Các tế bào trong cơ thể đều có mục tiêu cụ thể, tuy nhiên tế bào gốc là các tế bào chưa có nhiệm vụ cụ thể và có thể biến thành gần như bất kỳ tế bào nào được yêu cầu. Tế bào gốc là những tế bào không phân biệt có thể trở thành các tế bào nhất định, khi cơ thể cần. Các nhà khoa học chú ý đến tế bào gốc vì chúng giúp giải thích một vài công dụng của cơ thể hoạt động như thế nào và vì sao đôi khi chúng trục trặc. Tế bào gốc cũng hứa hẹn được dùng để điều trị một vài bệnh hiện không có cách chữa.
1. Nguồn gốc tế bào gốc
Tế bào gốc có nguồn gốc từ hai nguồn chính: mô cơ thể trưởng thành và phôi. Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cách phát triển tế bào gốc từ các tế bào khác, sử dụng kỹ thuật “tái lập trình” di truyền.
2. Tế bào gốc là gì?
Cơ thể chúng ta được hình thành từ đa dạng tế bào không giống nhau. Hầu hết các tế bào được chuyên môn hóa để thực thi các công dụng nhất định, chẳng hạn như các tế bào hồng cầu mang oxy đi khắp cơ thể chúng ta, nhưng chúng không thể phân chia. Tế bào gốc là một tế bào có khả năng độc đáo để phát triển thành các kiểu tế bào chuyên biệt trong cơ thể.
Trong điều kiện thích hợp trong cơ thể hoặc phòng thí nghiệm, các tế bào gốc phân chia để tạo thành nhiều tế bào gọi là tế bào con. Các tế bào con này hoặc trở thành tế bào gốc mới (tự đổi mới) hoặc biến thành tế bào chuyên biệt (biệt hóa) với công dụng cụ thể hơn, giống như tế bào máu, tế bào não, tế bào cơ tim hoặc tế bào xương. Ngoài tế bào gốc, không có tế bào nào khác trong cơ thể có năng lực tự nhiên để làm ra các loại tế bào mới.
3. Tế bào gốc lấy từ đâu?
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy một số nguồn tế bào gốc:
Tế bào gốc phôi (embryonic stem cell): Phôi được sử dụng trong nghiên cứu tế bào gốc phôi đến từ trứng được thụ tinh tại các phòng khám thụ tinh trong ống nghiệm nhưng không bao giờ được cấy vào tử cung của người phụ nữ. Các tế bào gốc được tặng với sự đồng ý từ người hiến tặng. Các tế bào gốc có thể sống và phát triển trong các dung dịch đặc biệt trong ống nghiệm hoặc đĩa petri trong phòng thí nghiệm. Những tế bào gốc này được biết đến từ phôi đã được 3-5 ngày tuổi. Ở giai đoạn này, một phôi còn được nhắc đên là phôi nang và có khoảng 150 tế bào. Đây chính là những tế bào gốc đa năng, nghĩa là chúng có thể phân chia thành nhiều tế bào gốc hơn hoặc có thể trở thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Tính linh hoạt này cho phép các tế bào gốc phôi được dùng để tái tạo hoặc sửa chữa các mô và đơn vị bị bệnh.
Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cell): Những tế bào gốc này được tìm thấy với số lượng nhỏ trong hầu hết các mô trưởng thành, chẳng hạn như tủy xương hoặc chất béo. So sánh với tế bào gốc phôi, tế bào gốc trưởng thành có khả năng hạn chế hơn để làm ra các tế bào khác nhau của cơ thể. Cho đến gần đây, các nhà nghiên cứu cho rằng tế bào gốc trưởng thành chỉ có thể làm ra các loại tế bào tương tự. Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng các tế bào gốc cư trú trong tủy xương chỉ có thể sinh ra các tế bào máu. Thế nhưng, bằng chứng mới nổi cho chúng ta thấy các tế bào gốc trưởng thành có thể tạo ra phong phú tế bào khác nhau. Ví dụ, tế bào gốc tủy xương có thể làm ra các tế bào cơ xương hoặc tim. Nghiên cứu này đã dẫn đến các thử nghiệm lâm sàng ở giai đoạn đầu để kiểm tra tính có ích và an toàn ở người. VD, các tế bào gốc trưởng thành hiện đang được thử nghiệm ở những người mắc bệnh thần kinh hoặc tim.
Tế bào gốc thai (fetal stem cell): Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra các tế bào gốc trong nước ối cũng như máu cuống rốn. Những tế bào gốc này cũng có năng lực thay đổi thành các tế bào chuyên biệt.
4. Những loại tế bào gốc
Đến nay, nghiên cứu về tế bào gốc đã phát hiện hai loại tế bào gốc cơ bản: tế bào phôi thai và tế bào trưởng thành.
Tế bào gốc phôi thai là tế bào được tìm thấy trong phôi thai hoặc các mô của bào thai. Tế bào gốc phôi thai có thể là toàn năng (totipotent) hoặc vạn năng (pluripotent). Tế bào gốc toàn năng là tế bào phôi thai trong một số tuần lễ đầu sau thụ tinh có tiềm năng biến đổi thành bất kỳ tế bào nào trong cơ thể. Còn tế bào gốc vạn năng là tế bào có thể biến đổi thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể trừ các tế bào quan trọng để phát triển thai nhi.
Tế bào gốc trưởng thành, ngược lại, là những tế bào không biệt hóa trong các mô chuyên biệt. Các tế bào gốc đó được tìm thấy trong những động vật có vú phát triển sau giai đoạn bào thai. Các tế bào gốc trưởng thành còn được nhắc đên là tế bào gốc đa năng (multipotent), bởi chúng chỉ có thể biến đổi thành một loại tế bào xác định chứ không phải mọi loại tế bào. Một ví dụ thực tế về tế bào gốc đa năng đấy là tế bào gốc máu , chỉ có thể biến thành tế bào bạch cầu, tế bào hồng huyết cầu hoặc tiểu cầu. Tế bào đó không thể trở thành tế bào thần kinh. Tế bào gốc trưởng thành có thể nhân bản trong suốt tuổi thọ của một sinh vật, tuy nhiên chúng không thể nhân bản vô giới hạn như tế bào gốc toàn năng và vạn năng.
Xem thêm:
5. Nghiên cứu về tế bào gốc có thể giúp các bác sỹ và các nhà khoa học:
Hiểu rõ hơn nguyên nhân phát sinh bệnh tật: qua quan sát tế bào gốc biệt hóa thành các tế bào của xương, cơ tim, thần kinh, các tạng và mô, các bác sỹ và nhà các nhà khoa học có thể tìm hiểu rõ hơn về công đoạn phát sinh các bệnh lý của các cơ quan đó.
Tạo ra các tế bào khỏe mạnh thay thế các tế bào bệnh lý (y học tái tạo): hướng tế bào gốc biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt để sử dụng thay thế hoặc sửa chữa các tổ chức bị bệnh hoặc bị tổn thương của con người. Những bệnh lý sẽ được điều trị bằng tế bào gốc bao gồm: thương tổn tủy sống, đái tháo đường týp 1, bệnh Parkinson, bệnh Alzheeimer’s, các bệnh tim mạch, đột quị, bỏng, ung thư và viêm xương khớp.
Tế bào gốc có tiềm năng tăng trưởng và phát triển thành mô mới để cấy ghép và tái tạo tổ chức. Những hiểu biết mới về tế bào gốc và ứng dụng của chúng trong cấy ghép và y học tái tạo đang tiếp tục được nghiên cứu và đạt được những bước tiến lớn.
Thử nghiệm hiệu quả và an toàn của các thuốc mới: một vài loại tế bào gốc được dùng để kiểm tra hiệu quả và tính an toàn của thuốc mới được nghiên cứu ra trước khi sử dụng trên người. Trong các nghiên cứu này, tế bào gốc được lập chương trình để phát triển thành các tế bào đặc hiệu mang các đặc tính của loại tế bào cần thử nghiệm thuốc. Thử nghiệm có thể cho biết thuốc mới có hiệu quả trên tế bào cũng như có gây thương tổn tế bào hay không. VD như các tế bào thần kinh được tạo ra để thử nghiệm một thuốc thần kinh mới hay thử nghiệm độc tính trực tiếp của thuốc lên tế bào cơ tim.
