Tế bào gốc và các ứng dụng của tế bào gốc

Lời Mở Đầu
Tế bào gốc là một lĩnh vực nghiên cứu còn khá mới mẻ ở Việt Nam nhưng
trên thế giới công nghệ tế bào gốc đã xuất hiện cách đây cả nửa thập kỷ. Những
nghiên cứu về tế bào gốc chủ yếu phục vụ cho y tế nhằm tái tạo và thay đổi các mô
của cơ thể người bệnh nhờ vào công nghệ tế bào gốc. Công nghệ tế bào gốc có thể
áp dụng cho mọi cơ thể sống nhưng do chi phí nghiên cứu, phân lập và nuôi cấy rất
đắt nên hiện nó chỉ được sử dụng hạn chế trên một số mô của một số bệnh nhân có
khả năng tài chính hoặc với mục đích thực nghiệm là chính.
I.Định nghĩa và phân loại tế bào gốc.
1.Định nghĩa tế bào gốc:
Tế bào gốc là tế bào có khả năng phân chia vô hạn định, và có khả năng sinh sản
và tạo nên các tế bào khác có những chức năng chuyên biệt, một khi nó được cấy
vào một môi trường thích hợp.
Ví dụ: khi trứng được thụ tinh hình thành hợp tử, hợp tử này có những lần phân
chia đầu tiên để hình thành phôi thai, các tế bào con được tạo ra từ quá trình phân
chia này(16 tế bào đâu tiên) có hình dạng và cấu trúc di truyền hoàn toàn giống
nhau và chưa biệt hóa về cấu trúc để tạo nên các mô riêng biệt vì thế mỗi tế bào
này có thể là tế bào gốc để hình thành bất cứ mô nào của cơ thể tùy vào môi trường
nuôi cấy.
Tế bào gốc có nhưng tính chất đặc trưng là:
- Khả năng tự làm mới
- Khả năng phân chia
- Khả năng tự khuêch đại
- Khả năng biệt hóa.
Khả năng tự biệt hóa quan trọng nhất vì mọi ứng dụng của tế bào gốc đều nhờ vào
tính chất quý giá này.
2.Phân loại tế bào gốc:
Có nhiều cách phân loại tế bào gốc nhưng có hai cách phổ biến nhất đó là dựa vào
khả năng biệt hóa và vị trí thu nhận tế bào gốc
a)Dựa vào khả năng biệt hóa của tế bào gốc:
Trong cơ thể mỗi chỳng ta đều cú chứa tế bào gốc, từ những giai đoạn phỏt triển

đầu tiờn cho đến cuối cuộc đời.
Về cơ bản cú 3 loại tế bào gốc: tế bào gốc tổng năng, tế bào gốc toàn năng và tế
bào gốc đa năng.
CÁC LOẠI TẾ BÀO GỐC
Loại
tế
bào
gốc
Mụ tả Vớ dụ
Tế
bào
gốc
tống
năng
Mỗi tế bào cú thể phỏt triển thành một cỏ thể mới
Tế bào phụi ở giai đoạn mới phỏt triển
(từ 1 đến 3 ngày)
Tế
bào
gốc
toàn
năng
Tế bào cú thể hỡnh thành nờn bất cứ loại tế bào nào trong
cơ thể (trờn 200 loại)
Tế bào gốc phụi tỡm thấy ở phụi bào
(từ 5 đến 14 ngày)
Tế
bào
gốc
đa

năng
Tế bào đó được biệt húa, nhưng vẫn cú thể hỡnh thành nờn
một số loại tế bào khỏc
Mụ bào thai, mỏu dõy rốn và tế bào gốc
trưởng thành
Tất cả cỏc tế bào gốc đều cú ớch trong nghiờn cứu y học, nhưng mỗi loại
đều cú cả triển vọng cũng như giới hạn riờng. Tế bào gốc phụi được hỡnh
thành từ rất sớm trong quỏ trỡnh phỏt triển của con người, vớ dụ như phụi
bào, cú tiềm năng tạo ra tất cả cỏc loại tế bào của cơ thể. Tế bào gốc trưởng
thành chỉ cú trong những loại mụ nhất định ở người đó phỏt triển toàn diện,
từ trẻ em thành người lớn, chỉ giới hạn tạo ra một số loại tế bào chuyờn biệt
nhất định mà thụi.
b) Dựa vào vị trí thu nhận tế bào gốc:
Embryonic stem cells: Tế bào gốc phụi
Early human embryo at blastocyst stage: Phụi
người ở giai đoạn phụi bào
Adult stem cells: Tế bào gốc trưởng thành
From bone marrow in this example: Lấy từ tủy
xương
Totipotent cells: Tế bào gốc tổng năng
Pluripotent cells: Tế bào gốc toàn năng
Cultured stem cells: Tế bào gốc được nuụi cấy
Different culture conditions: Điều kiện nuụi
cấy khỏc nhau
Different types of differentiated cells: Cỏc loại
tế bào biệt húa khỏc nhau
Liver cells: Tế bào gan
Nerve cells: Tế bào thần kinh
Blood cells: Tế bào mỏu

1. Fertilization: Sự thụ tinh
2. 8-Cell embryo: Phụi gồm cú 8 tế bào. Trong giai đoạn phỏt triển này, tế bào
gốc phụi được coi là tế bào gốc tổng năng (Totipotent stem cells); mỗi tế bào này
cú tiềm năng phỏt triển thành một con người.
3. Blastocyst: Phụi bào. Trong giai đoạn phỏt triển này, tế bào gốc phụi được coi
là tế bào gốc toàn năng (Pluripotent stem cells); mỗi tế bào này cú tiềm năng
phỏt triển thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể.
4. Fetus: Bào thai. Trong giai đoạn phỏt triển này, tế bào gốc phụi được coi là tế
bào gốc toàn năng (Pluripotent stem cells); mỗi tế bào này cú tiềm năng phỏt
triển thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể.
5. Tế bào gốc cũng tỡm thấy nơi cơ thể trưởng thành. Chỳng duy trỡ và chữa trị
cơ thể. Chỳng được định vị tại nhiều tế bào trong cơ thể. Cỏc tế bào gốc trưởng
thành cú tiềm năng nhận lấy những tớnh chất riờng biệt, hầu cú thể tạo nờn cỏc
tế bào cú số lượng hạn định trong cỏc mụ. Chỳng được coi như là cỏc tế bào gốc
đa năng (Multipotent stem cells).
Hiện nay cỏc khoa học gia vẫn chưa xỏc định được hết mọi tế bào gốc trưởng
thành trong cỏc cơ quan quan trọng của cơ thể. Một số mụ như nóo, mặc dự cú tế
bào gốc tồn tại nhưng chỳng lại khụng hoạt động, do đú chỳng khụng sẵn sàng
phản ứng với tế bào bị chấn thương hay tổn hại. Hiện thời cỏc nhà khoa học cũng
đang tỡm kiếm cỏch thức kớch thớch những tế bào gốc đang hiện diện để chỳng
phỏt triển và tạo ra đỳng loại tế bào cần thiết nhằm thay thế tế bào bị hủy hoại.
III. Cỏch nuụi cấy và biệt húa tế bào gốc
1. NUễI CẤY TẾ BÀO GỐC
1.1. Thành phần mụi trường
Mụi trường nuụi cấy tế bào gốc gồm cỏc thành phần sau: muối vụ cơ,
carbohydrate, acid bộo, amino acid, vitamine, yếu tố vi lượng, huyết thanh. Mỗi
thành phần cú chức năng khỏc nhau.
Muối vụ cơ: giữ cõn bằng ỏp suất thẩm thấu của cỏc tế bào, điều hũa điện thế
màng.
Carbohydrate, acid bộo, amino acid: cung cấp cỏc chất dinh dưỡng thiết yếu giỳp

tế bào phõn chia. Trong đú, carbohydrate là nguồn cung cấp năng lượng chớnh cho
tế bào, thường là glucid.
Vitamine: cú thể liờn quan đến trạng thỏi biệt húa của tế bào trong sự điều hũa
chức năng, hay hoạt động như một chất chống oxy húa. Vitamin nhúm B cần cho
sự tăng sinh và phỏt triển của tế bào. Thụng thường vitamine sử dụng trong mụi
trường là riboflavin, thiamine và biotin.
Yếu tố vi lượng: bao gồm kẽm, đồng, selenium... trong đú selenium là chất giỳp
tỏch cỏc gốc oxy tự do.
Huyết thanh: cung cấp chất dinh dưỡng và cỏc nhõn tố tăng trưởng, kớch thớch sự
phục hồi cỏc tổn thương của tế bào, chống oxy húa và làm tăng tớnh bỏm dớnh của
tế bào lờn bề mặt bỡnh nuụi.
1.2. Kỹ thuật nuụi cấy
Nuụi cấy sơ cấp: là quỏ trỡnh nuụi cấy được thực hiện trực tiếp từ mảnh mụ
ban đầu đến khi cấy chuyền lần thứ nhất.