Đề tài Tế bào gốc – tế bào mầm

TẾ BÀO GỐC – TẾ BÀO MẦM GVHD: PGS – TS Nguyễn Bá Lộc Người thực hiện: Phạm Văn Thương Hoàng Thị Khánh Thanh Trần Thị Ngọc Nhân Trương Bá Phong Đề tài: TẾ BÀO GỐC (STEM CELLS) NỘI DUNG 1. Một số khái niệm 2. Định nghĩa 3. Lịch sử 4. Phân loại 5. Tiềm năng ứng dụng 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM * Biệt hóa (differentiation): Là quá trình các tế bào mang một đặc tính riêng biệt và trở thành “được định hình” dưới góc độ phôi thai học. * Chuyển biệt hóa (transdifferentiation) hay tính “mềm dẻo” (plasticity): Là khả năng một tế bào gốc, phần nào đã “được định hình”, có thể biệt hóa thành các loại tế bào khác với loại mà nó “được định hình”. * Giải biệt hóa hay phản biệt hóa hay biệt hóa ngược (dedifferentiation): Là quá trình trong đó đặc tính “được định hình” của một tế bào bị đảo ngược. Tức là từ một tế bào đã biệt hóa trở thành tế bào ít biệt hóa hơn. 2. ĐỊNH NGHĨA Tế bào gốc là các tế bào chưa biệt hóa, có thể tự tái tạo (self renew) và phân chia nhiều lần. Trong những điều kiện thích hợp, chúng có thể biệt hóa thành các kiểu TB chức năng trong cơ thể như TB cơ tim, TB da, TB não, TB sinh dục… Đặc tính của tế bào gốc: Chúng có khả năng phân chia và tự tái tạo trong một khoảng thời gian dài. Chúng không bị biệt hóa. Chúng có thể phát triển thành các loại tế bào chuyên biệt. 3. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 1900, giới khoa học châu Âu nhận ra rằng mọi tế bào máu bắt nguồn từ một TB nguyên thủy đặc thù => '‘Tế bào gốc'' 1940, các nhà nghiên cứu phát hiện các dòng TB gốc phôi ở chuột. 1981, Gail Martin và Martin Evans lần đầu tiên tách được TB gốc từ phôi chuột. 1997, nhóm Lan Wilmut công bố nhân bản thành công động vật có vú đầu tiên - cừu Dolly. 1998, Jame.Thomson, Madison và John Gearhart (Mỹ) nuôi cấy thành công TB gốc người. Tháng 10/2007, Mario Capecchi, Martin Evans và Oliver Smithies đã nhận giải thưởng Nobel Y học về các khám phá nền tảng liên quan đến TB gốc phôi chuột. 2005, Các nhà nghiên cứu ở Đại học Kingston (Anh) đã tuyên bố phát hiện một loại TB gốc giống TB gốc phôi được thu nhận trong máu cuống rốn. 2001, Các nhà khoa học tại Advanced Cell Technology đã nhân bản phôi người thành công đầu tiên (giai đoạn 4 – 6 tế bào). 3. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 4. PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC 4.1. Theo tiềm năng biệt hóa 1.1. Tế bào gốc toàn năng 1.2. Tế bào gốc đa năng 1.3. Tế bào gốc một vài tiềm năng 1.4. Tế bào gốc đơn năng 4.2. Theo nguồn gốc 2.1. Tế bào gốc phôi 2.2. Tế bào mầm phôi (gốc sinh dục) 2.3. Tế bào gốc nhũ nhi hay gốc thai 2.4. Tế bào gốc trưởng thành 2.5. Tế bào gốc khối u 4. PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC 4.1. PHÂN LOẠI THEO TIỀM NĂNG BIỆT HÓA 4.1.1. Tế bào gốc toàn năng (Totipotent stem cells) Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào cơ thể từ một tế bào ban đầu. Tế bào toàn năng có khả năng phát triển thành thai nhi, tạo nên một cơ thể sinh vật hoàn chỉnh. Hợp tử và các tế bào được sinh ra từ những lần phân chia đầu tiên của hợp tử (giai đoạn 2 - 4 tế bào) là các tế bào gốc toàn năng. 4.1.2. Tế bào gốc đa năng (Pluripotent stem cells) Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành tất cả các tế bào của cơ thể có nguồn gốc từ ba lá phôi – lá trong, lá giữa và lá ngoài. Các tế bào gốc đa năng không thể phát triển thành thai, không tạo nên được một cơ thể sinh vật hoàn chỉnh mà chỉ có thể tạo nên được các tế bào, mô nhất định. Các tế bào gốc phôi lấy từ khối tế bào bên trong (inner cell mass) là những tế bào gốc đa năng. 4.1.3. Tế bào gốc một vài tiềm năng (Multipotent stem cells) Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào của cơ thể từ một tế bào ban đầu. Các tế bào được tạo thành nằm trong một hệ tế bào có liên quan mật thiết, ví dụ chỉ tạo nên các tế bào máu (bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu lympho…), hoặc chỉ tạo nên các tế bào của hệ thống thần kinh. 4.1.4. Tế bào gốc đơn năng (Unipotential progenitor cells) Tế bào gốc đơn năng, còn gọi là tế bào định hướng đơn dòng hay tế bào đầu dòng (progenitor cells) là những tế bào gốc chỉ có khả năng biệt hóa theo một dòng. Trong điều kiện bình thường, các tế bào gốc trưởng thành trong nhiều tổ chức đã biệt hóa có tính đơn năng và có thể biệt hóa thành chỉ một dòng tế bào. Khả năng biệt hóa theo dòng này cho phép duy trì trạng thái sẵn sàng tự tái tạo mô, thay thế các tế bào mô chết vì già cỗi bằng các tế bào mô mới. 4.2. PHÂN LOẠI THEO NGUỒN GỐC 4.2.1. Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells - ESCs) Tế bào gốc phôi là các tế bào gốc được lấy từ giai đoạn phôi nang (4 - 7 ngày tuổi). Phôi nang (Blastocyst) có cấu trúc gồm 3 thành phần: Một lớp tế bào bên ngoài (Trophoblast), một khoang chứa đầy dịch và một nhóm có khoảng 30 tế bào nằm lệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (Inner cell mass). Nó tương ứng với tế bào đa năng theo cách phân loại 1  4.2.2. Tế bào mầm phôi (tế bào gốc sinh dục) (Embryonic germ cells - EGMs) Các tế bào mầm nguyên thủy này được phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi. Là những tế bào gốc được thu nhận từ rãnh sinh dục, vị trí là tiền thân của cơ quan sinh dục sau này, các tế bào này là các tế bào gốc đa năng.  Đó là các tế bào sẽ hình thành nên giao tử (trứng và tinh trùng) ở người trưởng thành. 4.2.3. Tế bào gốc thai (Foetal stem cells) Được thu nhận từ các mô của thai bỏ hay các phần phụ của thai nhi sau khi sinh. Các nguồn thu nhận bao gồm: nước ối, mô nhau thai, mô cuống rốn. 2.4. Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells) Là các tế bào chưa biệt hóa được tìm thấy với một số lượng ít trong các mô của người trưởng thành (tủy xương, máu ngoại vi, mô não, mô da, mô cơ…). Trong cơ thể, vai trò chủ yếu của các tế bào gốc trưởng thành là duy trì và sửa chữa tổ chức mà ở đó chúng được tìm ra. Những tế bào loại này được đặt tên theo nơi hiện diện: tế bào gốc tuỷ xương, tế bào gốc biểu bì,…  2.5. Tế bào gốc khối u (Embryonic carcinomas cells) Từ các khối u của tinh hoàn, buồng trứng. Có thể biệt hóa thành nhiều các tế bào khác nhau trong các mô. Phân biệt tế bào mầm (Embryonic germ cells) và tế bào gốc (Embryonic stem cells) Tế bào mầm là một trong những loại tế bào gốc, xét về tiềm năng biệt hoá nó không khác gì tế bào gốc phôi (đều là tế bào gốc đa năng (Pluripotent cells). Tế bào mầm (Germ Cells) là khái niệm để chỉ các tế bào thuộc dòng sinh dục (Germline).   Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells) và tế bào mầm phôi (Embryonic germ cells) thì khác nhau ở nơi thu nhận và kiểu tế bào biệt hoá. Thứ nhất, về nơi thu nhận, tế bào gốc phôi được thu nhận ở phôi từ giai đoạn phôi nang (blastocyst) trở về trước còn tế bào mầm phôi được thu nhận từ rãnh sinh dục của phôi (genital ridge). Thứ hai, về kiểu tế bào biệt hóa thì tế bào gốc phôi sẽ biệt hóa thành 3 lớp phôi (germ layers) và biệt hóa thành hơn 200 loại tế bào của cơ thể trừ các tế bào nhau thai và cuống rốn. Còn tế bào mầm phôi thì sẽ biệt hóa thành các tế bào sinh dục.  Tế bào gốc chính là nguồn tiềm năng cho việc thay thế các tế bào nhằm điều trị nhiều chứng bệnh. Do đó, bất cứ căn bệnh nào gây tổn hại mô đều có thể được điều trị nhờ liệu pháp tế bào gốc, trong đó bao gồm các bệnh và những khuyết tật như bệnh Parkinson, chứng mất trí nhớ, chấn thương cột sống, đột quỵ, bỏng, bệnh tim, tiểu đường loại 1, viêm khớp xương mãn tính, thấp khớp, bệnh loạn dưỡng cơ và bệnh gan.   Điều trị các căn bệnh nan y Tuy nhiên, hiện vẫn chưa thu được bằng chứng nào cho thấy tế bào gốc phôi có thể ứng dụng được trong điều trị bệnh ở người. Các nhà khoa học cần phải chứng minh cho thấy là họ đã thành công trong việc điều trị bệnh ở động vật nhờ sử dụng tế bào gốc phôi. Họ phải chứng minh đây là một giải pháp hiệu quả và không gây biến chứng để có thể được cho phép thử nghiệm trên người. NHỮNG TRỞ NGẠI CẦN PHẢI VƯỢT QUA, TRƯỚC KHI TẾ BÀO GỐC CÓ THỂ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG Y KHOA TRỊ LIỆU. Khó khăn trong việc nhận dạng tế bào gốc trong mô trưởng thành có chứa rất nhiều loại tế bào. Khi tế bào gốc đã được nhận diện và tách ra khỏi mô, cần phải có điều kiện thích hợp để kích thích chúng biệt hóa thành tế bào chuyên biệt. Công việc này đòi hỏi tiến hành rất nhiều thí nghiệm. Đặc tính sinh trưởng cực nhanh của tế bào gốc phôi khiến các nhà khoa học phải cực kỳ thận trọng trong quá trình biệt hóa chúng thành tế bào chuyên biệt. Nếu không bất cứ tế bào gốc phôi còn sót lại nào cũng có thể phát triển ngoài kiểm soát và hình thành khối u. Hiện tượng thải loại mô. Giống như kỹ thuật cấy ghép cơ quan, tế bào miễn dịch của cơ thể sẽ coi tế bào được cấy ghép là “kẻ lạ mặt”, từ đó tạo ra các phản ứng miễn dịch khiến cấy ghép không thành công và thậm chí có thể làm hại bệnh nhân. Người nhận tế bào (cấy ghép) sẽ phải tạm thời dùng thuốc nhằm khống chế hệ thống miễn dịch của họ, điều đó tự nó vốn cũng rất nguy hiểm. Hướng giải quyết: Sử dụng chính tế bào gốc trưởng thành của người bệnh có nghĩa là tế bào đó sẽ không bị hệ miễn dịch thải loại.  NGÀY NAY LIỆU PHÁP TẾ BÀO GỐC ĐÃ ĐƯỢC ỨNG DỤNG HAY CHƯA? Tế bào gốc huyết cầu (Hematopoietic Stem Cells - HSCs) có trong tủy xương, tiền thân của tất cả các tế bào máu, hiện là loại tế bào gốc duy nhất được ứng dụng phổ biến trong điều trị bệnh. Các bác sĩ tiến hành chuyển Tế bào gốc huyết cầu (HSCs) bằng kỹ thuật cấy ghép tủy xương từ trên 40 năm nay. Kỹ thuật tiên tiến nhằm thu thập hay “thu hoạch” Tế bào gốc huyết cầu hiện được ứng dụng, nhằm điều trị bệnh bạch cầu, bệnh u bạch huyết và một số bệnh rối loạn máu di truyền. Nghiên cứu tế bào gốc hứa hẹn nhiều triển vọng lớn lao đối với việc trị bệnh và chấn thương, nhưng triển vọng đó không phải là vô giới hạn. Thực tế vẫn tồn tại những thử thách mà (hiện nay) khoa học không vượt qua được đối với việc sử dụng tế bào gốc phôi như là một liệu pháp y học điều trị chấn thương và bệnh tật. Ngược lại nghiên cứu tế bào gốc trưởng thành cũng mang nhiều tiềm năng lớn tương đương mà vượt qua được rào cản về mặt chính trị, luân lý và xã hội. Rõ ràng còn rất nhiều việc phải làm cho đến khi tế bào gốc, dù bất cứ ở độ tuổi nào cũng có thể sử dụng như là một liệu trị y khoa. Việc làm được coi như là có tính cách thiết thực,chính là đầu tư tài năng vào một phương pháp sẽ đem lại thành công sau một quá trình dài với những vấn nạn hóc búa liên quan đến tế bào gốc phôi và sự không ràn buộc trong lĩnh vực tế bào gốc trưởng thành, thiết ngĩ sẽ không hề có một lập luận khoa học thuyết phục nào đối với sự đồng tình của công chúng vế việc nghiên cứu phôi người