CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC

- 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 t

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

tế bào tuyến tụy, tế bào bào da, tế bào máu, tế bào thần kinh…

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

7 #

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

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

9 #

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

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

11 #

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)

15 #

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

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

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…

Tế bào gốc thần kinh phân chia bất đối xứng: một dòng biệt hoá còn dòng kia vẫn là tế bào gốc thần kinh

17 #

Sự biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau từ tế bào gốc

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

19 #

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

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

21 #

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

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

23 #

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

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

Kỹ thuật cũ (chuyển nhân) ở bên trái - còn gọi là nhân bản trị liệu và bên phải là kỹ thuật mới, không cần

25 #

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

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

27 #

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

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

29 #

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

IV CÔNG NGHỆ TẾ BÀO GỐC

4.1 TẾ BÀO GỐC PHÔI- EMBRYONIC STEM CELLS (ESC)

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

33 #

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

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

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

37 #

- 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