Tìm hiểu tế bào gốc và ứng dụng của tế bào gốc trong y học

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 máu, tế bào não...[2, 4] II.4.2. Tế bào gốc có thể tự phân chia và tái tạo Không giống như tế bào cơ, tế bào máu…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. Nếu sau một quá trình tái tạo, tế bào gốc vẫn là tế bào không chuyên dụng, có thể coi là tế bào mẹ, thì nó lại tiếp tục tái tạo thành các tế bào mới. Các điều kiện để duy trì tế bào gốc như tế bào không chuyên dụng là mối quan tâm lớn của các nhà khoa học. Để làm sáng tỏ điều này, các nhà khoa học đã mất rất nhiều năm để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.[2] III.4.3. 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. Hiện các nhà khoa học vẫn đang đi những bước đầu tiên tìm hiểu những yếu tố bên trong và bên ngoài quá trình này. 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. [4] I.5. Phân loại tế bào gốc Xét về khả năng biệt hoá, các tế bào gốc có một trong 4 khả năng sau: toàn năng, vạn năng, đa năng, đơn năng [2,18,23,24]. 1. Các tế bào gốc toàn năng được tạo ra do những lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử (từ ngày thứ nhất đến ngày thứ tư). Tế bào gốc toàn năng có thể phát triển thành phôi hay tạo ra các tế bào ngoài phôi. 2. Các tế bào gốc vạn năng được tạo ra do tế bào toàn năng phân chia nhiều lần và các tế bào này có thể tạo ra các tế bào (từ ngày thứ 5 đến ngày thứ 14) và là một bộ phận của ba lớp phôi bì. Do vậy, đôi khi người ta thường gọi các tế bào này là tế bào mầm. Hình 2: Sự tạo thành các cơ quan từ các tế bào mầm [20] 3. Các tế bào gốc đa năng chỉ có thể tạo ra một vài loại tế bào có mối quan hệ gần với các loại tế bào. 4. Tế bào gốc đơn năng chỉ có thể tạo ra một loại tế bào nhưng nó khác với các tế bào không phải là tế bào gốc ở điểm: chúng vẫn duy trì khả năng tự nhân đôi. Về mặt nguồn gốc, có thể chia các tế bào gốc thành 4 loại: tế bào gốc phôi, tế bào gốc bào thai, tế bào gốc dây rốn và tế bào gốc trưởng thành [4, 23]. 1. Tế bào gốc phôi có nguồn gốc từ phôi và phần lớn phôi được tặng cho các phòng thí nghiệm để nghiên cứu và tạo thành trứng được thụ tinh trong điều kiện in-vitro. 2. Các tế bào gốc bào thai được hình thành khi phôi phát triển thành tbào thai sau 8 tuần. 3. Các tế bào gốc dây rốn có nguồn gốc từ dây rốn, gắn với bào thai. Về mặt lâm sàng, liệu pháp điều trị bệnh bạch cầu hiện nay có một vài vấn đề. Những tế bào gốc này có thể được thay thế bằng việc sử dụng dây rốn sau khi sinh sẽ hạn chế các vấn đề tôn giáo trong lĩnh vực nghiên cứu tế bào gốc. 4. Các tế bào gốc trưởng thành hay tế bào gốc soma là những tế bào chưa biệt hoá được tìm thấy ở nhiều loại tế bào trong cơ thể. Chúng được tìm thấy ở nhiều loại mô như não bộ, tuỷ xương, máu, mạch máu, da (mô biểu bì), gan và cơ xương. Trong máu của người cứ 1 triệu tế bào thì có một tế bào gốc [2]. Chẳng hạn, tế bào tuỷ xương là dạng đa tiềm năng, có các kiểu tế bào gốc khác nhau gồm tế bào gốc tạo máu, tế bào gốc nội mạc và các tế bào gốc trung mô. Các tế bào gốc máu hình thành nên máu, các tế bào gốc nội mạc hình thành nên hệ thống mạch (động mạch và tĩnh mạch), các tế bào gốc trung mô hình thành nên xưong, sụn, tế bào mô mỡ, cơ và các nguyên bào sợi [3]. Hình 3: Quá trình biệt hoá tế bào từ tế bào gốc tuỷ xương [16] Bảng 1: Các dạng tiềm năng khác nhau (từ các tế bào gốc toàn năng đến các tế bào không có tiềm năng nào). [20] Các khả năng khác nhau Được tìm thấy tại Khả năng biến đổi Toàn năng Hợp tử, tế bào túi phôi Tất cả các loại tế bào Vạn năng Bào thai, màng phôi Các tế bào ở ba lá phôi mầm Đa năng Tế bào gốc máu, dây rốn các tế bào xương, cơ, tim, phổi và các tế bào máu Vài tiềm năng Tế bào gốc tuỷ 5 loại tế bào máu: bạch cầu đơn nhân, đại thực bào, bạch cầu trung tính, hồng cầu, bạch cầu ưa acid Bốn tiềm năng Các tế bào tiền trung mô Các tế bào sụn, tế bào mỡ, tế bào đệm, các tế bào tạo xương Ba tiềm năng Dạng tiền tế bào đệm 2 loại tế bào: tế bào hình sao và tế bào có vài nhánh Hai tiềm năng Dạng tiền thân hai tiềm năng có nguồn gốc từ gan Tế bào B, đại thực bào Đơn năng Dạng tiền thân dưỡng bào Dưỡng bào (Mast cells) Không có khả năng Các tế bào biệt hoá như tế bào hồng cầu Không phân bào I.6. Vai trò của tế bào gốc 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 năng cụ thể trong cơ thể người; ví dụ như tế bào da, tế bào máu, tế bào cơ và tế bào thần kinh. Sự sinh sản hữu tính bắt đầu khi một tinh trùng thụ tinh cho một trứng để tạo thành một tế bào hợp tử. Hợp tử bắt đầu quá trình phân chia tạo thành 2, 4. 8, 16,... tế bào. Sau 4-6 ngày, khối tế bào này phát triển thành túi phôi. Bên trong túi phôi chứa các tế bào nội tại hay còn được gọi là các tế bào phôi và sau này sẽ biệt hoá tạo nên mầm mống các cơ quan. Các tế bào bên ngoài khối này tạo thành nhau thai. Như vậy, các tế bào được tạo ra từ những lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử là tế bào có tính toàn năng, tức là có đầy đủ tiềm năng phát triển thành bất cứ tế bào nào trong cơ thể. Hình 4. Tế bào gốc hình thành các loại tế bào chuyên hóa khác nhau: [16] Sự sống của bào thai ở tuần thứ tám sau khi thụ tinh nằm trong lòng bàn tay và được minh hoạ rằng bào thai với tất cả các mặt đều được tạo thành trong giai đoạn này và có hình dáng như người trưởng thành. Thông thường trong thời kì thai nghén, giai đoạn túi phôi tiếp tục phát triển cho đến khi được nuôi cấy trong tử cung và vào thời điểm phôi phát triển thành bào thai. Việc này xảy ra vào tuần thứ 10 sau khi các cơ quan chính được hình thành. Đối với cơ thể trưởng thành, các tế bào gốc có ở nhiều cơ quan, bộ phận khác nhau trong cơ thể như tuỷ xương, gan, biểu bì da,… nhằm tái tạo, thay thế các tế bào già và các tế bào tổn thương, đảm bảo cho hoạt động sống diễn ra bình thường. II. Nghiên cứu tế bào gốc [17, 18, 22, 25] II.1. Mục đích nghiên cứu tế bào gốc Thảo luận về tế bào gốc phôi thai đã ngấm ngầm từ lâu. Tới năm 1998, khi sinh học gia James Thompson của Đại học Wisconsin cho hay đã tách rời được tế bào gốc từ bào thai con người và nuôi trong phòng thí nghiệm, thì tranh luận lên cao độ. Các khoa học gia đều dùng tế bào gốc để nghiên cứu coi có thể làm nẩy sinh ra nhiều loại tế bào khác nhau của các bộ phận trong cơ thể. Và nếu thực hiện được điều đó thì tế bào gốc có thể được áp dụng trong trị bệnh, để thay thế cho tế bào đã bị hư hao vì bệnh tật cũng như ngăn ngừa sự hóa già. II.2. Những yêu cầu trong nghiên cứu tế bào gốc Nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc phải đạt được các mục tiêu sau: - Xác đinh đúng loại tế bào gốc, điều khiển được quá trình phát triển của chúng - Chuyển tế bào gốc vào đúng vị trí cần thiết - Các tế bào được chuyển phải "hợp" được với các tế bào lân cận và không "chạy lung tung". - Phải điều khiển được quá trình nhân lên của chúng, "bắt" được chúng dừng phân chia đúng thời điểm. - Ngoài ra, các nghiên cứu về tế bào gốc, đặc biệt là tế bào gốc từ phôi còn gặp trở ngại do các vấn đề đạo đức, tôn giáo... Để hạn chế sử dụng tế bào gốc từ phôi, nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu xác định và sử dụng các loại tế bào gốc của cơ thể trưởng thành. II.3. Các nguồn tế bào gốc hiện nay II.3.1. Tạo tế bào gốc từ phôi người [5, 23] 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. Thành công này được xem như một bước tiến lớn mở ra triển vọng phát triển các mô thay thế của chính người bệnh để chữa trị nhiều căn bệnh hiểm nghèo như tổn thương tủy sống, tiểu đường, rối loạn miễn dịch di truyền và liệt rung. Hình 5. Tế bào gốc phôi người II.3.2. Tạo tế bào gốc mới từ máu kinh nguyệt phụ nữ [26] 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 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) Hình 6. A: Hình thái của những tế bào máu đơn nhân được phân lập từ máu kinh nguyệt.B: Hình thái của 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 [26] II.3.3. Tạo tế bào từ trứng chưa thụ tinh Theo một nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences (Mỹ), các trứng chưa được thụ tinh có thể sẽ là một nguồn cung các tế bào gốc phục vụ chữa bệnh trong tương lai. Điều này, nếu trở thành hiện thực - sẽ giúp giới khoa học tránh được các vấn đề đạo đức gặp phải như khi sử dụng các tế bào gốc phôi người. Hình 7: Các nhà khoa học đã tạo ra được tế bào gốc của người từ trứng, thay vì từ phôi. (Ảnh: BBC) 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 II.3.4. Tạo tế bào gốc từ màng ối thai phụ [18] 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 cho người. Hình 8: Tế bào gốc từ nước ối thai phụ II.3.5. Tạo tế bào gốc mới từ răng sữa [32] Với kỹ thuật hiện nay, giới khoa học có thể cô lập 2 loại tế bào gốc. Tế bào gốc lấy từ phôi người, có thể phát triển thành mọi loại tế bào trong cơ thể song vấp phải sự phản đối của không ít người. Loại tế bào gốc thứ hai lấy từ cơ thể người trưởng thành, tránh được sự phản đối song có ít khả năng hơn so với loại thứ nhất. Hiện chúng ta đã có thêm một nguồn tế bào gốc từ răng sữa của trẻ em, dễ tiếp cận hơn. Songtao Shi, bác sĩ nhi khoa thuộc Viện Sức khoẻ quốc gia Mỹ, cho biết: "Những tế bào gốc này dường như tăng trưởng nhanh hơn và có nhiều tiềm năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác so với tế bào gốc ở người trưởng thành. Ông và đồng nghiệp đã phát hiện tế bào gốc ở răng sữa có thể phát triển thành tế bào hình thành răng tên là ondontoblasts cũng như tế bào thần kinh và tế bào mỡ. Răng sữa xuất hiện khi trẻ em được khoảng 6 tháng tuổi và rụng từ độ tuổi 6 đến tuổi 13. Hình 9. Hàm răng người II.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 không sử dụng đến hoặc hủy 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 tế bào da thành tế bào gốc là tế bào có khả năng phát triển vô tận và sinh sản ra các tế bào khác. Hình 10. Kỹ thuật cũ (chuyển nhân) ở bên trái - còn gọi là nhân bản trị liệu và bên phải là kỹ thuật mới, không cần sử dụng đến trứng, cũng không tạo ra phôi người. II.3.6. Tạo tế bào gốc từ tinh hoàn [30] "Đàn ông có thể có một nguồn tế bào gốc đầy tiềm năng nằm giữa… 2 chân của họ!". Các nhà khoa học Mỹ vừa phát hiện, tinh hoàn có thể là nguồn tế bào gốc để từ đó, tạo ra tế bào não, bắp thịt, máu... Hứa hẹn nhiều ứng dụng trong y học sau này. 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. 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. II.3.7. Tạo tế bào gốc từ dây cuống rốn [31] Từ sợi dây rốn, tiến sĩ Phan Toàn Thắng đã tạo ra một công nghệ khiến cả thế giới phải sửng sốt: Sản xuất tế bào gốc. Từ đó, có thể chữa lành các vết thương do bỏng, tiểu đường, loét do phóng xạ cũng như chăm sóc sắc đẹp. Tế bào gốc tách ra từ màng dây cuống rốn này có nhiều ưu điểm vượt trội hoàn toàn so với tế bào gốc được tìm ra từ mô, tuỷ và phôi thai. Đầu tiên nó không vi phạm vào y đức, không gây tổn thương cho bà mẹ và thai nhi trong quá trình thu giữ dây rốn vì vốn nó là thứ bỏ đi sau khi sinh. Bên cạnh đó, mỗi năm có hàng trăm triệu trẻ em được sinh ra thì sẽ thu giữ được hàng trăm triệu dây rốn. Theo TS Thắng thì việc tìm ra công nghệ tách tế bào gốc từ dây cuống rốn có ý nghĩa rất lớn trong việc sử dụng vào nghiên cứu và điều trị bệnh nhân, vì nó gần như là câu trả lời cho tất cả những khó khăn và trở ngại của công nghệ tế bào gốc hiện nay. Thứ nhất, quá trình lưu giữ, bảo quản bằng đông lạnh dây rốn rất dễ dàng, rẻ tiền. Trong điều kiện VN, chi phí lưu giữ dây cuống rốn 20 năm chỉ khoảng từ 1.500 - 2.000 USD. Khi cần người bệnh có thể dùng tế bào tách từ cuống rốn để điều trị các bệnh như: Bỏng, gãy xương, teo cơ, tiểu đường, liệt tủy, tai biến mạch máu não, nhồi máu cơ tim, Alzeimer, Parkinson… Tiêm tế bào gốc vào dưới các nếp nhăn của da sẽ có tác dụng chống lão hóa, vì vậy có thể dùng phương pháp này cho cả việc chăm sóc sắc đẹp và thẩm mỹ. Thứ hai, nguồn cung cấp dây rốn là vô tận và rẻ tiền. Một dây rốn thường dài 50cm, bán kính khoảng 1cm từ đó có thể thu giữ hàng tỷ tế bào gốc. Đây sẽ là một nguồn dự trữ khổng lồ bởi nếu lượng tế bào gốc không đủ chúng ta sẽ không thể điều trị tế bào gốc hiệu quả. Với kỹ thuật nuôi cấy không quá phức tạp và tốn kém, đặc biệt hơn cả là có thể lưu trữ dây rốn và tế bào dây rốn sau khi sinh dùng để điều trị cho bản thân cũng như gia đình. Con người sẽ có những ngân hàng tế bào gốc khổng lồ với chi phí chẳng đáng là bao. Thứ ba, tính kháng nguyên và miễn dịch của tế bào lấy từ dây cuống rốn thấp nên khả năng thải ghép cũng thấp, phù hợp để ghép tế bào gốc cho bản thân, đồng loại (đặc biệt là những người cùng huyết thống) mà không phải sử dụng các thuốc ức chế miễn dịch. Với tất cả những ưu điểm đó, bác sĩ Thắng khiêm tốn khẳng định: “Đây thực sự là món quà mà Mẹ Tự Nhiên trao tặng cho nhân loại với một thông điệp: “Đây là phần dự trữ của bạn, hãy giữ lại để sử dụng khi cần thiết”, tôi chỉ là người được giao nhiệm vụ tách nó ra thôi.” Vì từ trước đến giờ, dây rốn gần như là thứ bỏ đi, nhưng nếu biết tận dụng dây rốn sẽ là nguồn tế bào gốc không bao giờ cạn. Dây rốn và nhau thai Tế bào gốc biểu mô Tế bào gốc trung mô tách từ dây rốn tách từ dây rốn Việc tìm ra công nghệ này có một ý nghĩa rất lớn bởi nó là câu trả lời cho tất cả những khó khăn và trở ngại của công nghệ tế bào gốc hiện hành. Gọi nó là món quà của tạo hoá dành cho nhân loại bởi đơn giản ai cũng có dây rốn sau khi sinh. Hiện tại, bác sĩ Thắng cùng với các cộng sự đang tiến hành nghiên cứu không chỉ ở Singapore mà còn tại các cơ sở hàng đầu khác ở Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Hồng Kông và Ấn Độ để điều trị tiểu đường, nhồi máu cơ tim, liệt tuỵ, vết thương lâu liền…Các kết quả thu được từ thử nghiệm trên động vật rất đáng khích lệ. Những cơ sở thử nghiệm đầu tiên trên người sẽ là Mỹ, Singapore, Hồng Kông, Ấn Độ cho điều trị các vết thương bỏng và vết thương mãn tính do tiểu đường. Tế bào mô biệt hoá Tế bào sụn biệt hoá Tế bào xương biệt hoá Tế bào da biệt hoá Khi công nghệ đưa vào ứng dụng sẽ giúp vết thương của bệnh nhân nhanh liền hơn, giảm đau hơn. Bệnh nhân nhồi máu cơ tim và tai biến mạch máu não sẽ phục hồi nhanh và tốt hơn. Những bệnh nhân liệt hay chấn thương tuỷ sống có thể đi lại được. Chất lượng điều trị các bệnh mãn tính như tiểu đường và mất trí nhớ sẽ được nâng cao. Bên cạnh đó, một khái niệm mới xuất hiện “chống lão hoá bằng việc sử dụng tế bào gốc”, trong tương lai tế bào gốc sẽ giúp những người khỏe mạnh bình thường kéo dài thêm tuổi thanh xuân…Một số công trình nghiên cứu mới đây của Trung tâm nghiên cứu Ung thư hàng đầu của Mỹ tại ĐH Texas - trung tâm MD Anderson thì tế bào gốc còn có khả năng điều trị các khối u tạng đặc (ung thư vú, gan, phổi, não…). Hình A Hình B Hình A: Ông Han và tầng hầm chứa máu dây rốn của 60.000 trẻ sơ sinh để điều trị nhiều chứng bệnh nan y ở thủ đô Seoul (Hàn Quốc). Hình B: Bác sĩ Phan Toàn Thắng trong phòng thí nghiệm ở Singapo. II.3.8. Tạo tế bào gốc từ tóc [27] 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. II.3.8. Tạo tế bào gốc từ nang lông [27] Đã có chứng minh cho thấy nang lông là một nguồn tế bào gốc dồi dào có thể được sử dụng để hình thành các mạch máu hay mô da. Hình 11. Tế bào gốc hình thành từ nang lông [27] II.4. Sự biệt hoá các 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. Về mặt tự nhiên, các tế bào gốc thường được biệt hoá bởi rất nhiều nhân tố bên trong và bên ngoài. Các lí do bên trong là các gene bên trong mỗi tế bào, giống như một chuỗi các lời chỉ dẫn kêu gọi chúng thể hiện chức năng. Các nguyên nhân bên ngoài là các chất hoá học được giải phóng bởi các tế bào xung quanh hay do sự tương tác với tế bào khác, thậm chí có rất nhiều cách khác nhau để làm thay đổi chức năng của các tế bào gốc. Chúng có hai con đường để tái sinh và biệt hoá [2]: (i): Trực tiếp tạo ra tế bào biệt hoá bằng cách phân chia đối xứng. Từ tế bào gốc ban đầu sẽ phân chia tạo ra 2 tế bào con, một vẫn là tế bào gốc còn cái kia vẫn là tế bào ở dạng trước khi biệt hoá và sẽ trải qua biệt hoá. (ii) Tạo ra nhiều quần thể tế bào và dưới tác động của các dấu hiệu đặc biệt sẽ biệt hoá tế bào. Chẳng hạn, đối với sự biệt hoá tạo nên tế bào máu, trong quá trình cảm ứng tạo tế bào máu ở người và một số động vật khác, con đường biệt hoá hoạt động bằng cách tập hợp các tế bào để chúng có thể đáp ứng với tín hiệu để phát triển thành tế bào máu (Theo Mick Bhatia- Giám đốc của Viện the McMaster Stem Cell & Cancer Research). Phương pháp này có thể ứng dụng vào lâm sàng để tái tạo hệ miễn dịch và hệ máu của bệnh nhân ung thư bạch cầu hoặc bệnh nhân đang điều trị bằng các liệu pháp trị ung thư [6]. Các tế bào gốc thần kinh của lớp thú gây nhiều sự chú ý. Chúng có thể được thu nhận từ các tế bào gốc phôi với các đặc tính; có thể tạo ra mô thần kinh hoặc lấy từ hệ thần kinh; có khả năng tự tái sinh; có thể tạo ra các tế bào khác tế bào ban đầu qua sự phân chia bất đối xứng [2]. Hình 12: Tế bào gốc thần kinh phân chia bất đối xứng: một dòng biệt hoá còn dòng kia vẫn là tế bào gốc thần kinh [2]. Nhìn chung, các tế bào gốc trưởng thành bị giới hạn về khả năng biệt hoá. Chúng chỉ có thể tạo ra một số loại tế bào thuộc mô gốc ban đầu nhưng có một số bằng chứng chứng minh được chúng có thể tạo ra các loại tế bào thuộc mô khác. Chúng duy trì trong trạng thái tĩnh hay không phân chia cho đến khi được hoạt hoá do sự tổn thương mô hay bệnh tật. Các nhà khoa học biết rằng việc gene đóng hay mở là yếu tố quyết định cho quá trình biệt hoá và các tế bào này được cài vào các đoạn gene đã được xác định trình tự trong các đĩa nuôi cấy và các nhà khoa học sử dụng các gene này để cố gắng lựa chọn các loại tế bào đặc biệt và các tín hiệu để cho các tế bào gốc biệt hoá nhưng cho đến nay vẫn còn là ẩn số. Photo courtesy University of Wisconsin Board of Regents Hình 13: Quá trình biệt hoá thành công: Ở các tế bào gốc phôi ở người, các tế bào tiền neuron sinh trưởng trong môi trường nuôi cấy và tạo ra các tế bào neuron trưởng thành (đỏ) và các tế bào thần kinh đệm (xanh) trong phòng thí nghiệm nghiên cứu của trường đại học Wiscosin ở Madison [19] Photo courtesy University of Wisconsin Board of Regents Hình 14: Sau khi cấy ghép vào bộ não của các con chuột nhỏ, các tế bào tiền thân neuron tạo ra các tế bào neuron (màu đỏ ở hình A) và các tế bào thần kinh đệm dạng sao (màu đỏ hình B), các tế bào có hình sao của não bộ và tuỷ sống [19 ]. III. Tế bào gốc và ung thư Ung thư đã và đang trở thành căn bệnh quái ác gây chết hàng đầu thế giới. Đa số các phương pháp trị liệu hiện nay chưa mang đến kết quả mong đợi, cơ chế gây ung thư còn quá nhiều bí ẩn. Trong một vài năm gần đây, đặc biệt bùng nổ từ năm 2006, các nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa ra thuyết “Tế bào gốc ung thư” (cancer stem cell_CSC) - thủ phạm gây ra căn bệnh quái ác [3,5, 8,11]. Hình 15: Sự nhân lên của tế bào gốc ung thư vú (Nguồn Có thể hiều một cách đơn giản CSC là các tế bào đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng của khối u và chúng có khả năng khởi phát một khối u. CSC cũng mang các đặc điểm tương tự như tế bào gốc bình thường (marker bề mặt, khả năng tự làm mới…). Tuy nhiên, chúng khác ở chỗ: chúng không có khả năng kiểm soát số lương tế bào. CSC thường chiếm tỷ lệ rất ít trong khối u nhưng chịu trách nhiệm trong sự tăng trưởng của khối u. Các tế bào gốc ung thư có thể xuất thân từ cá tế bào gốc bình thường cũng như các tế bào tiền thân tạo ra các khối u với động lực, kiểu hình và biểu hiện kiểu gene khác nhau. Hai yếu tố quan trọng để xác định nguồn gốc của CSC là: Số lượng đột biến cần thiết để một tế bào trở thành tế bào ung thư. Một tế bào gốc bình thường cần phải khắc phục sự kiềm hãm về di truyền nào trong việc thực hiện khả năng tự làm mới và khả năng tăng sinh vô hạn. Sự tăng sinh của các tế bào này thường gắn liền với sai hỏng trong quá trình biệt hoá, làm cho các tế bào tiếp tục tăng sinh bất thường thay vì đi vào quá trình biệt hoá và chết [1]. Các nhà khoa học cho rằng, CSC có thể hình thành từ quá trình tự làm mới của tế bào gốc thường hoặc các tế bào tiền thân (progenitor) bị đột biến có khả năng tự làm mới. Phần lớn, ung thư bắt nguồn từ tế bào bị đột biến và các tế bào con của nó có những biến đổi tiếp bất thường trước khi tạo thành khối u. Tốc độ phát triển của khối u này phụ thuộc vào các tác nhân gây đột biến và một số tác nhân không gây đột biến [1]. Hình 16: Hình thành tế bào ung thư (Nguồn: Các đột biến xảy ở các gene kìm hãm khối u của các tế bào dẫn đến những bất thường trong hoạt động tế bào, đặc biệt tác động đến quá trình tăng sinh và biệt hoá, đặc biệt là đột biến gene mã hoá cho protein p53. Protein p53 tham gia vào quá trình kiểm soát chu kì tế bào, đặc biệt là sự sửa những sai sót các đột biến DNA. Khi p53 bị đột biến, khả năng tế bào bị ung thư rất cao [1]. Hình 18: Giả thiết hình thành tế bào ung thư ( Thuyết tế bào gốc ung thư xuất thân từ tế bào gốc bình thường thích hợp hơn là xuất thân từ tế bào tiền thân trong bệnh ung thư AML. Vì các tế bào LIC (leukemia initiating cell) từ các kiểu phụ khác nhau của AML cho thấy ở các giai đoạn biệt hóa khác nhau vá có các marker bề mặt giống với tế bào gốc tạo máu bình thường. Các nhà khoa học cho rằng tế bào gốc bình thường có thể biến đổi thành tế bào gốc ung thư các tế bào sinh ra ung bướu do “hốc tế bào gốc”, khoảng không gian mà tế bào gốc sinh sống tại đó. Sự rối loạn của hốc tế bào gốc sẽ tạo ra các tín hiệu sinh học và dẫn đến rối loạn sinh thái của tế bào gốc. Do đó sẽ gây ra sự đột biến bản chất của tế bào gốc trở thành bất bình thường; các tín hiệu “nảy sinh - xúc tiến” trở nên lấn át và tạo thành tình trạng tế bào gốc phát triển vô trật tự, dẫn đến tế bào gốc ung thư. Tế bào gốc ung thư áp chế guồng máy sinh học của các tế bào để lây lan, xâm nhập vào những tế bào khác và phát triển thành bệnh ung thư [5]. Hình 19: So sánh hai chuỗi sinh lý sinh thái của tế bào gốc dưới tình trạng “hốc tế bào gốc” bình thường và “hốc tế bào gốc” biến đổi [5 ]. Các CSC có cơ chế bảo vệ và lẫn trốn, đồng thời chúng còn có khả năng chịu đựng phóng xạ và hoá trị liệu. Do đó, hầu hết các phương pháp điều trị ung thư hiện nay khó có thể “nhổ cỏ tận gốc” các tế bào này. CSC đóng vai trò chính trong quá trình di căn ung thư, chúng có liên kết lỏng lẻo trong khối u và có thể di chuyển tự do trong máu. Mặt khác, các liệu pháp điều trị hiện nay không thể tiêu diệt triệt để chúng là do chúng có khả năng kháng được các tia xạ ion hóa. Tuy giả thiết này đã được đưa ra rất lâu trước đó; song, mãi đến tháng 2 năm 2009, một nhóm nhà khoa học của Đại học Stanford mới phát hiện và chứng minh khả năng này. Trong một số trường hợp, sự bảo vệ của CSC là do sự biểu hiện gia tăng của các protein có thể gắn và chống lại các gốc oxygen tự do (ROS). Các nhà nghiên cứu thấy rằng, trong chuột bị khối u tuyến vú, CSC có mức ROS thấp hơn 2 lần trong nhiều tế bào khối u khác và chúng có thể sóng sốt sau khi chiếu xạ ion hóa [8]. Khi các tế bào ung thư xuyên qua màng, di căn đến các loại mô khác nhau, chúng có đặc đểm di truyền không bình thường. Các nhà khoa học khó xác định tất cả những gene bất thường và tìm ra những liệu pháp điều trị có hiệu quả. Để xác định đúng những sự bất thường này, các nhà kha học cần hiểu biết nhiều hơn về đặc đểm của các tế bào gốc và các giai đoạn phát triển khác nhau của chúng. Bằng cách kiểm tra sự phát triển của các tế bào gốc khoẻ mạnh, các nhà khoa học có thể đánh giá sự khác nhau bất thường này xảy ra như thế nào và có thể phát triển các liệu pháp ngăn ngừa hay điều trị các bất thường này [18]. Ứng dụng đầu tiên của CSC là việc chuẩn đoán ung thư giai đoạn sớm thông qua một số phương pháp chủ yếu liên quan đến CSC như marker bề mặt, thành lập ngân hàng khối u, sản xuất các vaccine chống ung thư và xây dựng mô hình động vật mang khối u dị ghép phục vụ nghiên cứu các liệu pháp kháng ung thư. Số lượng của CSC thường không quá 5% số lượng tế bào u. Việc phát hiện sự có mặt của các tế bào gốc này vô cùng quan trọng, một mặt chúng phản ánh u đang tiến triển, mặt khác cho thấy có thể tác động vào các tế bào này làm ngừng sự phát triển của khối ung thư mang lại hy vọng cho các bệnh nhân ung thư [5,9]. IV. Ứng dụng của tế bào gốc trong y học IV.1. Tạo tế bào gan từ mỡ dưới da Các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu ung thư và Trung tâm y học quốc tế của Nhật Bản đã tạo thành công các tế bào gan từ mỡ dưới da, có thể mở ra một hướng điều trị mới giúp hồi phục gan người trong tương lai. Theo Nhật báo Yomiuri Shimbun số ra hôm 7/01/2007, các nhà khoa học đã lấy mỡ dưới da của 7 bệnh nhân, mỗi người 5 gram, và từ các mô mỡ này, họ trích ra một số tế bào mầm mô giữa. Những tế bào mầm này được cho là có khả năng biến đổi thành các tế bào khác và hình thành các mô hay cơ quan khác nhau.  Các nhà nghiên cứu đã thêm 3 loại protein giúp các tế bào mầm này phát triển và ủ chúng trong khoảng 40 ngày, trước khi tất cả các tế bào trở thành tế bào gan. Trong thời gian các tế bào được ủ, họ phát hiện có ít nhất 14 loại protein và enzyme chuyển hóa thuốc - vốn chỉ được tạo ra ở gan người. Họ đã tiêm khoảng 1 triệu tế bào này vào chuột thí nghiệm gặp các trục trặc về gan và phát hiện lượng amoniac của chúng trở lại mức bình thường. Phát hiện này có thể mở ra một hướng điều trị mới giúp hồi phục gan người trong tương lai. Tuy nhiên, để có thể đưa phát hiện này vào ứng dụng lâm sàng, các nhà nghiên cứu phải tìm ra cách sản xuất hàng loạt các tế bào gan này. Hình 20. Tạo tế bào gan IV.2. Chữa bệnh Parkingson [20] Bệnh Parkinson còn gọi là bệnh liệt rung, là một bệnh thoái hóa ở hệ thần kinh trung ương do sự mất các tế bào thần kinh sinh dopamine hay neuron sinh dopamine. Bệnh thường xảy ra ở người lớn tuổi và biểu hiện bằng các triệu chứng tăng trương lực cơ (cứng cơ), run, không điều khiển được tay chân theo ý muốn, chậm vận động, đi lại khó khăn, mất các phản xạ tư thế… Hình 21. Não của người bị bệnh Parkinson Sự hiện diện của các tế bào gốc nội sinh (endogenous stem cell) và tế bào nguyên bản nội sinh (endogenous progenitor cell) trong thần kinh trung ương của động vật có vú và người trưởng thành đã đưa ra khả năng phục hồi bẩm sinh của não cũng như khả năng điều trị các bệnh do thoái hóa ở hệ thần kinh như bệnh Parkinson. Tuy nhiên tác nhân hay tín hiệu nào sẽ kích hoạt cơ chế tăng tổng hợp để phục hồi các thoái hóa của não từ các tế bào gốc và tế bào nguyên bản có sẵn ở não này thì vẫn là ẩn số. Ý tưởng dùng các tế bào nguyên bản nội sinh nhằm thay thế cho các tế bào thần kinh bị mất do quá trình thoái hóa của não đã đưa ra khoảng vài năm nay nhưng đòi hỏi phải tìm ra các tác nhân có khả năng kích thích sự tăng trưởng và biệt hóa các tế bào này. Tế bào nguyên bản là một dạng tế bào gốc nhưng có giới hạn ở số lần tái bản, chúng sẽ nhanh chóng nhân đôi, biệt hóa và gắn kết vào mô tương ứng. Nghiên cứu trên mô hình bệnh Parkinson này chứng minh hoạt hóa thụ thể dopamine sẽ kích thích sự hình thành neuron thần kinh mới từ các tế bào nguyên bản nội sinh có sẵn trong não và các neuron mới này sẽ đóng vai trò sửa chữa chức năng thần kinh bị tổn thương. Ở bệnh nhân Parkinson, đường dẫn truyền thần kinh giữa chất đen (substantia nigra pars compacta SNc) nằm giữa não với thể vân bị suy giảm do sự thiếu hụt của các neuron sinh dopamine. Đường dẫn truyền này là một trong bốn đường dẫn truyền dopamine ở não và nó có vai trò quan trọng trong quá trình kiểm soát cử động. Phương pháp điều trị bệnh Parkinson hiện nay là tăng mức độ dopamine. Tuy nhiên cách điều trị này có nhiều tác dụng phụ, giảm đáp ứng của thuốc theo thời gian điều trị, cũng như không có tác dụng chữa tận gốc nguyên nhân gây bệnh. Cách dùng các tế bào nguyên bản nội sinh nhằm thay thế các neuron sinh dopamine có nhiều ưu điểm hơn kỹ thuật cấy ghép. Điều thuận lợi là các tế bào nguyên bản nội sinh này có sẵn ở chất đen SNc và các nghiên cứu trước đây cho thấy hoạt hóa các thụ thể dopamine D3 sẽ kích thích quá trình phát triển thần kinh của vùng chất đen ở chuột khỏe mạnh. Bằng mô hình dùng 6-hydroxydopamine gây bệnh Parkinson ở chuột, chất 7-OH-DPAT, một chất chủ vận trên thụ thể dopamine D3, đã chứng tỏ có tác động kích thích quá trình sản sinh ra các neuron sinh dopamine từ các tế bào nguyên bản nội sinh. Với kỹ thuật đánh dấu tế bào qua sự tổng hợp DNA, các nhà nghiên cứu cho thấy quá trình điều trị lâu dài bằng thuốc chủ vận dopamine D3 làm gia tăng sự phát triển ở chất đen. Các neuron mới sinh này sau đó tổng hợp ra các protein như là các neuron sinh dopamine trưởng thành. Nếu các neuron sinh dopamine mới này có khả năng phục hồi và sửa chữa chức năng ở đường dẫn truyền chất đen – thể vân thì các neuron này phải hình thành các đường dẫn truyền mới từ chất đen về phía thể vân. Quá trình này được theo dõi bằng cách tiêm các đánh dấu huỳnh quang (fluorescent) vào thể vân. Quan sát sau khi có sự dịch chuyển ngược của các chất đánh dấu huỳnh quang vào thể đen cho thấy có sự gia tăng các neuron mới sinh dọc theo đường dẫn truyền của sợi trục thần kinh. Cuối cùng chuột được chữa trị bằng thuốc chủ vận dopamine được tiến hành hai thử nghiệm hành vi và chứng tỏ là có sự phục hồi chức năng vận động. Kết quả mới này đã đưa ra bằng chứng có sự thay đổi cơ bản ở đường dẫn truyền thần kinh sau vài tháng điều điều trị. Phát hiện mới này cho thấy là các tế bào nguyên bản nội sinh có thể góp phần vào việc sửa chữa chức năng của các bó thần kinh bị tổn thương đồng thời cũng đưa ra một hy vọng mới không những cho bệnh nhân Parkinson mà còn cho các bệnh nhân bị suy giảm chức năng thần kinh khác. Mặc dù đã có vài thuốc chủ vận trên thụ thể dopamine D3 được dùng trong điều trị bệnh Parkinson nhưng nghiên cứu này đã làm sáng tỏ thêm vai trò của thuốc trong tác dụng kích thích các tế bào nguyên bản nội sinh đồng thời cũng khuyến khích các nhà nghiên cứu tìm ra các thuốc có tác dụng tương tự nhưng ít tác dụng phụ hơn. Nghiên cứu này cũng giúp hiểu rõ hơn dẫn truyền thần kinh ở mức độ phân tử nhằm tìm ra phương pháp trị liệu mới cho bệnh Parkinson. IV.3. Điều trị tổn thương da [34] GS.TS. Phan Toàn Thắng – ĐHQG Singapore trình bày một số kết quả nghiên cứu thành công trong việc ứng dụng liệu pháp tế bào gốc trong điều trị các thương tổn trên da ở bệnh nhân bị tiểu đường và đã được cấp bản quyền (patent). Hình 22 : Điều trị các tổn thương trên da của bệnh nhân tiểu đường IV.4. Ghép tế bào gốc rìa giác mạc [13] ThS.BS. Diệp Hữu Thắng - Bệnh viện Mắt TP. HCM cũng trình bày một số kết quả nghiên cứu thành công “ghép tế bào gốc rìa giác mạc trong điều trị bệnh lý bề mặt nhãn cầu”. Hình 23 : Ứng dụng ghép tế bào gốc rìa giác mạc trong điều trị bệnh lý bề mặt nhãn cầu. A: bệnh nhân bị triệu chứng bệnh Stevens-Johnson ở mắt. B: kết quả sau khi được ghép tế bào gốc rìa giác mạc.[13] IV.5. Chữa bệnh tim mạch Các bệnh về tim mạch hằng năm giết chết khoảng 17 triệu người, đặc biệt là các căn bệnh về tim. Ở Mĩ, các căn bệnh về tim là một trong những nguyên nhân gây chết với tỉ lệ cao, và rất khó để hồi phục lại các mô tổn thương do sự khác nhau của các loại mô ở tim. Sự tắc nghẽn nguồn cung cấp máu dẫn tới sự tắc nghẽn của các cơ tim và gây ra cái chết của cơ tim. Nghiên cứu gần đây khi sử dụng mô hình nghiên cứu việc làm nghẽn nhĩ thất ở lợn và nuôi cấy các tế bào gốc phôi có nguồn gốc từ các tế bào mô tim ở người thành tim ở lợn. Các tế bào gốc sống sót, hoạt động và tương tác tốt với các tế bào chủ. Hình 24. Liệu pháp điều trị bệnh tim mạch từ tế bào gốc (Nguồn: IV.5. Liệu pháp điều trị bệnh ung thư Các tế bào gốc ung thư đã nổi lên như một mục tiêu trị liệu tiềm năng, nhưng để phát triển được nhưng liệu pháp hiệu quả đòi hỏi phải nhận dạng và tách biệt được nhưng quần thể tế bào có độ tinh khiết cao. Các bác sĩ thuộc Trung tâm ung thư Đại học Michigan, Hoa Kỳ, sau khi xét nghiệm 577 mẫu đã phát hiện ra một chất là chỉ điểm của tế bào gốc trong ung thư vú. Chất này có tên là ALDH (Aldehyde Dehydrogenase Activity). Đặc biệt một chất dưới nhóm là ALDH-1 rất đặc hiệu trong phát hiện tế bào gốc ung thư. ALDH là một chất có thể xét nghiệm dễ dàng, do vậy trong tương lai sẽ là một công cụ chẩn đoán và tiên lượng bệnh ung thư vú rất hữu ích [9]. Trong các thí nghiệm trên chuột, hợp chất salinomycin có thể diệt các tế bào gốc ung thư vú hiệu quả hơn nhiều so với các loại thuốc hiện hành, thậm chí còn làm chậm tiến trình phát triển khối u. Dược liệu này là kháng sinh nông phẩm, cho đến nay chưa thử nghiệm lâm sàng ở người, nhưng theo tờ Cell, có khả năng thử nghiệm lâm sàng ở người sẽ được tiến hành trong vài năm tới. Tiềm năng của loại thuốc này được các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nhận dạng, sau khi tiến hành thử 16.000 hợp chất hóa học (hiện có trong phòng thí nghiệm) chống lại các tế bào gốc bệnh ung thư vú. Qua đó các nhà khoa học chứng minh khả năng có thể tiêu diệt chính xác các tế bào gốc ung thư khó tìm, mở ra triển vọng hoàn toàn mới cho thuốc điều trị ung thư nhận dạng mục tiêu trong tương lai [11]. Metformin, được bán trên thị trường dưới tên biệt dược là Meglucon, Glucophage, Riomet, Fortamet, Glumetza, Obimet, Dianben và Diabex, là một tác nhân khiến cho cơ thể nhạy cảm hơn với insulin. Việc bổ sung thêm loại thuốc điều trị tiểu đường này vào việc hóa trị truyền thống cho thấy triển vọng điều trị và trì hoãn căn bệnh ung thư vú, có thể làm giảm 60% nguy cơ phát triển ung thư tuyến tụy ở bệnh nhân tiểu đường. Trong các thử nghiệm, sử dụng chuột nhắt bị ung thư vú, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy sự kết hợp thuốc này những tế bào gốc ung thư thông qua việc điều khiển diễn tiến của khối u. Theo Kevin Struhl- trưởng nhóm nghiên cứu, metformin giết chết một cách chọn lọc các tế bào gốc ung thư. Các nhà khoa học hy vọng rằng sự kết hợp metformin và hóa trị sẽ tạo ra nhu cầu giảm bớt sự hóa trị, và do đó làm giảm các tác dụng phụ gây đau [10]. Hình 25. Liệu pháp điều trị ung thư từ tế bào gốc IV.6. Liệu pháp điều trị bệnh tiểu đường [20] Các nhà khoa học Anh và Mỹ cho biết họ có thể sử dụng tế bào gốc lấy từ máu trong dây rốn của trẻ sơ sinh để giúp bệnh nhân tiểu đường loại 1 khôi phục khả năng sản xuất insulin trong cơ thể. Nghiên cứu này được xem là bước đột phá quan trọng trong việc ứng dụng tế bào gốc, mở ra niềm hy vọng lớn lao cho bệnh nhân tiểu đường loại 1. Theo một báo cáo công bố ngày 26/05/2007, các chuyên gia cho biết sau 4 năm nghiên cứu, đây là lần đầu tiên họ có khả năng phát triển một số lượng lớn tế bào gốc từ máu dây rốn và sử dụng chúng để thay thế những tế bào sản xuất insulin bị hư hại ở tuyến tụy của bệnh nhân tiểu đường. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dây rốn bởi vì đó là nơi đặc biệt chứa rất nhiều tế bào gốc mới của phôi người, và dây rốn cũng dễ được cung cấp bởi những phụ nữ sinh con bằng phẫu thuật mở tử cung để tại các bệnh viện của khoa Y trường Đại học Texas. Nhóm nghiên cứu cho rằng “đây là sự chứng minh đầu tiên rằng những tế bào gốc lấy từ dây rốn người có thể được sử dụng để tổng hợp insulin”. Tiến sĩ Randall Urban, thành viên nhóm nghiên cứu và là giáo sư nội khoa của trường Đại học Texas, phát biểu: “Khám phá này mang lại cho chúng tôi khả năng tiềm tàng trong việc sản xuất insulin từ tế bào mầm ở người trưởng thành để điều trị cho bệnh nhân tiểu đường”. Theo trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư Larry Denner, chuyên gia về nội khoa – nội tiết của trường Đại học Texas, những tế bào gốc từ dây rốn có khả năng sản xuất một hợp chất có tên là C-peptide, một chất protein tiền thân của insulin và chỉ hiện diện khi tế bào sản xuất ra insulin. Do đó, sự hiện diện C-pep chứng minh rằng ít nhất đã có một lượng insulin nhất định được sản xuất bởi tế bào gốc được dùng thay thế cho tế bào tụy tạng đã hư hại hoặc bị phá hủy”. Theo ông, “điều kiện tiên quyết của chúng tôi trong việc sản xuất insulin là phải có sự hiện diện của C-peptide”. Hình 25: Nguồn tế bào gốc từ cuống rốn điều trị bệnh tiểu đường Theo tiến sĩ Denner, các nhà khoa học đang cố gắng tạo ra một lĩnh vực y học tái tạo mới, trong đó tế bào gốc lấy từ máu bệnh nhân sẽ được nuôi và biến đổi trong phòng thí nghiệm để thay thế cho những tế bào máu hoặc các mô bị hư hại. Bằng phương thức này, trong việc cấy ghép tế bào và cơ quan nội tạng, các bác sĩ sẽ tránh được một khó khăn lớn nhất, đó là phản ứng thải loại của cơ - một tình trạng mà để tránh được thì người được ghép phải uống thuốc ức chế miễn dịch suốt đời. Các tế bào cần cho sự biệt hoá và sự tái sinh chính bản thân nó. Điều này được nhận thấy khi quan sát tất cả các loại tế bào đảo Langerhan, nhất là các tế bào b để tạo ra sản phẩm phản ứng với sự thay đổi nông độ glucose trong máu. Sự sinh trưởng cần phải được cân bằng với khả năng tạo ra insulin. Việc sản xuất ra insulin trong các tế bào này có xu hướng không giảm nhưng ở một số tế bào giảm hoạt động và không tạo insulin. Các tế bào gốc trưởng thành từ tuyến tuỵ tách chiết khá khó khăn. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây cho thấy việc nhân dòng từ tuyến tuỵ ở chuột có thể tạo ra cả tuyến tuỵ cũng như cả tế bào neuron. Nghiên cứu thứ hai cũng cho thấy một phần nhỏ tuyến mật trưởng thành (các tế bào gan) có thể tạo ra insulin. Hai nghiên cứu này mỏ ra hướng điều trị mới cho người bị bệnh tiểu đường. IV.7. Điều trị bệnh điếc Sử dụng tế bào gốc lấy từ tai trong của người để tạo ra phiên bản ban đầu của các loại tế bào đóng vai trò quan trọng trong việc nghe. Các cuộc thí nghiệm cho thấy khoảng 56% tế bào tạo ra thể hiện tính năng điện và vật lý của tế bào lông rung cảm giác – loại tế bào ở bên trong tai, dùng các sợi tiêm mao nhỏ xíu để biến sóng âm thành xung điện thần kinh. Những tế bào khác cho thấy đặc tính của neuron thính giác, tức những tế bào thần kinh truyền thông điệp nghe được đến não. Từ đó, mở ra hi vọng cho những bệnh nhân khiếm thính [7]. IV.8. Chữa teo cơ bẩm sinh [35] Ngày xưa người ta cho rằng bệnh này là do di truyền do thay đổi gen. Chúng tôi ngạc nhiên thấy rằng những người có uống OLIMPIQ Stem X Cell có thay đổi rõ rệt, mặc dầu sự sai lạc về gen có trong mọi tế bào kể cả tế bào gốc. Ban đầu chúng tôi nghĩ không có hiệu quả cho những người này, nhưng kết quả thì ngược lại. Loại bệnh nhân này thường hay đến bệnh viện ở lứa tuổi từ trẻ nhỏ đến 30 tuổi. Đúng là sai lạc về gen đã thấy khi mới sinh ra, nhưng do sự trao đổi chất tồi tệ, sự teo cơ ngày càng mạnh hơn. Như vậy có thể giải thích được tác dụng tốt của sản phẩm OLIMPIQ. Với việc trợ giúp của tế bào gốc, các tế bào cơ khi mới sinh vẫn có khả năng hoạt động, nó chỉ thoái hóa đi theo thời gian. IV.9. Chữa bệnh đột quỵ [35] Với những bệnh nhân này, để khôi phục được các chức năng thần kinh, thì nguyên tắc là vùng não bên cạnh phải thay thế và/hoặc kiêm thêm chức năng của vùng não đã bị phá huỷ; trong đó việc tái tạo các tế bào não và mối quan hệ giữa chúng đóng vai trò quan trọng. Khả năng cải thiện phụ thuộc vào vị trí và độ lớn của vùng não đã chết, cho nên càng sớm điều trị thì cơ hội phục hồi càng lớn. Sau 5 tháng uống liên tục OLIMPIQ, có người bị liệt nửa người đã đỡ nhiều và sau 1 tháng nữa chống gậy đi được. Bệnh nhân bị suy giảm khả năng nói, sau khi uống đã nói được câu phức hợp; nhiều người đã tự phục vụ cho mình được. Tất nhiên là những trường hợp này vẫn phải dùng thuốc và điều trị hỗ trợ, song song với việc dùng OLIMPIQ STEM X CELL. IV.8. Một số thành tựu khác - Tái tạo mô cơ-xương qua thủ thuật ghép các té bào gốc phôi trung bì hay các bệnh về xương, sụn trong chấn thương chỉnh hình - Các kĩ thuật cấy ghép tuỷ xương, nuôi cấy các tế bào gốc máu nhằm điều trị các căn bệnh về máu - Tái tạo da cho bệnh nhân bị bỏng - Nuôi cấy mô, cơ quan bị hư hỏng, hạn chế hiện tượng loại thải - Ngày 28-5-2009 vừa qua từ Đại học New South Wales, báo cáo nhóm của Giáo sư Nick Di Girolamo đã sử dụng tế bào gốc để đem lại ánh sáng (phần nào) cho ba bệnh nhân bị hư hại nặng giác mạc mắt. - Chữa trị bệnh co thắt mạch chân, loét ngón chân. V. Những trở ngại trong việc sử dụng tế bào gốc Có những trở ngại lớn trong việc sử dụng các tế bào gốc. Một trong những vấn đề này là sự loại thải. Nếu người bệnh loại thải các tế bào gốc từ phôi được hiến tặng, hệ thống miễn dịch của người đó có thể nhận ra tế bào là như những kẻ xâm lược và bắt đầu tấn công chúng. Sử dụng các tế bào gốc trưởng thành có thể khác phục việc này. Nhưng các tế bào gốc trưởng thành có tính linh động kém hơn các tế bào gốc và rất khó nuôi cầy, điều chỉnh trong phòng thí nghiệm [19]. Việc nuôi thành công các tế bào sống bên ngoài cơ thể thường cần hỗn hợp chất dinh dưỡng, hocmon, các chất tăng trưởng và huyết thanh. Trong trường hợp nuôi tế bào gốc phôi người, cần phải có các tế bào động vật để duy trì và làm cho tế bào phát triển trong đĩa cấy. Sản phẩm động vật có thể chứa những virut và các tác nhân khác. Nhiều nhà khoa học lo ngại virut từ động vật và các tác nhân khác có thể nhiễm sang tế bào gốc trong môi trường nuôi cấy, rồi nhiễm sang bệnh nhân nếu những tế bào này được sử dụng để trị bệnh. VI. Ứng dụng tế bào gốc ở Việt Nam VI.1. Ngân hàng tế bào gốc ở Việt Nam Ở Việt Nam, vào năm 2008, bạn có thể gởi cuống rốn của con cái mình ở một ngân hàng tế bào gốc. Từ những cuống rốn này, có thể phân lập tế bào gốc để chữa trị nhiều loại bệnh khác nhau cho đứa trẻ. Khi ngân hàng tế bào gốc ra đời, cuống rốn của trẻ có thể được lưu giữ vào đây. Nếu chẳng may, gặp rủi ro bệnh tật, đứa trẻ sẽ có cơ hội chữa bệnh bằng chính tế bào gốc của nó được phân lập từ màng dây rốn. Ngoài ra, từ tế bào gốc đó còn có thể sử dụng chữa bệnh cho người thân của  trẻ hoặc những người có cùng chỉ số sinh học giống tế bào gốc đó. Ở Việt Nam, hiện có 4 ngân hàng tế bào gốc đã được thành lập. Đó là ngân hàng tế bào gốc của các đơn vị Công ty cổ phần Mekophar, Công ty cổ phần Ngọc Tâm; Bệnh viện quân y 103; BV Truyền máu & Huyết học TP Hồ Chí Minh. VI.2. Dự án nghiên cứu tế bào gốc ở Việt Nam Theo thạc sỹ Trần Cẩm Tú, phòng công nghệ tế bào động vật - Viện Sinh học nhiệt đới cho biết: Ở Việt Nam khả năng nghiên cứu về tế bào gốc là không thiếu nhưng vấn đề là ở chính sách và nhân lực. Nói về nghiên cứu tế bào gốc và nhân bản vô tính, về mặt kỹ thuật các nhà nghiên cứu Việt Nam hoàn toàn có khả năng thực hiện được. Hiện nay, TP.HCM có hai dự án nghiên cứu tế bào gốc rất khả thi. Một, nghiên cứu của trường ĐH Khoa học – Tự nhiên TP.HCM, nghiên cứu một số quá trình biệt hoá của tế bào mầm trong phòng thí nghiệm . Hai, là dự án kết hợp giữa ĐH Khoa học Tự nhiên TP.HCM và Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng Cán bộ Y tế TP.HCM với đề tài nghiên cứu tế bào gốc trưởng thành ở vùng rìa giác mạc của người và ứng dụng trong cấy ghép giác mạc. Ở Hà Nội, nhóm nghiên cứu của GS. TS Nguyễn Mộng Hùng đang tiếp tục nghiên cứu tế bào gốc ở gà, đồng thời nghiên cứu tế bào gốc trên cá. Ngoài ra, GS. Hùng còn tham gia một nhánh đề tài của ĐH Y Hà Nội trong nghiên cứu tế bào gốc ở người. Việt Nam gần như thiếu các chuyên gia đầu ngành về nghiên cứu tế bào gốc. Bên cạnh đó, Việt Nam có nhiều nhóm nghiên cứu tế bào gốc và nhân bản, nhưng còn khá riêng rẻ, gần như thiếu sự kết hợp nên không có tiếng vang lớn trong lĩnh vực này. Mặt khác Việt Nam chưa có một văn bản pháp luật hướng dẫn cụ thể về nghiên cứu tế bào gốc. Vì vậy, những nghiên cứu về tế bào gốc, đặc biệt là trên phôi người, chưa được phát triển mạnh mẽ. Điều quan trọng là chúng ta cần có một chiến lược phát triển nghiên cứu tế bào gốc và nhân bản: Làm để làm gì? Và, muốn làm gì? PHẦN III. KẾT LUẬN Sự sống của một con người bắt đầu từ khi trứng được thụ tinh tạo thành hợp tử. Hợp tử phát triển trải qua những lần nguyên phân đầu tiên (từ 2-8 tế bào) tạo nên những tế bào có khả năng tạo thành tất cả mọi bộ phận trong cơ thể con người- những tế bào gốc toàn năng. Các tế bào gốc toàn năng này sẽ phát triển thành túi phôi (sau khi thụ tinh từ 5-14 ngày) tạo nên túi phôi. Trong túi phôi có các tế bào nội tại. Các tế bào này có tính vạn năng và biệt hoá tạo thành các mô, tế bào trừ màng phôi- về sau sẽ phát triển thành nhau thai. Ở cơ thể trưởng thành, các tế bào gốc được tìm thấy trong nhiều co quan, mô như tuỷ xương, thận, gan và có khả năng biệt hoá thành một vài tế bào. Nghiên cứu ứng dụng quá trình phát triển và biệt hóa của tế bào gốc có thể mang lại lợi ích to lớn trong chữa trị bệnh trong đó bao gồm cả khả năng dùng tế bào gốc để thay thế các tế bào của cơ thể bị tổn thương, thoái hóa hoặc không thực hiện được chức năng và có triển vọng trở thành một liệu pháp chữa trị được nhiều chứng bệnh. Với việc nghiên cứu, tìm hiểu tế bào gốc sẽ giúp con người tìm ra bí mật của sự sống và các quá trình sinh học thông qua quá trình sự tự đổi mới và biệt hoá của các tế bào gốc, đặc biệt là các tế bào gốc phôi. Tuy nhiên, việc nghiên cưu còn nhiều hạn chế do các quan điểm đạo đức, tâm lí xã hội và những khó khăn trong chính bản thân việc nghiên cứu. Đặc biệt, là mối quan hệ giữa tế bào gốc và căn bệnh ung thư. Trên cơ sở đó, xây dựng những liệu pháp mới điều trị các căn bệnh nguy hiểm, góp phần nâng cao sức sống cho con người Ở nước ta, mặc dù điều kiện kinh tế-xã hội còn nhiều hạn chế nhưng với sự quan tâm của Đảng, nhà nước và với tinh thần ham học hỏi, trong những năm gần đây, việc nghiên cứu tế bào gốc của chúng ta đã thu được một số kết quả nhất định. Tuy nhiên, cần nâng cao năng lực nghiên cứu của cán bộ trẻ và trình độ dân trí trong nhân dân tạo điều kiện cho việc nghiên cứu, áp dụng tế bào gốc ở nước ta phát triển. TÀI LIỆU THAM KHẢO * Các ấn phẩm: 1. Phạm Thành Hổ, 2004. Di truyền học, Nhà xuất bản Giáo dục, trang: 485-490. 2. Phạm Thành Hổ, 2005. Nhập môn công nghệ Sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục, trang: 237-242. 3. PGS.TS.Nguyễn Bá Lộc, 1997.Giáo trình công nghệ sinh học.Huế.Trung tâm đào tạo từ xa . 4.Vũ Văn Vụ, Nguyễn Mộng Hùng, Lê Hồng Điệp, 2008. Bộ sách Công nghệ Sinh học (Tập hai: Công nghệ sinh học tế bào- tái bản lần thứ ba), Nhà xuất bản giáo dục, trang: 98-112. * Các website: 5. 6. TS Nguyễn Trọng Bình (2009). Tế bào gốc: Sự lan truyền ung thư và khả năng trị liệu mới. URL: 7. NgocNhi (theo ScienceDaily), 2009. Làm thế nào tế bào gốc phát triển thành tế bào máu? URL: 8. Trị điếc bằng tế bào gốc, 2009. URL: 9. Đại học Stanford phát hiện nguồn tế bào gốc ung thư kháng được tia xạ (2009) UR L: 10. Đàm Chính (Theo Cell Stem Cell, 12/2007). Dấu ấn chỉ điểm tế bào gốc trong khối u. URL: 11. Linh Le (Theo HealthDay) (?). Loại thuốc phổ  biến trị tiểu đường có  thể chống lại ung thư  vú. URL: 12. Lệ Đào (tổng hợp). Hy vọng mới trong điều trị ung thư. URL: 13. Vinh Giang (2009). Năm 2010: Dùng tế bào gốc điều trị bệnh lí giác mạc 12-21404658.html 14. Ngân hàng tế bào gốc đầu tiên đi vào hoạt động 17. Tìm hiểu tế bào gốc 18. Stem cell URL: 19. URL: 20. URL: 21. URL: 22. URL: 23. URL: 24. URL: Background 25. What Stem Cells are? (hình bàn tay) 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35.