Tế bào gốc đa năng: Nguồn gốc và các ứng dụng trong y học

Tế bào gốc đa năng là gì?

Tế bào gốc được phân loại theo khả năng biệt hóa của từng tế bào như tế bào gốc toàn năng, tế bào gốc vạn năng, tế bào gốc đa năng và tế bào gốc đa năng hạn chế. 

Tế bào gốc đăng năng (multipotent stem cells) là tế bào có khả năng tái tạo và biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau trong các mô hoặc cơ quan cơ thể như tế bào miễn dịch, tế bào máu và tế bào gốc trung mô. Có thể hiểu là chúng có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt như tế bào da, tế bào cơ, tế bào thần kinh,... Tuy nhiên, khác với tế bào gốc vạn năng, tế bào gốc đa năng không có khả năng biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. 

Tế bào gốc đa năng có khả năng tái tạo và biệt hóa thành các tế bào khác nhau

Các nguồn thu tế bào gốc đa năng

Tế bào gốc đa năng có thể thu được từ nhiều nguồn thu khác nhau. Loại tế bào này có khả năng tự làm mới để duy trì tế bào gốc trong mô, đồng thời biệt hóa giúp tái tạo và sửa chữa những tế bào bị tổn thương ở mô này. 

Tế bào gốc tạo máu

Có thể thu thập tế bào gốc đa năng từ tế bào gốc tạo máu ở tủy xương, chúng có khả năng sản xuất các loại tế bào máu như tiểu bầu, bạch cầu và hồng cầu. Thông thường, các tế bào gốc tạo máu sẽ được xác định qua các đặc điểm đặc hiệu trên bề mặt tế bào, gồm CD34, CD38, CD45, CD90 (Thy-1) và CD133 (Prominin-1). 

Tế bào gốc thần kinh

Đây là loại tế bào thường được tìm thấy ở vùng tiền não thất bên và vùng dưới hạt. Chúng có khả năng biệt hóa thành tế bào ở hệ thần kinh trung ương và nguyên biên khác nhau giống như tế bào thần kinh đệm, tế bào thần kinh. 

Phần lớn các tế bào gốc thần kinh sẽ được xác định bằng đặc điểm của phân tử, đặc biệt là Nestin và SOX2. Ngoài ra, một số dấu ấn khác giúp nhận ra tế bào gốc thần kinh như Notch1, Pax6, Prominin-1 và CD133. 

Tế bào gốc trung mô

Tế bào gốc đa năng có thể dễ dàng thu được từ nhiều mô liên kết khác nhau như mô mỡ, tủy xương hoặc dây rốn. Chúng có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau như tế bào xương, sụn, mỡ,... Theo quy chuẩn của ISCT (Hiệp hội Quốc tế về Liệu pháp tế bào), tế bào gốc trung mô cần có ít nhất 95% các tế bào CD73, CD90, CD105, không quá 2% tế bào biển hiện CD11b, CD14, CD19, CD34, CD45 và HLA nhóm II qua xét nghiệm huỳnh quang dòng chảy. 

• CD44 (Thụ thể Hyaluronan): Vừa đóng vai trò kết dính tế bào vừa tham gia vào quá trình truyền tín hiệu. 
• CD 73 (Ecto-5′-nucleotidase): Duy trì cân bằng nội môi, bảo vệ cơ thể khỏi các tổn thương do viêm gây ra.
• CD90 (Thy-1): Điều hòa tín hiệu tế bào. 
• CD105 (Endoglin): Kiểm soát sự phân chia và biệt hóa tế bào. 
• CD146 (MCAM – Phân tử kết dính tế bào giống khối u ác tính): Hỗ trợ tế bào gốc tạo máu.
• CD271 (NGFR – Nerve Growth Factor Receptor): Chỉ có ở tế bào gốc trung mô từ tủy xương và mô mỡ. 
• STRO-1: Chỉ có ở tế bào gốc trung mô từ tủy xương. 

Có thể dễ dàng thu thập ở mô liên kết như mô mỡ, tủy xương hoặc dây rốn

Tế bào gốc biểu mô

Tế bào gốc biểu mô ở phía sâu trong các biểu mô giúp tái tạo mô trong biểu mô như da, màng nhầy,...

Tế bào gốc đường ruột

Thông thường, tế bào gốc có thể tìm thấy trong đấy hốc nhung mao của niêm mạc ruột. Chúng có khả năng tái tạo niêm mạc ruột giúp lớp niêm mạc được thay mới liên tục. Để xác định tế bào gốc đường ruột có thể thông qua các dấu ấn sinh học, bao gồm: 

• Bmi1: Có khả năng điều chỉnh quá trình tái tạo của tế bào gốc đường ruột. 
• Olfm4 (Olfactomedin 4): Tham gia vào quá trình phản ứng viêm và ngăn ngừa ung thư. 
• Lgr5 (Thụ thể kết hợp G-protein chứa lặp lại giàu Leucine số 5): Liên kết giữa các tế bào và kiểm soát tín hiệu Wnt.

Quy trình nuôi cấy tế bào gốc đa năng

Trong điều kiện môi trường lý tưởng, tế bào gốc đa năng có khả năng tăng sinh và biệt hóa. Trong phòng thí nghiệm, tế bào gốc có thể nuôi cấy trong điều kiện đảm bảo quy chuẩn nghiêm ngặt, bao gồm các bước: 

• Phân lập tế bào: Kỹ thuật viên sẽ thực hiện gạn tách tế bằng gốc bằng những kỹ thuật chuyên dụng và quy trình tùy theo loại tế bào và nguồn tế bào. 
• Nuôi cấy tế bào: Khi thu thập đủ lượng tế bào gốc nhất định, tế bào thu được sẽ được nuôi cấy trong môi trường thích hợp. 
• Kiểm soát vô khuẩn: Quy trình phân lập và nuôi cấy sẽ được tiến hành trong phòng sạch theo quy chuẩn. Mẫu tế bào được kiểm tra trước khi sử dụng. 
• Biệt hóa tế bào: Tùy thuộc vào mục đích nuôi cấy, tế bào gốc được nuôi trong môi trường biệt hóa để thành nhiều loại tế bào. 
• Lưu trữ tế bào: Tế bào gốc sẽ được bảo quản trong nitơ lỏng ở nhiệt độ -196℃ để đảm bảo tế bào giữ được hoạt tính và có thể sử dụng ngay khi cần thiết. 

Quy trình nuôi cấy tế bào gốc đa năng phục vụ nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm như thử nghiệm thuốc mới, đánh giá thuốc khi sử dụng tế bào của người,... Ứng dụng trong nghiên cứu cơ chế bệnh sinh và ứng dụng điều trị. 

Có thể nuôi cấy tế bào gốc đa năng trong điều kiện môi trường lý tưởng

Ứng dụng của tế bào gốc đa năng trong y học

Tế bào gốc đa năng được đánh giá là một thành tựu vượt bậc trong y học tái tạo. Chúng có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào thuộc một dòng tế bào cụ thể, từ đó tham gia vào quá trình tái tạo mô và duy trì các chức năng.

Bằng khả năng điều hòa miễn dịch, chống viêm và sửa chữa các mô bị tổn thương, tế bào gốc trung mô được nghiên cứu để điều trị các bệnh lý như: 

• Rối loạn tự miễn. 
• Viêm khớp dạng thấp
• Dị tật mạch máu
• …. 

Ngoài ra, có một số nghiên cứu cho thấy, loại tế bào gốc này có thể biệt hóa thành tế bào thần kinh giúp bảo vệ và hỗ trợ hồi phục tế bào thần kinh, mang lại nhiều hy vọng cho việc điều trị các bệnh lý ở hệ thần kinh. 

Tế bào gốc tạo máu cũng được ứng dụng trong điều trị các bệnh lý về máu. Có thể cấy ghép tế bào gốc tạo máu nhằm tái tạo hệ máu, miễn dịch và điều trị các bệnh lý như ung thư máu, ung thư bạch huyết, tan máu bẩm sinh,... 

Tế bào gốc đa năng có thể ứng dụng trong y học tái tạo

Tế bào gốc đa năng là một loại tế bào gốc có khả năng tái tạo các mô và biệt hóa thành nhiều loại tế bào gốc khác nhau. Chúng có thể tìm thấy ở nhiều nguồn thu khác nhau, do đó việc phân lập và nuôi cấy trở nên dễ dàng hơn. Ngoài ra, tế bào gốc có thể ứng dụng trong điều trị nhiều bệnh lý khác nhau. Đây được đánh giá là một thành tựu lớn của nền y học hiện đại. 

Qua bài viết này của Bệnh viện Đa khoa Phương Đông, hy vọng đã cung cấp những thông tin hữu ích về tế bào gốc đa năng. Việc thu thập và lưu trữ tế bào gốc hỗ trợ nhiều trong điều trị các bệnh lý nguy hiểm, từ đó chất lượng cuộc sống được nâng cao và tăng khả năng sống sót của người bệnh.