te bao goc

Hạn chế của liệu pháp tế bào gốc • Có khả năng tạo khối u sau khi cấy ghép • Hình thành nên các đột biến di truyền, đặc biệt là khi nuôi cấy tế bào gốc trong thời gian dài • Các rủi ro t[r]

Nhóm Seminar Teá baøo goác Thành viên: Hoàng Tuấn Lộc Ngô Ngọc Mừng Lê Phú Tân Trần Hải Phong Võ Nguyễn Như Trí Lương Hoàng Kim Ngân Huỳnh Nguyễn Thanh Phong Nội dung chính Định nghĩa Tế bào gốc Phân loại Tế bào gốc Nguồn lấy Tế bào gốc Ứng dụng Tế bào gốc Nuôi cấy Tế bào gốc Biệt hóa Tế bào gốc Định nghĩa Tế bào gốc Tế bào gốc là tế bào sơ khai chưa biệt hóa và giữ khả biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác thể Các đặc điểm Tế bào gốc - Mang đầy đủ đặc điểm tế bào động vật: khả sinh sản, trao đổi chất và lượng, sinh trưởng và phát triển,… - Chúng có khả phân chia và tự tái tạo khoảng thời gian dài - Chúng không bị biệt hóa, và chúng có thể phát triển thành các loại tế bào chuyên biệt - Ở điều kiện thích hợp, tế bào gốc có thể phát triển thành các mô và quan chuyên biệt Cell Differentiation – Quá trình biệt hóa tế bào ● Skin cells of epidermis: Tế bào biểu bì ● Neuron of Brain: Nơron não ● Pigment Cell: Tế bào sắc tố ● Ectoderm (External Layer): Ngoại bì (lớp ngoài) ● Sperm: Tinh trùng ● Egg: Trứng ● Germ Cells: Giao tử ● Zygote: Hợp tử ● Blastocyst: Phôi bào ● Gastrula: Phôi ● Mesoderm (Middle Layer): Trung bì (Lớp giữa) ● Cardiac Muscle: Cơ tim ● Skeletal Muscle Cells: Tế bào xương ● Tubule Cell of the Kidney: Tế bào ống thận ● Red Blood Cells: Tế bào hồng cầu ● Smooth Muscle (in Gut): Tế bào trơn (trong ruột) ● Endoderm (Internal Layer): Nội bì (lớp cùng) ● Lung Cell (Alveolar Cell): Tế bào phổi (Tế bào túi phổi) ● Thyroid Cell: Tế bào tuyến giáp ● Pancreatic Cell: Tế bào tuyến tụy Phân loại Tế bào gốc  Phân loại theo đặc tính hay mức độ biệt hóa  Phân loại theo nguồn gốc phân lập Phân loại theo đặc tính hay mức độ biệt hóa Theo mức độ biệt hoá có thể chia Tế bào gốc thành bốn loại: - Toàn (hay thuỷ tổ) Vạn Đa Đơn a/ Tế bào gốc toàn hay tế bào gốc thủy tổ (totipotent stem cells) • Là tế bào có khả biệt hóa thành tất các loại tế bào thể từ tế bào ban đầu • Trứng đã thụ tinh và các tế bào sinh từ lần phân chia đầu tiên tế bào trứng đã thụ tinh (giai đoạn - tế bào – các blastosomer) b/ Tế bào gốc vạn (pluripotent stem cells) • Là tế bào có khả biệt hóa thành tất các tế bào thể có nguồn gốc từ ba lá mầm phôi • Các tế bào gốc vạn không thể phát triển thành thai, không tạo nên thể sinh vật hoàn chỉnh mà có thể tạo nên các tế bào, mô định c/ Tế bào gốc đa (multipotent stem cells) • Là tế bào có khả biệt hóa thành nhiều loại tế bào thể từ tế bào ban đầu • Các tế bào gốc trưởng thành tế bào gốc tạo máu, tế bào gốc thần kinh có tính đa năng; điều kiện định, chúng có thể chuyển biệt hóa và trở nên có tính vạn d/ Tế bào gốc đơn (mono/unipotential progenitor cells) • Tế bào gốc đơn là tế bào gốc có khả biệt hóa theo dòng • Khả biệt hóa theo dòng cho phép trì trạng thái sẵn sàng tự tái tạo mô, thay các tế bào mô chết vì già cỗi các tế bào mô ● Fertilised egg: Trứng đã thụ tinh ● Totipotent stem cells: Tế bào gốc tổng ● Blastocyst containing pluripotent stem cells: Phôi nang chứa tế bào gốc toàn ● Isolated pluripotent SCs from inner cell mass: Tế bào gốc toàn tách từ khối tế bào nội ● Hematopoeitic SCs: Tế bào gốc máu ● Neural SCs: Tế bào gốc thần kinh ● Mesenchymal SCs: Tế bào gốc trung mô ● Tissue-specific SCs: Tế bào gốc chuyên mô ● Cultured pluripotent SCs: Tế bào gốc toàn nuôi cấy ● Blood cells: Tế bào máu ● Cells of nervous system: Tế bào thần kinh ● Connective tissue: bones, cartilage, etc.: Mô liên kết: xương, sụn… Xếp loại theo nguồn gốc phân lập Theo nguồn gốc phân lập có thể xếp loại tế bào gốc làm loại: - Tế bào gốc thai - Tế bào gốc phôi (trong đó có tế bào gốc phôi thực thụ và tế bào mầm phôi) - Tế bào gốc trưởng thành a/ Tế bào gốc thai (Foetal stem cells) Là các tế bào vạn đa phân lập từ tổ chức thai sau nạo phá thai từ máu cuống rốn sau sinh b/ Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells) và tế bào mầm phôi (Embryonic germ cells) • Tế bào gốc phôi là các tế bào gốc vạn lấy từ phôi giai đoạn sớm (4 -7 ngày tuổi) • Tế bào mầm phôi là các tế bào mầm nguyên thủy có tính vạn • Tế bào mầm phôi là các tế bào hình thành nên giao tử và phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi từ thai nhi • So với tế bào gốc phôi, các tế bào mầm phôi khó trì dài hạn nuôi cấy nhân tạo chúng giai đoạn biệt hóa cao c/ Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells/Somatic stem cells) Là các tế bào chưa biệt hóa tìm thấy với số lượng ít các mô người trưởng thành (máu ngoại vi, mô não, mô da, mô cơ…) Tế bào gốc phôi Tế bào gốc trưởng thành Có phôi túi (blastocyst) với số lượng lớn Có các mô trưởng thành, số lượng ít Dễ nuôi cấy nhân tạo Khó nuôi cấy nhân tạo Có tính vạn cao hơn, dễ tăng sinh trên nuôi cấy invitro, cho phép tạo lượng lớn Về có tính đa năng, có thể có tính vạn Gần Không bất tử, số lần phân chia bị giới hạn Nguy tạo các khối u teratoma cao Ít nguy tạo các khối u teratoma Vì mà tế bào gốc phôi chưa sử dụng trên lâm sàng Để tránh tạo khối u, cần định hướng biệt hóa tế bào gốc phôi trước trên nuôi cấy nhân tạo Do lấy từ thể khác nên tế bào gốc phôi “lạ” với thể nhận vì có nguy gây nên phản ứng thải ghép - Không bất đồng miễn dịch, không gây thải ghép là ghép tự thân Nếu ghép cho người khác thì bất đồng gây phản ứng thải ghép Không dùng cho ghép tự thân, trừ trường hợp tế Các tế bào gốc thân là nguồn tế bào tốt bào gốc tạo kỹ thuật nhân tạo phôi cho ghép vô tính Nguồn lấy tế bào gốc  Nguồn lấy tế bào gốc phôi  Nguồn lấy tế bào mầm phôi và tế bào gốc thai  Nguồn lấy tế bào gốc trưởng thành a/ Nguồn lấy tế bào gốc phôi: Tế bào gốc phôi lấy từ khối tế bào bên phôi túi (blastocyst) phát triển từ: - Các phôi tạo nên kỹ thuật thụ tinh ống nghiệm - Các phôi nhân tạo nên cách tách blastosomer giai đoạn phôi 2- tế bào, cách phân chia phôi túi - Các phôi nhân vô tính tạo nên kỹ thuật chuyển nhân tế bào b/ Nguồn lấy tế bào mầm phôi và tế bào gốc thai Nguồn lấy tế bào mầm phôi và tế bào gốc thai là thai động vật thai thai nhi nạo bỏ Với thai người nạo bỏ, thường lấy thai nhi tuần tuổi Tổ chức mầm sinh dục thai là nơi lấy tế bào mầm phôi, các tổ chức khác thai (não, gan) là nơi lấy tế bào gốc thai c/ Nguồn lấy tế bào gốc trưởng thành Thường lấy từ các tổ chức trưởng thành như: máu cuống rốn, trung mô cuống rốn, tủy xương, máu ngoại vi, nang lông, tổ chức não… Các nguồn lấy Tế bào gốc Ứng dụng Tế bào gốc  Ghép tế bào gốc trị liệu / liệu pháp Tế bào (stem cell therapy)  Công nghệ mô (tissue engineering)  Các ứng dụng khác Tế bào gốc phôi a/ Ghép tế bào gốc trị liệu • Đa số các tế bào chuyên biệt thể không thể thay nhờ vào các quá trình tự nhiên chúng bị hư hại nghiêm trọng hay mắc bệnh • Tế bào gốc có thể dùng để tạo tế bào chuyên biệt khỏe mạnh và có đầy đủ chức năng, thay tế bào bị bệnh hay hoạt động sai lệch • Việc thay tế bào bị bệnh tế bào lành mạnh, gọi là liệu pháp tế bào Quy trình ứng dụng tế bào gốc trị liệu • Sản xuất dòng tế bào gốc: - Thu tế bào gốc: từ phôi từ tổ chức trưởng thành - Nuôi cấy các tế bào gốc này labo nhằm nhân lên mặt số lượng • Với tế bào gốc phôi, cần nuôi cấy nhân tạo các điều kiện môi trường lý hóa thích hợp để định hướng biệt hóa thành các tế bào mong muốn • Ghép tế bào gốc, đưa các tế bào gốc này vào các khu vực tổn thương cần sửa chữa Ứng dụng tế bào gốc trưởng thành điều trị Điều trị các bệnh tai biến mạch máu não, tổn thương giác mạc, các bệnh máu và bệnh gan, tổn thương tủy sống, liền vết thương da, điều trị ung thư, u não, các khối u đặc, tái tạo tim sau đau tim, đái đường type I, tạo xương không hoàn chỉnh, tổn thương xương và sụn… (Điều trị viêm tủy xương) Viêm tủy Cắt bỏ Phục hồi Trước cấy TBG Sau cấy TBG Liệu pháp TBG điều trị ung thư Tiêu diệt TBG ung thư tiêm tế bào gốc thần kinh vào phần não động vật bị bệnh glioma ác tính Tế bào gốc từ vùng não không bị bệnh di cư đến khu vực khối u và công tế bào khối u Ứng dụng tế bào gốc phôi điều trị Các bệnh có thể điều trị ghép các tế bào có nguồn gốc từ tế bào gốc phôi người bao gồm bệnh Parkinson, đái đường, chấn thương tủy sống, suy tim… Liệu pháp tế bào gốc bệnh tiểu đường Biến chứng bệnh tiểu đường : - Tai biến mạch máu não - Mù mắt - Suy thận - Liệt dương,… Nhiều nơi đã nghiên cứu, sử dụng tế bào gốc trung mô để biệt hóa thành tế bào tiết insulin, hướng đến việc chữa bệnh tiểu đường Bệnh nhân tiểu đường tiêm insulin ngày Phương thức điều trị bệnh tiểu đường • Phương thức ghép tế bào tụy tạng (greffe de cellules pancréatiques) • Phương thức tự ghép tế bào gốc (autogreffe de cellules souches) lấy tủy xương Ứng dụng liệu pháp tế bào gốc điều trị các thương tổn trên da bệnh nhân bị tiểu đường Liệu pháp tế bào gốc bệnh tim mạch - Bệnh lý tim mạch: nhồi máu tim, suy tim,… - Các phương pháp đặt stent, can thiệp mạch vành… không có hiệu tốt - Liệu pháp tế bào gốc ứng dụng nhiều - Sử dụng tế bào gốc từ tuỷ xương bơm vào lòng động mạch vành, vị trí nhánh nuôi vùng tim bị tổn thương Tế bào gốc tuyển lựa từ tủy xương chậu bệnh nhân Các tế bào gốc trưởng thành tiêm vào tim bệnh nhân nơi bị hư hại Các tế bào tự nó bám chặt và sản xuất protein (chất đạm) cung cấp tín hiệu cho việc phát triển mạch máu và tim b/ Công nghệ mô (tissue engineering) Công nghệ mô là ứng dụng tế bào gốc trị liệu, có thể thiết lập tế bào thành các cấu trúc không gian ba chiều dùng để sửa chữa mô tổn thương Sửa chữa tổ chức công nghệ mô có thể thực cách nuôi cấy tế bào gốc và sau đó ghép vào mô tổn thương Hạn chế liệu pháp tế bào gốc • Có khả tạo khối u sau cấy ghép • Hình thành nên các đột biến di truyền, đặc biệt là nuôi cấy tế bào gốc thời gian dài • Các rủi ro truyền nhiễm tiềm ẩn từ động vật cho sang người nhận • Các tế bào cấy ghép có thể bị phá hủy đáp ứng thải loại miến dịch thể chủ c/ Các ứng dụng khác Tế bào gốc phôi • Dự đoán các dị tật bẩm sinh và các bất thường thai dẫn đến sảy thai • Nghiên cứu các khối u trẻ em có nguồn gốc từ phôi • tế bào gốc phôi có thể định hướng biệt hóa thành các loại tế bào đặc thù cho sàng lọc thuốc Nuôi cấy Tế bào gốc Thành phần môi trường nuôi cấy • • • • • Muối vô Carbohydrate, acid béo, amino acid Vitamine Yếu tố vi lượng Huyết a/ Nuôi cấy sơ cấp  Là quá trình nuôi cấy thực trực tiếp từ mảnh mô ban đầu đến cấy chuyền lần thứ  Gồm các bước: thu nhận mô  tách rời các tế bào  nuôi cấy tế bào b/ Nuôi cấy thứ cấp  Là quá trình nuôi cấy thực sau lần cấy chuyền đầu tiên  Gồm các bước: loại bỏ môi trường cũ  rửa bình/đĩa nuôi  tách các tế bào gốc bám vào đáy đĩa  pha loãng các tế bào gốc môi trường Thu nhận và nuôi cấy tế bào gốc từ máu cuống rốn Pha mẫu máu thu với dung dịch PBS/2mM EDTA theo tỉ lệ 1:1 Dùng pipette hút 15 ml dung dịch Ficoll_Hypaque vào ống ly tâm 50ml Rót nhẹ 30 ml hỗn hợp PBS và máu lên trên lớp dung dịch Ficoll_Hypaque cho không làm xáo động bề mặt Ficoll_Hypaque/mẫu Ly tâm 30’ 1500v\phút, nhiệt độ phòng Tách tế bào đơn nhân từ pha Rửa 2-3 lần với PBS/EDTA Tái huyền phù tế bào môi trường nuôi cấy Biệt hóa tế bào gốc Biệt hóa tế bào gốc là quá trình biến đổi từ tế bào gốc không có chức chuyên biệt thành tế bào chuyên hóa Nguyên tắc • Loại bỏ các tác nhân biệt hóa không định hướng • Cảm ứng tế bào gốc biệt hóa thành dạng tế bào mong muốn các tác nhân biệt hóa thích hợp Biệt hóa hóa chất • Một số hormone, cytokine, vitamin, các ion Ca2+ • tác động lên tế bào làm tế bào thay đổi biểu gen Biệt hóa các chất • Dựa vào tương tác tế bào và chất nuôi cấy tế bào in vitro • Mỗi mô khác có thành phần chất ngoại bào ECM (Extra cellular matrix ) riêng nó • Bổ sung ECM thích hợp vào nuôi cấy in vitro giúp các tế bào gốc có thể biệt hóa thành các tế bào mong muốn