Tế bào gốc (Stem cell)

TẾ BÀO GỐC(Stem cell)
I- Lịch sử nghiên cứu tế bào gốc.
1945- Phát hiện ra tế bào gốc tạo máu.
Thập kỷ 1960 - Xác định được các tế bào carcinoma phôi chuột là một loại tế
bào gốc.
- Khám phá ra trong não trưởng thành có chứa các tế bào gốc có thể biệt
hóa thanh các tế bào thần kinh.
1981 - Evans và Kaufman và Martin phân lập được tế bào gốc phôi từ khối tế
bào bên trong của phôi túi (blastocyst) chuột.
1995-1996 – Tế bào gốc phôi linh trưởng có nhân lưỡng bội bình thường
được phân lập từ khối tế bào bên trong của phôi túi và duy trì trên in vitro.
1998 - Thomson và cộng sự ở đại học Wisconsin-Madison (Mỹ) tạo ra dòng
tế bào gốc phôi người đầu tiên từ khối tế bào bên trong của phôi túi.
1999 – Khẳng định khả năng chuyển biệt hóa (transdifferentiation) hay tính
mềm dẻo (plasticity) của tế bào gốc trưởng thành.
2001 – Tìm ra một số phương pháp định hướng tế bào gốc biệt hóa trên in
vitro tạo ra các mô có thể dùng cho ghép mô.
2003 - Tạo được noãn bào từ tế bào gốc phôi chuột. Điều này gợi ý rằng tế
bào gốc phôi có thể có tính toàn năng, bằng thực nghiệm có thể làm một tế
bào “trẻ lại”.
2005 - Phát triển kỹ thuật mới cho phép tách chiết tế bào gốc phôi mà không làm
tổn thương phôi.
II- Khái niệm và phân loại tế bào gốc.
II.1. Khái niệm.
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 sinh lý/thực nghiệm nhất định, tế
bào gốc có thể cảm ứng biệt hóa thành các tế bào có chức năng chuyên biệt
như tế bào cơ tim, tế bào tuyến tụy, tế bào bào da, tế bào máu, tế bào thần
kinh…
II.2. Phân loại.
II.2.1.Phân loại theo đặc tính hay mức độ biệt hoá:

Theo mức độ biệt hoá có thể xếp tế bào gốc thành bốn loại: toàn năng (hay
thuỷ tổ), vạn năng, đa năng và đơn năng.
a/ Tế bào gốc toàn năng hay tế bào gốc thủy tổ (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. Trứng đã thụ tinh (hợp tử) và các tế bào được
sinh ra từ những lần phân chia đầu tiên của tế bào trứng đã thụ tinh (giai đoạn 2 -
4 tế bào – các blastosomer) là các tế bào gốc toàn năng, có khả năng phân chia và
biệt hóa ra tất cả các dòng tế bào để tạo nên một cơ thể sinh vật hoàn chỉnh.
b/ Tế bào gốc vạn 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 mầm phôi – lá trong, lá giữa và lá ngoài. Ba lá mầm phôi
này là nguồn gốc của tất cả các loại tế bào chuyên biệt khác nhau của cơ thể.
Khác với tế bào gốc toàn năng, các tế bào gốc vạn 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 vạn năng.
c/ Tế bào gốc đa 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.
Thường thì các tế bào gốc trưởng thành như tế bào gốc tạo máu, tế bào gốc
thần kinh chỉ có tính đa năng; nhưng trong những điều kiện nhất định, chúng
vẫn có thể chuyển biệt hóa và trở nên có tính vạn năng.
Hình 1. Tế bào gốc toàn năng, vạn năng và đa năng:
d/ Tế bào gốc đơn năng (mono/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. Ví dụ mẫu tiểu cầu, tế bào định hướng dòng lympho, tế bào

định hướng dòng hồng cầu, dòng bạch cầu.... 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.
II.2.2. Phân loại theo nguồn gốc phân lập:
Theo nguồn gốc phân lập có thể xếp loại tế bào gốc làm 3 loại: tế bào gốc
phôi (trong đó có tế bào gốc phôi thực thụ và tế bào mầm phôi), tế bào gốc
thai, và tế bào gốc trưởng thành.
a/ Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells-ESCs) và tế bào mầm phôi
(Embryonic germ cells)
Tế bào gốc phôi là các tế bào gốc vạn năng được lấy từ phôi giai đoạn sớm
(4-7 ngày tuổi). Ở giai đoạn này phôi có hình cầu và được gọi là phôi túi
(blastocyst). 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 vạn
năng nằm lệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (inner cell mass). Dùng
một loại enzyme đặc biệt để phân tách các tế bào của khối này sẽ thu được các
tế bào gốc phôi.
Tế bào mầm phôi là các tế bào mầm nguyên thủy có tính vạn năng. Đó là
các tế bào sẽ hình thành nên giao tử (trứng và tinh trùng) ở người trưởng
thành. Các tế bào mầm nguyên thủy này được phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi
hoặc từ thai nhi. So với tế bào gốc phôi, các tế bào mầm phôi khó duy trì dài
hạn hơn trong nuôi cấy nhân tạo do chúng ở giai đoạn biệt hóa cao hơn.
Hình 2: Tế bào gốc phôi người trông nuô cấy tế bào
b/ Tế bào gốc thai (Foetal stem cells):
Là các tế bào vạn năng hoặc đa năng được phân lập từ tổ chức thai sau nạo
phá thai hoặc từ máu cuống rốn sau khi sinh. Nhiều người cho rằng, tế bào
gốc thai thuộc loại tế bào gốc trưởng thành ở giai đoạn biệt hóa thấp.
c/ Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells/Somatic stem cells):
Còn gọi là tế bào gốc thân. Là các tế bào chưa biệt hóa được tìm thấy với

một số lượng ít trong các mô của người trưởng thành (máu ngoại vi, mô não,
mô da, mô cơ…). Tuy nhiên, cũng có thể tìm thấy ở trẻ em, thai nhi và có thể
tách chiết từ máu cuống rốn. 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.
Bình thường, các tế bào gốc trưởng thành được cho là có tính đa năng,
chúng có thể phát triển thành nhóm các tế bào có quan hệ mật thiết với nhau
trong cùng một tổ chức. Ví dụ tế bào gốc tạo máu có khả năng hình thành nên
tất cả các loại tế bào máu khác nhau bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu,
lympho…. Tuy nhiên, các bằng chứng gần đây cho thấy một số loại tế bào
gốc trưởng thành còn có thể có tính vạn năng, hoặc ít nhất có khả năng biệt
hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau (tức là có tính mềm dẻo-plasticity).
Nguồn lấy tế bào gốc:
a. Nguồn lấy tế bào gốc phôi:
Tế bào gốc phôi được lấy từ khối tế bào bên trong (inner cell mass) của
phôi túi (blastocyst) phát triển từ:
- Các phôi tạo nên bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm.
- Các phôi nhân bản (cloned embryo) tạo nên bằng tách blastosomer
trong giai đoạn phôi 2- 4 tế bào, hoặc bằng phân chia blastocyst.
- Các phôi nhân bản vô tính tạo nên bằng kỹ thuật chuyển nhân tế bào
thân.
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 hoặc thai
thai nhi nạo bỏ. Với thai người nạo bỏ, thường chỉ lấy ở thai nhi dưới 6 tuần
tuổi (thai sớm, mức độ biệt hóa chưa cao). Tổ chức mầm sinh dục thai là nơi
lấy tế bào mầm phôi, các tổ chức khác của 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…
Hình 3. Các nguồn lấy tế bào gốc

Ưu và nhược điểm của các loại tế bào gốc
d. Tế bào gốc phôi:
Do có tính vạn năng và dễ tăng sinh khi nuôi cấy labo, tế bào gốc phôi có
lẽ thuận lợi hơn cho liệu pháp điều trị bằng tế bào gốc. Tuy nhiên nếu chỉ đơn
thuần tiêm tế bào gốc phôi vào vị trí tổn thương, rất có khả năng hình thành
nên khối u teratoma tại vị trí tiêm. Do đó các tế bào gốc cần được định hướng
biệt hóa thành các tế bào mong muốn trước khi được tiêm vào vị trí tổn
thương. Hiện nay có một số kỹ thuật được dùng để kiểm soát sự biệt hóa tế
bào gốc trên nuôi cấy thực nghiệm, ví dụ: thay đổi thành phần hóa học của
môi trường nuôi cấy, tác động vào bề mặt của đĩa nuôi cấy (tạo các giá thể),
hay gài các gen đặc hiệu vào những tế bào này.
Một trở ngại khác có thể có của việc sử dụng các dòng tế bào gốc phôi
trong tế bào gốc trị liệu là khi truyền tế bào gốc từ một cơ thể này vào một
cơ thể khác chúng có thể bị loại bỏ bởi cơ chế miễn dịch vì hệ miễn dịch của
cơ thể nhận coi các protein có trên bề mặt tế bào gốc truyền vào như một
kháng nguyên lạ.
e. Tế bào gốc trưởng thành:
Lợi ích của việc sử dụng tế bào gốc trưởng thành lấy từ bệnh nhân là ở
chỗ: đó là các tế bào của bản thân bệnh nhân có thể được nhân lên trong nuôi
cấy, xử lý để biệt hóa thành các tế bào mong muốn, và rồi đưa trở lại vào
bệnh nhân. Việc sử dụng tế bào của bản thân bệnh nhân có thể loại bỏ khả
năng chúng bị thải loại bởi hệ thống miễn dịch. Các tế bào gốc trưởng thành
về cơ bản là có tính đa năng, tuy nhiên cũng có thể có tính vạn năng (nhờ khả
năng mềm dẻo) cho phép chúng biệt hóa thành các chủng loại tế bào khác
nhau. Nhược điểm của việc sử dụng tế bào gốc trưởng thành là chúng có rất
ít trong các tổ chức trưởng thành và khó nhân lên về số lượng trong nuôi cấy
hơn so với các tế bào gốc phôi do chúng ở giai đoạn biệt hóa cao hơn.
f. So sánh tế bào gốc trưởng thành và tế bào gốc phôi
Tế bào gốc phôi Tế bào gốc trưởng thành
Có ở phôi túi (blastocyst) với số

lượng lớn
Có ở các mô trưởng thành, số lượng
ít.
Dễ nuôi cấy nhân tạo. Khó nuôi cấy nhân tạo hơn