Công nghệ tế bào gốc

BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

TB GỐC LÀ GÌ?
TB GỐC LÀ GÌ?

Là những TB nguyên thuỷ ch
Là những TB nguyên thuỷ ch
Ư
Ư
a biệt
a biệt
hoá, có khả năng tự duy trì và tự tái
hoá, có khả năng tự duy trì và tự tái
sinh vô hạn.
sinh vô hạn.

Trong những điều kiện thích hợp,
Trong những điều kiện thích hợp,
chúng có thể biệt hoá thành các kiểu
chúng có thể biệt hoá thành các kiểu
TB chức năng trong cơ thể như TB
TB chức năng trong cơ thể như TB
cơ tim, TB da, TB não, TB sinh
cơ tim, TB da, TB não, TB sinh
dục…
dục…

LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC

Vào đầu những năm 1990, giới khoa học
Vào đầu những năm 1990, giới khoa học
Châu Âu nhận ra rằng mọi TB máu bắt
Châu Âu nhận ra rằng mọi TB máu bắt
nguồn từ một TB nguyên thuỷ đặc thù =>
nguồn từ một TB nguyên thuỷ đặc thù =>
TB gốc.
TB gốc.

1940, các nhà nghiên cứu phát hiện các
1940, các nhà nghiên cứu phát hiện các
dòng TB gốc phôi ở chuột có tiềm năng sinh
dòng TB gốc phôi ở chuột có tiềm năng sinh
sản và phát triển không giới hạn => TB cơ,
sản và phát triển không giới hạn => TB cơ,
gan, xương…
gan, xương…


1981, Gail Martin – ĐH California, San Francisco và
1981, Gail Martin – ĐH California, San Francisco và
Martin Evans – ĐH Cambridge, lần đầu tiên tách được
Martin Evans – ĐH Cambridge, lần đầu tiên tách được
TB gốc từ phôi chuột.
TB gốc từ phôi chuột.


1997, nhóm Ian Wilnust công bố nhân bản
1997, nhóm Ian Wilnust công bố nhân bản
thành công ĐV có vú đầu tiên => cừu
thành công ĐV có vú đầu tiên => cừu
Dolly => là cột móc cho nghiên cứu TB
Dolly => là cột móc cho nghiên cứu TB
gốc.
gốc.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC


1998, Jame.Thomson, Madison và John
1998, Jame.Thomson, Madison và John
Gearhart ( Mỹ ) nuôi cấy thành công TB
Gearhart ( Mỹ ) nuôi cấy thành công TB
gốc người.
gốc người.

1999 – 2000, c
1999 – 2000, c
ác nhà khoa học phát hiện việc điều
ác nhà khoa học phát hiện việc điều
khiển các mô của chuột trưởng thành có thể khiến chúng
khiển các mô của chuột trưởng thành có thể khiến chúng
cung cấp những loại TB nhầt định:
cung cấp những loại TB nhầt định:
+ Một số TB gốc của tuỷ xương có thể biến thành các
+ Một số TB gốc của tuỷ xương có thể biến thành các
TBTK hoặc gan.

TBTK hoặc gan.
+ TB gốc trong não dường như có khả năng hình thành
+ TB gốc trong não dường như có khả năng hình thành
nên các loại TB khác.
nên các loại TB khác.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC


2001, các nhà khoa học tại Advanced Cell Technology đã
2001, các nhà khoa học tại Advanced Cell Technology đã
nhân bản phôi người thành công đầu tiên ( giai đoạn 4-6
nhân bản phôi người thành công đầu tiên ( giai đoạn 4-6
TB ) nhằm khai thác TB gốc phôi.
TB ) nhằm khai thác TB gốc phôi.

2005, các nhà nghiên cứu ở ĐH Kingston ( Anh ) đã
2005, các nhà nghiên cứu ở ĐH Kingston ( Anh ) đã
tuyên bố phát hiện một loại TB gốc giống TB gốc phôi
tuyên bố phát hiện một loại TB gốc giống TB gốc phôi
được thu nhận trong máu cuống rốn.
được thu nhận trong máu cuống rốn.
=> biệt hoá thành các TB trưởng thành.
=> biệt hoá thành các TB trưởng thành.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC


Tháng 10/2007, Mario Capecchi, Martin Evans và
Tháng 10/2007, Mario Capecchi, Martin Evans và

Oliver Smithies đã nhận giải thưởng Nobel Y học về các
Oliver Smithies đã nhận giải thưởng Nobel Y học về các
khám phá nền tảng liên quan đến TB gốc phôi chuột.
khám phá nền tảng liên quan đến TB gốc phôi chuột.
=> một kĩ thuật ưu việt – “định hướng gene” ở chuột
=> một kĩ thuật ưu việt – “định hướng gene” ở chuột
( gene targeting ) được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh
( gene targeting ) được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh
vực của y sinh học.
vực của y sinh học.
=> tạo ra hầu hết các loại biến đổi AND ở hệ gene chuột =>
=> tạo ra hầu hết các loại biến đổi AND ở hệ gene chuột =>
cho phép các nhà khoa học xác định vai trò của từng
cho phép các nhà khoa học xác định vai trò của từng
gene riêng lẻ đối với bệnh tật và sức khoẻ.
gene riêng lẻ đối với bệnh tật và sức khoẻ.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC

TẾ BÀO GỐC PHÂN LẬP TỪ ĐÂU ?
TẾ BÀO GỐC PHÂN LẬP TỪ ĐÂU ?
Tế bào gốc phân lập từ nhiều nguồn :
Tế bào gốc phân lập từ nhiều nguồn :

Phôi thai : Phôi nuôi cấy, mô trong bào thai, phôi thai
Phôi thai : Phôi nuôi cấy, mô trong bào thai, phôi thai
còn thừa trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm
còn thừa trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm
(IVF).
(IVF).


Mô trưởng thành : tuỷ xương, máu ngoại vi, máu cuống
Mô trưởng thành : tuỷ xương, máu ngoại vi, máu cuống
rốn, da.
rốn, da.


=> Có 2 loại chính TBG phôi
=> Có 2 loại chính TBG phôi


TBG trưởng thành
TBG trưởng thành


PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC
PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC




Có 2 loại chính TBG phôi
Có 2 loại chính TBG phôi


TBG trưởng thành
TBG trưởng thành



Có thể phân loại TBG theo tiềm năng biệt hoá hoặc vị trí
Có thể phân loại TBG theo tiềm năng biệt hoá hoặc vị trí
thu nhận.
thu nhận.

PHÂN LOẠI TBG THEO TIỀM NĂNG BIỆT HOÁ
PHÂN LOẠI TBG THEO TIỀM NĂNG BIỆT HOÁ
Loại TBG
Loại TBG


Nguồn
Nguồn
TB được biệt hoá
TB được biệt hoá


Đặc điểm
Đặc điểm


Toàn năng
Toàn năng
( Totipotent)
( Totipotent)
( hợp tử + phôi
( hợp tử + phôi
dâu)
dâu)

-


Hợp tử
Hợp tử
-


Các TB được tao
Các TB được tao
ra sau 1 số lần phân
ra sau 1 số lần phân
cắt đầu tiên của
cắt đầu tiên của
hợp tử.
hợp tử.
Tất cả các loại TB trong cơ
Tất cả các loại TB trong cơ
thể => cơ thể hoàn chỉnh.
thể => cơ thể hoàn chỉnh.
Biệt hoá không
Biệt hoá không
giới hạn.
giới hạn.


Đa năng
Đa năng
( Pluripotent) (
( Pluripotent) (

k
k
o
o
có nhau và
có nhau và
cuống rốn)
cuống rốn)
Khối TB bên trong
Khối TB bên trong
của Blastocyst ( từ
của Blastocyst ( từ
lớp TB ICM). (ở
lớp TB ICM). (ở
phôi và thai)
phôi và thai)
Tất cả các TB trong cơ thể
Tất cả các TB trong cơ thể
sinh ra từ 3 lớp phôi.
sinh ra từ 3 lớp phôi.
Biệt hoá thành
Biệt hoá thành
hầu hết các TB
hầu hết các TB
thuộc các mô
thuộc các mô
chuyên biệt.
chuyên biệt.

Đa năng
Đa năng
( Multipotent)
( Multipotent)
(Đã ra đời)
(Đã ra đời)
Các TB thu nhận từ
Các TB thu nhận từ
các mô trưởng
các mô trưởng
thành của cơ thể.
thành của cơ thể.
Các TB thuộc các mô sinh
Các TB thuộc các mô sinh
dưỡng.
dưỡng.
Biệt hoá thành
Biệt hoá thành
những TB thuộc
những TB thuộc
các mô chuyên
các mô chuyên
biệt. ( tuỳ nguồn
biệt. ( tuỳ nguồn
gốc chỉ biệt hoá
gốc chỉ biệt hoá
1 số TB có liên
1 số TB có liên
quan đến nguồn
quan đến nguồn

gốc của nó)
gốc của nó)

TBG TOÀN NĂNG VÀ TBG ĐA NĂNG

PHÂN LOẠI TBG THEO VỊ TRÍ THU NHẬN
PHÂN LOẠI TBG THEO VỊ TRÍ THU NHẬN
Loại TBG
Loại TBG
Nơi thu nhận
Nơi thu nhận
Đặc điểm
Đặc điểm
TB được biệt hoá
TB được biệt hoá
TBG phôi – ES
TBG phôi – ES
( Embryonic stem cell)
( Embryonic stem cell)
( TB phôi nang trong)
( TB phôi nang trong)
Từ các TB ở gđ
Từ các TB ở gđ
Blastocyst
Blastocyst
- Pluripotent
- Pluripotent
Biệt hoá thành các
Biệt hoá thành các
TB sinh ra từ 3 lớp

TB sinh ra từ 3 lớp
phôi (trừ TB nhau
phôi (trừ TB nhau
thai và cuống rốn).
thai và cuống rốn).
TBG sinh dục = TBM – EG
TBG sinh dục = TBM – EG
( Embryonic germ cell)
( Embryonic germ cell)
( TB mầm)
( TB mầm)
Từ rãnh sinh dục
Từ rãnh sinh dục
( tiền thân của cơ
( tiền thân của cơ
quan sinh dục)
quan sinh dục)
- Pluripotent
- Pluripotent
Biệt hoá thành các
Biệt hoá thành các
TB thuộc các cơ
TB thuộc các cơ
quan sinh dục.
quan sinh dục.
TBG trưởng thành – AS
TBG trưởng thành – AS
( Adult stem cell)
( Adult stem cell)
Từ những mô

Từ những mô
chuyên biệt trong
chuyên biệt trong
cơ thể trưởng
cơ thể trưởng
thành. ( xương,
thành. ( xương,
não, gan, máu).
não, gan, máu).
- Multipotent
- Multipotent
Biệt hoá thành các
Biệt hoá thành các
TB thuộc các mô
TB thuộc các mô
chuyên biệt trong
chuyên biệt trong
cơ thể.
cơ thể.
TBG ung thư phôi – EC
TBG ung thư phôi – EC
( Embryonic carcinorma cell)
( Embryonic carcinorma cell)
Từ các khối u
Từ các khối u
của tinh hoàn,
của tinh hoàn,
buồng trứng 1 số
buồng trứng 1 số
chủng chuột.

chủng chuột.
- Pluripotent
- Pluripotent
Cơ thể biệt hoá
Cơ thể biệt hoá
thành nhiều TB
thành nhiều TB
khác nhau trong
khác nhau trong
các mô.
các mô.

Hợp tử
8 – 16 TB phôi dâu
Phôi nang

MULTIPOTENT STEM CELLS
Cơ vân
Biểu mô
TB cơ tim
TB mỡ
Mạch máu
Tuỷ xương
Não
Gan
TB tuỷ
xương

NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
NHỮNG ĐỊNH NGHĨA


TBG phôi ( Embryonic stem cell – ES)
TBG phôi ( Embryonic stem cell – ES)


- Được thu nhận từ phôi giai đoạn blastocyst.
- Được thu nhận từ phôi giai đoạn blastocyst.


- Là khối TB bên trong của blastocyst = lớp sinh khối
- Là khối TB bên trong của blastocyst = lớp sinh khối
bên trong ( ICM –iner mass cell), sẽ biệt hoá thành
bên trong ( ICM –iner mass cell), sẽ biệt hoá thành
tất cả các TB trong cơ thể.
tất cả các TB trong cơ thể.

TBG phôi chuột được nhuộm màu huỳnh quang




NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
NHỮNG ĐỊNH NGHĨA



TBG sinh dục – Tế Bào Mầm (Embryonic
TBG sinh dục – Tế Bào Mầm (Embryonic
germ cell – EG):
germ cell – EG):

- Là TBG được thu nhận từ rãnh sinh dục, vị trí
- Là TBG được thu nhận từ rãnh sinh dục, vị trí
tiền thân của cơ quan sinh dục sau này.
tiền thân của cơ quan sinh dục sau này.
- Sẽ biệt hóa thành các tế bào sinh dục.
- Sẽ biệt hóa thành các tế bào sinh dục.

Tế bào gốc phôi (ES) được thu nhận từ lớp ICM của phôi nang sẽ
biệt hóa thành các loại tế bào khác.




TBG trưởng thành (Adult stem cell – AS)
TBG trưởng thành (Adult stem cell – AS)
-
Chỉ chung những loại tế bào chưa chuyên hóa,
Chỉ chung những loại tế bào chưa chuyên hóa,
được tìm thấy trong những mô của cơ thể trưởng
được tìm thấy trong những mô của cơ thể trưởng
thành ở động vật hoặc ở người sau khi sinh.
thành ở động vật hoặc ở người sau khi sinh.
-
Có thể tự đổi mới và biệt hóa thành những tế bào
Có thể tự đổi mới và biệt hóa thành những tế bào
chuyên biệt theo nguồn gốc của nó
chuyên biệt theo nguồn gốc của nó
.
.


TBG ung thư phôi (Embryonic carcinoma- EC)
TBG ung thư phôi (Embryonic carcinoma- EC)
-
Là các tế bào thu nhận từ khối u tinh hoàn hay
Là các tế bào thu nhận từ khối u tinh hoàn hay
buồng trứng chuột.
buồng trứng chuột.
-
Được tạo ra từ các tế bào mầm EG.
Được tạo ra từ các tế bào mầm EG.
-
Cũng có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào
Cũng có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào
khác nhau trong các mô cơ thể.
khác nhau trong các mô cơ thể.

SO SÁNH TẾ BÀO MẦM VÀ TẾ BÀO GỐC PHÔI
TBG PHÔI
TBG PHÔI
TB MẦM
TB MẦM
Nơi thu nhận
Nơi thu nhận
-
Ở phôi –giai đoạn blastocyst
Ở phôi –giai đoạn blastocyst


(
(

sớm hơn)
sớm hơn)
- Ở vùng tiền thân của cơ quan sinh
- Ở vùng tiền thân của cơ quan sinh
dục – posterlor region hay từ rãnh
dục – posterlor region hay từ rãnh
sinh dục (genltal ridge).
sinh dục (genltal ridge).
Kiểu biệt hóa
Kiểu biệt hóa
- Biệt hóa thành các tế bào trong cơ
- Biệt hóa thành các tế bào trong cơ
thể (200 loại TB) trừ TB nhau thai
thể (200 loại TB) trừ TB nhau thai
và cuống rốn.
và cuống rốn.
- Biệt hóa thành các TB sinh dục.
- Biệt hóa thành các TB sinh dục.
Tiềm năng biệt hóa
Tiềm năng biệt hóa
- Pluripotent
- Pluripotent
- Pluripotent
- Pluripotent

TRIỂN VỌNG KHẢ NĂNG KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA
TRIỂN VỌNG KHẢ NĂNG KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA
TBG
TBG


Nghiên cứu TBG hứa hẹn nhiều ứng dụng trong tương
Nghiên cứu TBG hứa hẹn nhiều ứng dụng trong tương
lai:
lai:

TBG phôi (ES):
TBG phôi (ES):


1. Cấy ghép tế bào, mô cơ quan
1. Cấy ghép tế bào, mô cơ quan
→ chữa một số bệnh:
→ chữa một số bệnh:


Bệnh Parkinson, tiểu đường, loạn dưỡng cơ Duchenne, thoái
Bệnh Parkinson, tiểu đường, loạn dưỡng cơ Duchenne, thoái
hóa thần kinh, tim, tạo xương……
hóa thần kinh, tim, tạo xương……

Trước khi cấy ghép, các tế bào ES phải được điều khiển
Trước khi cấy ghép, các tế bào ES phải được điều khiển
để có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt.
để có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt.

Hạn chế: chỉ có 1 số PTN được phép thực hiện.
Hạn chế: chỉ có 1 số PTN được phép thực hiện.
2. Liệu pháp tế bào:
2. Liệu pháp tế bào:
-

Chuyên nhân tế bào sinh dưỡng của cơ thể “ cho nhân ”
Chuyên nhân tế bào sinh dưỡng của cơ thể “ cho nhân ”
vào Tb trứng loại bỏ nhân.
vào Tb trứng loại bỏ nhân.
-
Tế bào được tạo ra sẽ phát triển thành phôi mới.
Tế bào được tạo ra sẽ phát triển thành phôi mới.
-
Ở giai đoạn Blastocyst, các TBG của lớp ICM được thu
Ở giai đoạn Blastocyst, các TBG của lớp ICM được thu
nhận và được sử dụng cho trị liệu → đưa y học lên tầm
nhận và được sử dụng cho trị liệu → đưa y học lên tầm
cao mới.
cao mới.

3. Trong nghiên cứu:
Nghiên cứu tìm hiểu quá trình, thời điểm định hướng biệt hóa
của TB thành những dòng TB chính của cơ thể → định hướng các
bộ phận thô sơ của các mô, cơ quan → các loại TB chuyên hóa →
cơ thể.
=> Thúc đẩy nhanh việc nghiên cứu các bệnh.

TBG trưởng thành (AS)
Vai trò chính: Duy trì và sửa chữa mô.
⇒
Có thể ứng dụng trong cấy ghép trị liệu.
VD: Ghép TBG tạo máu chữa các bệnh suy thoái hệ thống tạo máu.

Nuôi TBG thực hiện dễ dàng hơn nuôi cấy mô tế bào động vật, thu
được nhiều dòng TBG của các mô khác nhau.


Cấy ghép mô ở người sẽ dễ thực hiện nhờ TBG được điều
Cấy ghép mô ở người sẽ dễ thực hiện nhờ TBG được điều
khiển để phát triển thành cơ quan mong muốn.
khiển để phát triển thành cơ quan mong muốn.

Nhân bản vô tính sẽ thực hiện dễ dàng với nhân của TBG.
Nhân bản vô tính sẽ thực hiện dễ dàng với nhân của TBG.
==> Sự kết hợp kỹ thuật TBG với các lĩnh vực khác sẽ tạo nhiều
==> Sự kết hợp kỹ thuật TBG với các lĩnh vực khác sẽ tạo nhiều
bước đột phá mới trong lĩnh vực
bước đột phá mới trong lĩnh vực
công nghệ sinh học động vật.
công nghệ sinh học động vật.

Đáp ứng chính xác đặc hiệu miễn dich của từng cá thể nhờ
nguồn TBG của chính mình (my stem cell) → liệu pháp tế bào.

Xương sụn
Chất nền
Xương
Mỡ
Gân và dây chằng
Sự phân phối gen
Cơ tim
Hoá dược