian tìm kiếm người hiến phù hợp.

5.2 Cấy ghép tự thân

Cấy ghép tự thân sử dụng tế bào gốc được thu thập từ chính bệnh nhân trước khi bắt đầu quá trình điều trị như hóa trị hoặc xạ trị.

Cơ chế và quy trình:

• Tế bào gốc được thu thập từ máu ngoại vi sau khi kích thích bằng yếu tố tăng trưởng.
• Sau đó, chúng được bảo quản đông lạnh và tái truyền vào cơ thể bệnh nhân khi điều trị kết thúc.

Ưu điểm và hạn chế:

• Ưu điểm: Tránh được nguy cơ thải ghép và phản ứng miễn dịch; phù hợp với bệnh nhân không tìm được người hiến.
• Hạn chế: Tỷ lệ tái phát bệnh cao (40–75%) do tế bào gốc tự thân không loại bỏ hoàn toàn tế bào ung thư.

Có hai phương pháp cấy ghép tế bào gốc phổ biến được sử dụng

Vậy là Bhmed đã cùng bạn tìm hiểu về tế bào gốc tạo máu là gì? Ứng dụng và lưu ý quan trọng. Nhìn chung, tế bào gốc tạo máu đóng vai trò thiết yếu trong điều trị bệnh lý máu và nghiên cứu y học. Bạn cần tìm hiểu thật kỹ về loại tế bào này để có thể sử dụng một cách an toàn và phù hợp.

Nguồn tham khảo:

1. NCI Dictionary of Cancer Terms. (2024). National Cancer Institute; Cancer.gov. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/hematopoietic-stem-cell

2. Wikipedia Contributors. (2023, December 7). Hematopoietic stem cell. Wikipedia; Wikimedia Foundation. https://en.wikipedia.org/wiki/Hematopoietic_stem_cell

3. Walker, M., & McKinney-Freeman, S. (2018). Adult Hematopoietic Stem Cell Engagement with the Myeloablated Bone Marrow Niche. Elsevier EBooks. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-801238-3.65462-4

4. Hematopoietic Stem Cells. (2022). Www.aabb.org. https://www.aabb.org/news-resources/resources/cellular-therapies/facts-about-cellular-therapies/hematopoietic-stem-cells