Công nghệ tế bào gốc – Vai trò và ứng dụng trong y học hiện đại

Công nghệ tế bào gốc được ứng dụng hiệu quả trong điều trị đa dạng các loại bệnh nhờ cơ chế tái sinh và biệt hóa

Tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực y khoa đã được ghi nhận nhờ sự phát triển của công nghệ tế bào gốc trong những năm gần đây. Những phương pháp chữa bệnh đột phá đã được khám phá và mang lại hiệu quả đáng kể. Tuy nhiên, vẫn còn một số người chưa nhận thức đầy đủ về tiềm năng ứng dụng của tế bào gốc. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của các quan điểm trái chiều. Cùng giải mã ngay công nghệ hiện đại này thông qua bài viết dưới đây.

1. Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc là tế bào có khả năng tự làm mới, tăng sinh và thay đổi biệt hóa thành các loại tế bào chuyên biệt. Từ đó, thực hiện chức năng của một mô cụ thể. Đây được xem là “nguồn nguyên liệu ban đầu” giúp sản sinh các tế bào hỗ trợ các chức năng của cơ thể.
Trong môi trường lý tưởng, tế bào gốc sẽ phân thành các tế bào mới, gọi là tế bào con. Chúng tiếp tục phân thành các tế bào biệt hóa hoặc tế bào gốc thể mới với các nhiệm vụ cụ thể. Chẳng hạn như tế bào não, xương, máu hoặc cơ tim. Không những vậy, tế bào gốc còn là loại tế bào duy nhất có thể tái tạo và sản sinh tế bào mới cho cơ thể. Bởi vậy, công nghệ tế bào gốc đã mang đến những bước đột phá lớn trong lĩnh vực y học.
Tại Việt Nam, nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc tạo máu có vai trò quan trọng trong y học và điều trị các bệnh lý. Nó đã được tiến hành từ những năm 90 của thế kỷ XX. Đến nay, công nghệ tế bào gốc ngày càng phát triển và đạt được thành tựu ấn tượng. Chúng hỗ trợ điều trị hiệu quả một số bệnh như thoái hóa khớp, tiểu đường, phổi tắc nghẽn mạn tính, xơ gan, ung thư,…

hình ảnh tế bào gốc

2. Phân loại tế bào gốc dựa trên nguồn gốc

2.1 Tế bào gốc phôi

Tế bào gốc phôi (Embryonic Stem Cells- ESC) đa năng có ở phôi từ giai đoạn sớm đến phôi nang. Nó có tiềm năng biệt hóa cao. Thế nhưng, tế bào gốc phôi phải được tách từ phôi nang. Tuy nhiên, nó lại xảy ra vấn đề đạo đức. Điều này khiến tế bào gốc phôi hiện chỉ dừng ở mức độ nghiên cứu.

2.2 Tế bào gốc trưởng thành

Các mô trưởng thành sở hữu lượng tế bào gốc. Nó được gọi là tế bào gốc trưởng thành (Adult Stem Cells – ASC). Chúng có khả năng biệt hóa thấp hơn tế bào gốc phôi. Tuy nhiên, nó lại không vấp phải vấn đề đạo đức. Ứng dụng của tế bào này hiện nay chủ yếu dựa trên tế bào gốc tạo máu và gốc trung mô. Tế bào gốc tạo máu thu được từ tủy xương, máu ngoại vi và dây rốn. Còn tế bào gốc trung mô được lấy từ tủy xương, mô mỡ và mô dây rốn.

2.3 Tế bào gốc từ mô dây rốn

Mô dây rốn kết nối giữa nhau thai và bào thai chứa nhiều loại tế bào gốc đa năng. Điển hình là nhóm tế bào gốc nhũ nhi (Infant Stem Cells): Tế bào gốc biểu mô (Epithelial Stem Cells), tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cells – MSCs) và tế bào gốc nội mô (Endothelial Stem Cells)… Chúng có thể biệt hóa thành tế bào trong hệ thần kinh, da, sụn, xương… Từ đó, có thể hỗ trợ điều trị các bệnh lý. Trong đó, tế bào gốc trung mô MSCs được nghiên cứu nhiều nhất. Tế bào này từ mô dây rốn có nhiều ưu điểm vượt trội hơn do tăng sinh dễ dàng, số lượng lớn và chưa bị ảnh hưởng nhiều. MSCs từ mô dây rốn cần thu thập ngay từ khi em bé sinh để lưu trữ.
Tế bào gốc trung mô có thể tách được từ mô dây rốn. Nó được ứng dụng trong điều trị nhiều loại bệnh khác nhau. Dựa trên hai cơ chế: Khả năng biệt hóa thành tế bào chức năng thay tế bào bị tổn thương và điều biến miễn dịch. Các tế bào này được sử dụng trong điều trị hệ miễn dịch. Cụ thể là Lupus ban đỏ hệ thống (SLE), bệnh ghép chống chủ (GvDH), thoái hóa khớp, vết thương lâu lành,….

liệu pháp mscs

2.4 Tế bào gốc từ máu dây rốn

Máu dây rốn chứa nhiều tế bào gốc tạo máu (Hematopoietic stem cells -HSCs). Hiệu quả cấy ghép tế bào gốc tạo máu thay thế ghép tủy xương đã được ứng dụng trước đây. Tế bào gốc máu dây rốn cũng cần được lưu trữ ngay khi em bé mới sinh. Tế bào này được ứng dụng trong điều trị hơn 80 loại bệnh khác nhau. Hiện nay, tế bào gốc từ máu dây rốn đã được FDA ứng dụng trong điều trị bệnh hiểm nghèo về tạo máu.
Tế bào gốc tạo máu được tách ra từ máu dây rốn. Nó được đưa vào cơ thể qua đường tĩnh mạch đến tủy xương. Tế bào gốc tạo máu nhanh chóng tăng sinh và phát triển thành tế bào mới. Từ đó, thay thế các tế bào cũ bị khiếm khuyết. Ghép tế bào gốc tạo máu có thể chữa khỏi nhiều bệnh hiểm nghèo liên quan đến hệ tạo máu như đa u tủy xương, ung thư bạch cầu cấp tính, thalassemia,…

2.5 Tế bào gốc đa năng cảm ứng

Tế bào gốc đa năng cảm ứng (Induced Pluripotent Stem Cells – iPSC) – tế bào gốc đa năng nhân tạo. Chúng được tạo ra từ tế bào soma hay sinh dưỡng đã được tái lập trình thành tế bào gốc nhờ cảm ứng bằng phiên mã. Tế bào iPSC được ứng đa dạng nhưng chi phí rất lớn. Bởi vậy, nó đang trong quá trình nghiên cứu.

tế bào gốc

Xem thêm:

3. Công nghệ tế bào gốc có tốt cho sức khỏe không?

Với khả năng tái tạo, tái sinh mạnh mẽ, tế bào gốc giúp chữa lành vết thương hiệu quả. Người trẻ có số lượng tế bào gốc lớn, phong phú nên đảm bảo hệ miễn dịch tốt hơn người lớn tuổi. Khả năng tự tái tạo giảm nên số lượng cũng không còn nhiều. Bởi vậy, các vết thương cũng như bệnh lý khó khỏi hơn. Tế bào gốc hỗ trợ bổ sung nguồn tế bào non trẻ, tạo tế bào mới thay thế tế bào đã mất. Nhờ đó, người cao tuổi phục hồi sức khỏe nhanh chóng hơn.
Ngoài ra, tế bào gốc còn có khả năng tăng sinh và biệt hóa. Điều này giúp “sửa chữa” các tế bào tổn thương và đảm bảo cho chúng hoạt động bình thường. Với ưu điểm vượt trội trên, công nghệ tế bào gốc đã mang đến nhiều bước tiến vượt bậc trong y khoa. Cụ thể là hỗ trợ chữa 100 căn bệnh mãn tính khác nhau và kéo dài tuổi thọ cho con người.

nghiên cứu tế bào gốc trong điều trị tiểu đường

4. Nguồn gốc phát triển công nghệ tế bào gốc

Tế bào gốc được tìm thấy từ nhiều nguồn khác nhau trong cơ thể. Mỗi loại sẽ được ứng dụng phù hợp trong công nghệ tế bào gốc. Do đó, cần phân biệt các tế bào này thành nhiều nhóm để có phương hướng tận dụng hiệu quả. Cụ thể như:

4.1 Embryonic Stem Cell

Embryonic Stem Cell còn được gọi là tế bào gốc phôi. Phôi được lựa chọn từ trứng và đem đi thụ tinh. Tuy nhiên, quá trình thụ tinh không diễn ra trong tử cung mà ở trong ống nghiệm. Ngoài ra, chúng còn được lấy từ người hiến tặng sau khi được họ đồng ý. Trong môi trường lý tưởng, chúng hoàn toàn có thể được duy trì với đầy đủ các đặc tính.

4.2 Adult Stem Cell

Adult Stem Cell (Tế bào gốc trưởng thành) rất khó tìm trong các mô của chất béo hoặc tủy xương. Ngoài ra, khả năng sản sinh tế bào con của nó cũng còn hạn chế. Kết quả nghiên cứu cho thấy, dạng tế bào gốc trưởng thành chỉ sản xuất được tế bào con cùng loại. Chẳng hạn như gốc khu trú ở tủy xương chỉ có thể tạo ra tế bào máu.

4.3 Fetal Stem Cell

Fetal Stem Cell (Tế bào gốc thai) có trong nước ối và máu cuống rốn của phụ nữ mang thai. Những tế bào chuyên biệt được hình thành và phát triển dựa trên sự biến đổi của tế bào gốc thai. Thế nhưng, đến nay, nó vẫn chưa được nghiên cứu và phát triển rộng rãi.

5. Ứng dụng công nghệ tế bào gốc trong nghiên cứu y khoa

Công nghệ tế bào gốc mang đến rất nhiều tác động tích cực đến nền y học. Dựa vào tế bào gốc, bác sĩ có thể chẩn đoán và điều trị chính xác. Điển hình là có thể phát hiện ra dị tật bẩm sinh và nguyên nhân gây các bệnh lý. Từ đó, đưa ra giải pháp điều trị phù hợp. Chưa kể, tế bào gốc còn là thành phần quan trọng trong chế tạo và phát triển dược phẩm. Rất nhiều phương pháp điều trị từ công nghệ tế bào được áp dụng và chứng minh được kết quả. Dưới đây là một số ứng dụng quan trọng của tế bào gốc trong nghiên cứu y khoa. Cùng BCC khám phá ngay.

5.1 Trong y học tái tạo

Tế bào gốc là tế bào đa năng có thể biến thành tế bào chuyên biệt trong cơ thể. Chúng hoạt động như hệ thống sửa chữa. Cụ thể là tạo ra và tái sinh tế bào khỏe mạnh. Những tế bào này có khả năng thay thế, bổ sung tế bào chết hay bị tổn thương. Với đặc tính này, công nghệ sinh học tế bào gốc được sử dụng hiệu quả trong nhiều bệnh lý, đặc biệt là bệnh nan y. Trong tương lai, nó còn được kỳ rằng sẽ phát triển thành mô mới. Đồng thời, được sử dụng trong cấy ghép và y học tái tạo.
Một số loại tế bào như tế bào máu, cơ tim, tế bào thần kinh hoàn toàn có thể được tái sinh nhờ tế bào gốc. Những tế bào bị bệnh có thể được thay thế bằng tế bào tái sinh khỏe mạnh. Các đối tượng có thể áp dụng liệu pháp này là bệnh nhân bị tiểu đường tuýp 1, bệnh Alzheimer, Parkinson, chấn thương vùng cột sống, bệnh tim, đột quỵ,…

ứng dụng tế bào gốc trong tái tạo mô cơ quan

5.2 Hỗ trợ tìm hiểu cơ chế bệnh lý

Công nghệ tế bào gốc là trợ thủ đắc lực và đáng tin cậy trong tìm hiểu cơ chế bệnh lý. Tế bào gốc là khởi nguồn cho mọi tế bào và hoạt động sống trong cơ thể. Do đó, việc nghiên cứu các tế bào gốc trưởng thành biệt hoá thành các tế bào khác trong cơ thể như xương, cơ tim, dây thần kinh,… rất quan trọng. Nhờ đó, có thể hiểu rõ về cơ chế gây bệnh, nguyên nhân và quá trình tiến triển bệnh.

5.3 Tầm soát mức độ của thuốc mới

Dựa vào nuôi cấy tế bào, thời gian nghiên cứu và phát triển thuốc được rút ngắn. Nó giúp kiểm soát, sàng lọc độc tính của thuốc mới. Đồng thời, xác định được các chỉ số nhằm nghiên cứu hiệu quả của thuốc. Đặc biệt là xem xét khả năng ảnh hưởng của nó đến sức khỏe. Cụ thể là tốt hay xấu, xảy ra các tác dụng phụ nào,… Từ đó, có biện pháp xử lý các phản ứng phụ hoặc thành phần gây mẫn cảm. Không chỉ xác định được mức độ đáp ứng của thuốc. Việc đưa thuốc vào tế bào gốc còn giúp phát hiện nguy cơ bị tổn tại cho bệnh nhân thông qua phản ứng tế bào. Điều này giúp bệnh nhân yên tâm trong quá trình đổi thuốc. Nhất là các bệnh lý liên quan đến thần kinh.

5.4 Các loại bệnh lý áp dụng tế bào gốc

Công nghệ tế bào gốc hiện đại được nghiên cứu và ứng dụng điều trị hơn 80 loại bệnh khác nhau. Dưới đây là một số bệnh lý điển hình áp dụng tế bào gốc: Tổn thương tủy sống, đái tháo đường loại 1, bệnh Parkinson, Alzheimer, viêm xương khớp, ung thư, đột quỵ, các bệnh lý tim mạch,…

6. Ứng dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh

Với hiệu quả của tế bào gốc, rất nhiều bệnh lý được cải thiện nhờ công nghệ tế bào gốc. Từ hỗ trợ điều trị các bệnh thường gặp đến các loại bệnh nguy hiểm, hiểm nghèo.

6.1 Hỗ trợ thụ tinh trong ống nghiệm

Thụ tinh trong ống nghiệm là giải pháp hiệu quả và tiên tiến cho các cặp vợ chồng hiếm muộn. Trứng từ cơ thể phụ nữ và tinh trùng từ cơ thể người đàn ông kết hợp ngoài cơ thể. Sau khi phôi thai được hình thành sẽ chuyển lại vào buồng tử cung người phụ nữ. Quy trình này rất phức tạp và cần đảm bảo các điều kiện nghiêm ngặt. Tế bào gốc được sử dụng nhằm cải thiện khả năng sinh tinh và làm tổ của phôi trong tử cung. Từ đó, gia tăng hiệu quả hỗ trợ sinh sản cho các cặp vợ chồng hiếm muộn.

6.2 Điều trị lupus

Nói đến bệnh tự miễn điển hình không thể không nhắc đến Lupus ban đỏ. Nó gây tổn thương đến rất nhiều cơ quan. Chẳng hạn như da, khớp, tim, phổi, thần kinh,… Ngoài việc sử dụng thuốc ức chế miễn dịch, ghép thận,… ghép tế bào gốc đang được thử nghiệm như một phương pháp điều trị hiệu quả mới. Ứng dụng công nghệ này, có hai phương pháp được sử dụng. Đó là ghép tế bào gốc tạo máu và trung mô đồng loại. Trong đó, phương pháp ghép tế bào gốc tạo máu đảm bảo tỷ lệ thành công cao. Tuy nhiên, nó tốn khá nhiều chi phí. Còn liệu pháp điều trị bằng tế bào gốc trung mô an toàn và chứng minh được kết quả khách quan.

6.3 Điều trị khớp gối

Tế bào gốc tiêm nội khớp giúp chống viêm và phục hồi chức năng khớp với người mắc các bệnh về khớp gối. Trong đó, sử dụng tế bào gốc tự thân từ mô mỡ hoặc từ mô dây rốn là hai phương pháp điều trị phổ biến và hiệu quả nhất.

lưu trữ tế bào gốc

6.4 Điều trị ung thư

Tế bào gốc tạo máu được ứng dụng thành công trong điều trị ung thư bạch cầu. Không những cứu sống họ mà còn mang đến tình trạng bình thường trở lại cho bệnh nhân. Với ung thư thể đặc, liệu pháp tế bào miễn dịch kết hợp với các liệu pháp hóa trị, xạ trị cũng đảm bảo hiệu quả nhất định. Với những tín hiệu khả quan, trong tương lai, công nghệ tế bào gốc là liệu pháp điều trị ung thư tiềm năng.
Tế bào gốc được cấy ghép. Còn gọi là cấy ghép tủy xương. Tế bào gốc thay thế các tế bào tổn thương do hóa trị hoặc bệnh lý. Hoặc là cách để hệ thống miễn dịch của người hiến tặng chống lại các bệnh ung thư. Cụ thể như bạch cầu, ung thư hạch, u nguyên bào thần kinh và đa u tủy. Tế bào gốc trưởng thành hoặc máu cuống rốn được sử dụng để cấy ghép. Các tế bào gốc trưởng thành cũng đang được nghiên cứu trong điều trị các bệnh thoái hóa khác.

6.5 Điều trị bệnh tiểu đường (tuýp I, tuýp II)

Điều trị bệnh tiểu đường bằng công nghệ tế bào gốc là phương pháp điều trị đột phá. Các tế bào này được biệt hóa sản xuất insulin và khắc phục đề kháng insulin ở mô ngoại vi. Chúng còn thức đẩy quá trình tái tạo tế bào non trẻ trong tuyến tụy thành tế bào tuỵ trưởng thành. Nó trở thành hàng rào vững chắc bảo vệ tuyến tụy khỏi stress oxy hóa gây chết tế bào.

6.6 Bệnh tim mạch

Tế bào gốc có khả năng hình thành tế bào mới và hình thành mạch máu. Chúng có khả năng hoạt động tốt hơn cả mạch máu tự nhiên. Bởi vậy, công nghệ tế bào gốc mang đến tín hiệu điều trị tích cực cho người bệnh tim.

6.7 Bệnh về não

Bệnh Parkinson xảy ra do tế bào não bị tổn thương. Nó khiến các cử động mất kiểm soát. Công nghệ tế bào gốc được ứng dụng để bổ sung vào phần mô của não bị ảnh hưởng. Từ đó, những tế bào chuyên biệt của não sẽ được phục hồi, khắc phục được tình trạng bệnh của bệnh nhân.

6.8 Thiếu tế bào

Bệnh nhân tiểu đường được điều trị bằng cách cấy ghép tế bào tuyến tụy giúp sản sinh Insulin. Trong đó, Insulin giúp tăng cường sức đề kháng. Do đó, nếu cơ thể thiếu tế bào, công nghệ tế bào gốc là phương pháp điều trị hiệu quả. Bởi nó có khả năng tái tạo tế bào mới và sản sinh mô khỏe mạnh phục hồi chức năng.

6.9 Bệnh về máu

Các loại bệnh về máu cũng có thể được điều trị hiệu quả bằng công nghệ tế bào. Tế bào gốc sẽ tự tạo các tế bào máu từ phổ biến đến hiếm có. Chẳng hạn như các bệnh về thiếu hồng cầu, bạch cầu hoặc liên quan đến suy giảm miễn dịch.

6.10 Thu hoạch hoặc hiến tặng

Tế bào gốc được bảo quản và lưu trữ để sử dụng cho chính bản thân khi cần trong tương lai. Nguồn gốc của tế bào được lấy từ tế bào gốc ngoại vi, cuống rốn hoặc tủy xương.

6.11 Công nghệ tế bào gốc trong thẩm mỹ

Với những đặc tính chuyên biệt, công nghệ tế bào còn được ứng dụng trong làm đẹp. Nó giúp khắc phục hiệu quả những vấn đề về da. Cụ thể:

  • Ngăn ngừa lão hóa da
  • Làm mờ sắc tố, sạm da, da xỉn màu
  • Làm sáng da
  • Điều trị các vấn đề về da như thâm, tàn nhang, mụn, sẹo,…
  • Tăng khả năng đàn hồi, làm căng da và tái tạo da
  • Giúp tăng cường sức đề kháng cho làn da và phục hồi da nhanh chóng
  • Không để lại tác dụng phụ, dị ứng hay nhiễm trùng

tế bào gốc được lưu trữ

Xem thêm:

6.12 Ứng dụng tế bào gốc trong điều trị rối loạn cương dương

Rối loạn cương dương do nhiều nguyên nhân. Cụ thể là tiểu đường, thiếu hormone, chấn thương dây thần kinh, do lão hóa,… Việc ứng dụng tế bào gốc giúp phục hồi thần kinh, hệ thống mạch máu, tái tạo các cơ quan. Từ đó, có thể khắc phục tình trạng rối loạn cương dương của người bệnh.

7. Tạm kết

Công nghệ tế bào gốc đánh dấu bước chuyển đột phá trong lĩnh vực y học. Trong tương lai, nhiều bệnh lý sẽ được tầm soát và có phương pháp điều trị hiệu quả với công nghệ này. Sự tiến bộ này mở ra cánh cửa cho mọi người tin tưởng vào giải pháp y tế được đề xuất bởi các chuyên gia. Tuy nhiên, việc điều khiển và biệt hóa tế bào gốc thành các loại mô mong muốn vẫn còn thách thức lớn. Nó đòi hỏi kỹ thuật nghiên cứu hiện địa và vấn đề pháp lý. Nhìn chung, công nghệ tế bào gốc vẫn là kỹ thuật hiện đại mang đến nhiều lợi ích cho cuộc sống. BCC chuyên cập nhật nhanh chóng và chính xác nhất các thông tin liên quan đến nghiên cứu và ứng dụng Công nghệ sinh học trong mọi lĩnh vực.

cv

Tham vấn chuyên môn

TS. Đào Thị Lương

Tiến sĩ sinh học

Nguyên Phó phòng Bảo tàng Giống Vi sinh vật - Viện Vi sinh vật và Công nghệ Sinh học

Bích Vũ

Content Writer of BCC

Bình chọn

Bài viết liên quan

y học tái tạo

Y học tái tạo – Xu hướng nghiên cứu và ứng dụng trong nền y học

Y học tái tạo là lĩnh vực ứng dụng công nghệ nhằm phục hồi, tái tạo bộ phận cơ thể...
adn tái tổ hợp là gì

ADN tái tổ hợp là gì? Vai trò và ứng dụng trong khoa học di truyền

ADN tái tổ hợp là gì? Khả năng tạo ra các phân tử ADN mới hỗ trợ nghiên cứu về...
sinh học phân tử

Sinh học phân tử – Hướng nghiên cứu và ứng dụng trong y học

Sinh học phân tử nghiên cứu toàn diện cấu trúc, hoạt động của đại phân tử làm nền tảng cho...