START TYPING AND PRESS ENTER TO SEARCH

Tổng quan về tế bào gốc

Tế bào Gốc là gì?

Các tế bào gốc là những tế bào cơ sở để tạo nên tất cả các cơ quan tổ chức của cơ thể. Những tế bào này không chỉ có khả năng làm mới mình thông qua quá trình tự phân chia mà còn có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau. Nghiên cứu tế bào gốc ở người được bắt đầu từ những kết quả nghiên cứu của nhà khoa học người Canada Ernest A. McCulloch và James E. Till vào những năm 1960.

1.      Các loại tế bào gốc

Có nhiều cách phân loại tế bào gốc khác nhau theo nguồn gốc lá phôi (tế bào gốc trung mô); theo nguồn gốc khai thác (tế bào gốc phôi, tế bào gốc tủy, tế bào gốc máu cuống rốn…); theo tiềm năng biệt hóa (tế bào gốc toàn năng, đa năng)… Một số loại tế bào gốc được nghiên cứu và ứng dụng nhiều là:

  1. Các tế bào gốc phôi, có nguồn gốc từ phôi thai
  2. Các tế bào gốc trưởng thành được tìm thấy trong các mô trưởng thanh
  3. Các tế bào gốc từ máu cuống rốn và màng lót dây rốn
  4. Tế bào gốc trung mô từ tủy xương
  5. Tế bào gốc trung mô từ mô mỡ

2.      Vai trò của các tế bào gốc

Trong quá trình phát triển của phôi thai, các tế bào gốc phôi biệt hóa thành các mô chuyên biệt của phôi thai. Ngược lại, ở cơ thể người trưởng thành, các tế bào gốc trưởng thành và các tiền tế bào đóng vai trò như một hệ thống sửa chữa của cơ thể thông qua việc biệt hóa thành các loại tế bào chuyên biệt và bổ sung cho các mô bị hư hại. Nói một cách khác, ở cơ thể người trưởng thành, các tế bào gốc trưởng thành được dữ trữ ở một số bộ phận khác nhau nhằm mục đích sửa chữa và thay thế các mô bệnh hay tổn thương. Tuy nhiên cũng cần lưu ý rằng nguồn tế bào gốc dự trữ này là có giới hạn và giảm dần theo tuổi, hệ quả của quá trình này dẫn tới sự xuất hiện của bệnh tật, các rối loạn và sự lão hóa của cơ thể.

 

3.      Tế bào gốc trưởng thành là gì?

Các tế bào gốc trưởng thành (ASCs) là những tế bào chưa biệt hóa có khả năng phân chia để gia tăng số lượng đồng thời còn có khả năng biệt hóa thành một số các tế bào chuyên biệt để thay thế cho các mô bị chết hoặc tổn thương. Tế bào gốc trưởng thành được tìm thấy cả ở trẻ em và người lớn và còn được xem như các tế bào gốc soma.

 4.      Các nguồn tế bào gốc trưởng thành tự thân

Có 3 nguồn tế bào gốc được phân lập từ cơ thể người bao gồm:

  1. Tủy xương
  2. Máu ngoại biên
  3. Mô mỡ

5.      Đâu là nguồn tế bào gốc trưởng thành phong phú nhất trong cơ thể?

Mô mỡ là nơi cung cấp số lượng tế bào gốc trưởng thành nhiều nhất trong cơ thể. Dưới đây là so sánh về số lượng tế bào gốc thu được từ 3 nguồn nói trên (7)

  • Tủy xương: phân lập được 100,000 ASCs/lần. Những tế bào gốc này hầu hết biệt hóa thành các tế bào máu.
  • Máu ngoại biên: phân lập được 10,000 ASCs/lần. 50% trong số này biệt hóa thành các tế bào máu và 50% còn lại biệt hóa thành các tế bào ở các mô.
  • Mô mỡ: phân lập được từ 10,000,000 – 50,000,000 ASCs/lần. Chỉ có 5% trong số này biệt hóa thành tế bào máu và 95% biệt hóa thành các tế bào ở các mô.

6.      Tại sao mô mỡ là nguồn cung cấp ASCs tốt hơn trong số các nguồn cung cấp ASCs

Số lượng rất lớn các ASCs phân lập được từ mô mỡ vào bất cứ thời điểm nào cho thấy đây là nguồn cung cấp ASCs tốt nhất của cơ thể. Số lượng lớn ASCs thu được từ mô mỡ này cón có lợi thế là không cần nuôi cấy để gia tăng số lượng nhằm đáp ứng nhu cầu về mặt số lượng trong điều trị – lợi ích trị liệu. Thêm vào đó, việc thu hoạch ASCs từ mô mỡ dễ dàng hơn, không gây đau đớn và ít nguy cơ đối với bệnh nhân. Ta có thể tóm tắt 3 ưu điểm chính như sau:

  1. Mô mỡ là mô phổ biến, có nhiều trong cơ thể người, dễ dàng khai thác, tái tạo được. Thủ thuật chỉ cần gây tê tại chỗ.
  2. Mô mỡ là nguồn tế bào có thể tự bù đắp, số lượng tế bào thu được lớn, không cần nuôi cấy.
  3. Sử dụng tế bào gốc mô mỡ tự thân thì là nguồn tự ghép, tránh được các phản ứng thải ghép.

Với các quần thể phong phú CD90(+) CD 105(+) CD 34(+)…có thể dự đoán khả năng tốt về cả hai hướng biệt hóa thành các tế bào mô sở tại và tăng sinh tân mạch.

Tế bào gốc mô mỡ tự thân và tế bào gốc tủy xương đều là nguồn tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cells – MSCs) có các đặc tính và khả năng ứng dụng khá tương đồng. Khối tế bào gốc thu được từ mô mỡ mang các quần thể CD45- CD34+, CD105+ 7 và CD90+ với tỷ lệ khoảng 29.2% 6 có khả năng biệt hóa thành các dòng tế bào sụn, cơ, mạch máu….Tế bào gốc CD34+ chiếm tỷ lệ khoảng 6.8% của khối tế bào nền (stromal cell) phân lập được từ mô mỡ.

7.      Quá trình cấy ghép tế bào gốc mô mỡ tự thân tiến hành như thế nào?

Trong quá trình này, bệnh nhân sẽ được lấy 100 – 150 ml mỡ thông qua thủ thuật hút mỡ mang tính xâm lấn tối thiểu (kỹ thuật lấy mỡ bảo tồn tế bào). Các tế bào gốc đang tồn tại dưới dạng chưa hoạt động thu được sau quá trình phân lập từ  mỡ sẽ được kích hoạt bằng dịch chiết tiểu cầu và phức hợp ánh sáng đơn sắc. Quá trình này có tác dụng đánh thức/ hoạt hóa các tế bào gốc (ASCs) đang ở dạng chưa hoạt động. Các tế bào hoạt hóa sau đó được tiêm vào vùng cơ tim bệnh theo protocol đặc biệt (được trình bày chi tiết ở phần quy trình chi tiết). Toàn bộ quy trình phân lập, kích hoạt tế bào kéo dài trong khoảng 4h được thực hiện trong phòng phẫu thuật hoặc một phòng khác đủ tiêu chuẩn về vô trùng.

8.      Tế bào gốc trưởng thành từ mô mỡ là gì?

ASCs, nói một cách khác là các tế bào gốc đa năng đặc hiệu của một mô cụ thể nào đó được cho thấy là dưới các điều kiện cụ thể thích hợp có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, bao gồm cả các tế bào từ các nguồn lá phôi khác. Hiện tượng này được cho là có liên quan tới tính biệt hóa chéo (transdifferentiation) và tạo hình của tế bào gốc. Các điều kiện cụ thể thích hợp cho quá trình biệt hóa chéo là do sự tác động của môi trường nuôi cấy trong ở điều kiện thí nghiệm hoặc do quá trình cấy ghép các tế bào gốc vào một cơ quan, một dạng mô cơ thể khác với nơi chúng được phân lập. Tuy nhiên, cơ chế chính xác giải thích cho sự biệt hóa này vẫn đang còn là vấn đề tranh cãi.

Các ASCs có nguồn gốc từ mô mỡ của người được thu nhận thông qua việc hút mỡ. Những tế bào gốc này có các đặc điểm tương đồng với các tế bào gốc trung mô được phân lập từ tủy xương đã được sử dụng trong các liệu pháp cấy ghép tế bào gốc tự thân từ hơn hai thập kỉ trước. Sự tương đồng rõ rệt giữa hai loại ASCs thể hiện ở cả mặt hình thái, sự phát triển và các tính chất bề mặt của tế bào giữa các tế bào gốc có nguồn gốc mô mỡ và các tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ tủy xương. Ngoài ra, cách thức phát triển của chúng trong môi trường in vitro và in vivo cũng có sự tương đồng. Do đó, người ta cho rằng thực tế các tế bào gốc mô mỡ là tế bào gốc trung mô tồn tại trong mô mỡ. Tuy nhiên, về mặt lâm sàng, các tế bào gốc mô mỡ có một số lợi thế như đã đề cập, đó là số lượng lớn, thủ thuật thu nhận dễ dàng, ít gây đau đớn hơn so với tủy xương. Điều này, về mặt lý thuyết có nghĩa là việc cấy ghép các tế bào gốc mô mỡ sẽ không chỉ hoạt động và thu được các thành công đã được chứng minh như tế bào gốc tủy xương mà còn có lợi ích trong việc giảm các mối nguy cơ cho bệnh nhân.

Về mặt lí thuyết, ASCs có nguồn gốc từ mô mỡ, là một công cụ trị liệu có ưu thế, lí do đầu tiên của việc này là số lượng rất lớn các ASCs có thể thu được từ mô mỡ, thứ hai là do nó loại bỏ được yêu cầu nuôi gia tăng số lượng để đáp ứng liều điều trị, thứ ba là kĩ thuật thu nhận dễ dàng ít gây đau đớn, giảm thiểu nguy cơ cho bệnh nhân và thứ tư là hỗn hợp của các thành phần thu được từ quá trình hút mỡ. Chúng tôi xin giải thích cụ thể hơn về quá trình hút mỡ này.

Ngoại trừ các tế bào mỡ, trong mô mỡ còn chứa rất nhiều loại tế bào khác nhau bao gồm các tiền tế bào mỡ, tế bào nội mô, các tế bào cơ trơn, tế bào ngoại mạch, nguyên bào sợi và ASCs. Thủ thuật hút mỡ, do tính chất của phương pháp này nên chúng có thể thu nhận cả các dạng tế bào có trong máu như các tế bào miễn dịch (tế bào Lympho B và T, các tế bào Natural Killer, đại thực bào, các bạch cầu đơn nhân), các tế bào gốc tạo máu, hoặc các tiền tế bào nội mô.

Quá trình hút mỡ, thêm vào đó còn giúp thu nhận thêm các yếu tăng trưởng TGF – β, các yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu, các yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGF), trong số các chất liệu khác nhau thì các yếu tố này hỗ trợ chặt chẽ sự tồn tại của các tế bào mỡ trong một cấu trúc ngoại bào xung quanh nó, ví dụ như trong mô mỡ. Cấu trúc ngoại bào này cũng chứa các protein laminnin.

ASCs có nguồn gốc từ mô mỡ trong các điều kiện thích hợp ở môi trường in vitro được cho thấy là có khả năng biệt hóa thành xương, sụn, mỡ, cơ, tế bào thần kinh, mạch máu. Khi phân lập các tế bào mang marker CD45-, CD34+, CD105+ thành 2 quần thể CD31+ và CD31-, người ta thấy rằng các tế bào nội mô không có marker CD31, tức là CD31- có khả năng biệt hóa thành mỡ, xương, sụn và các tế bào thần kinh. Trong khi đó, quần thể có CD31+ giúp tân tạo mạch máu hoặc có tác dụng thúc đẩy và hỗ trợ sự phát triển của các mạch máu hiện có. Tỷ lệ cao (29.2%) các tế bào mang CD90  mang lại khả năng cao biệt hóa thành tế bào cơ. Tương tự như vậy, các tế bào tiền tạo máu trong quần thể mỡ chọc hút còn giúp tăng cường hệ thống miễn dịch. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng sự hiện diện của các marker bề mặt tế bào CD11b và CD11c của các đại thực bào và các tế bào tủy xương trong quần thể mỡ chọc hút  trong khi protein laminin được cho là có tác động đáng kể lên sự tái tạo các tế bào thần kinh.

Do đó, mặc dù các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các ASCs từ mô mỡ dưới các điều kiện phù hợp có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, chúng tôi tin rằng các thành phần khác trong quần thể tế bào chọc hút thu được hoạt động như một nhân tố hỗ trợ cho việc tăng cường hiệu quả của ASCs từ mô mỡ.

Người ta cũng nhận thấy rằng khối tế bào gốc ASCs tươi, được sử dụng ngay, không thông qua một phương thức kích hoạt nào, kém hiệu quả hơn khối tế bào đã được kích hoạt, ví dụ như bằng ủ ấm trong 1 giờ, kích hoạt bằng PRP… ASCs mô mỡ thu được từ quần thể mỡ chọc hút đều ở trạng thái ngủ do đó chúng cần được kích hoạt đầy đủ về mặt chức năng để bắt đầu quá trình tự làm mới thông qua quá trình phân chia tế bào và hình thành các dạng tế bào khác nhờ khả năng biệt hóa.