Tế bào gốc khác gì tế bào bình thường?

1. Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc là những tế bào chưa đảm nhận chức năng cụ thể để duy trì hoạt động trong cơ thể, chúng có khả năng biệt hóa thành các tế bào khác tại mô xác định để thực hiện chức năng.

Ví dụ: tế bào thần kinh có chức năng cảm ứng và dẫn truyền tín hiệu thần kinh (xung thần kinh), nhưng chúng không phân chia, thay vào đó các tế bào gốc thần kinh mới là nguồn phân bào và biệt hóa thành các tế bào thần kinh giúp duy trì hoạt động này.

Có nhiều cách phân chia tế bào gốc khác nhau:

Theo tiềm năng biệt hóa

Dựa trên mức độ khả năng biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau, người ta có thể chia tế bào gốc thành các loại sau:

• Tế bào gốc toàn năng (totipotency): Tế bào có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào trong cơ thể, có thể hình thành cơ thể hoàn chỉnh. Đây là các tế bào ở những lần phân chia đầu tiên trong sự phát triển phôi, không còn được tìm thấy trong cơ thể.
• Tế bào gốc đa tiềm năng (pluripotency): Tế bào có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào trong cơ thể, nhưng không thể hình thành cơ thể hoàn chỉnh.
• Tế bào gốc đa tiềm năng giới hạn (multipotency): Tế bào có khả năng biệt hóa thành một nhóm tế bào liên quan chặt chẽ. Ví dụ: tế bào gốc tạo máu có thể trở thành các tế bào máu (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu) và tế bào miễn dịch ; tế bào gốc trung mô có thể trở thành các tế bào thuộc mô liên kết như tế bào mỡ, sụn xương.
• Tế bào gốc vài tiềm năng (oligopotency): Tế bào có khả năng biệt hóa thành một vài loại tế bào nhất định. Ví dụ: các tế bào gốc máu dòng lympho có thể trở thành tế bào bạch cầu lympho B, bạch cầu lympho T.

Theo nguồn gốc tế bào gốc

• Tế bào gốc phôi là những tế bào gốc thu nhận từ phôi giai đoạn sớm. Loại tế bào này không được ứng dụng trong điều trị, sử dụng rất hạn chế trong nghiên cứu ở một số nước do vấn đề về đạo đức (thu tế bào gốc phôi đồng nghĩa với giết phôi, trong khi phôi đó có thể phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh).
• Tế bào gốc nhũ nhi là những tế bào gốc thu nhận từ những giai đoạn đầu tiên khi đứa trẻ chào đời, ví dụ như tế bào gốc máu cuống rốn, tế bào gốc dây rốn, tế bào gốc nhau thai,...
• Tế bào gốc trưởng thành là những tế bào gốc thu nhận từ các bộ phận khác nhau của cơ thể trưởng thành, như tủy xương, mô mỡ, răng sữa, răng khôn, máu ngoại vi,...

Đầu tiên, các tế bào bình thường là những tế bào đã biệt hóa, với những đặc điểm và khả năng xác định giúp nó thực hiện được chức năng cụ thể. Ngược lại, tế bào gốc chưa biệt hóa, không giữ chức năng cụ thể trong hoạt động thường ngày của con người mà giống như nguồn dự trữ tế bào; khi có tín hiệu kích thích, chúng sẽ phân chia và biệt hóa thành các tế bào cụ thể để thay thế cho những tế bào bị tổn thương hoặc chết.

Thứ hai, các tế bào gốc có khả năng phân chia cao hơn các tế bào bình thường. Với chức năng dự trữ, thay thế những tế bào chết hay bị tổn thương, tế bào gốc có khả năng tự đổi mới: mỗi tế bào có khả năng phân chia thành hai tế bào, một giống hệt nó và một sẽ biệt hóa thành tế bào có chức năng. Trong khi đó, tế bào bình thường không phân chia (ví dụ tế bào xương, tế bào thần kinh) hoặc phân chia rất giới hạn, thời gian dài, hình thành hai tế bào con giống hệt nhau để thực hiện chức năng.

Thứ ba, mỗi loại tế bào bình thường cư trú ở mô cụ thể, hoạt động thực hiện chức năng nhất định ở mô đó. Ngược lại, một loại tế bào gốc có thể tồn tại tại một hay nhiều mô khác nhau (tế bào gốc trung mô có thể tìm thấy ở mô mỡ, tủy xương, tủy răng,...). Các tế bào gốc thường ở trạng thái nghỉ, không phân chia trong một thời gian dài cho đến khi được kích hoạt bởi một số tín hiệu như chấn thương mô hoặc tình trạng bệnh.

Cuối cùng, tế bào gốc có thể biệt hóa theo con đường bình thường để tạo ra các tế bào đã biệt hóa. Khả năng này phụ thuộc vào tiềm năng của từng loại tế bào gốc, loại có có tiềm năng càng lớn (biệt hóa ra nhiều loại tế bào khác nhau) thì càng nhận được nhiều sự quan tâm và ứng dụng. Ngược lại, tế bào đã biệt hóa không thể quay ngược lại thành tế bào gốc theo con đường tự nhiên.

Với tiềm năng biệt hóa to lớn cộng với những đặc tính sinh học mà các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu phát hiện, tế bào gốc mang lại những hy vọng lớn trong y học tái tạo, làm lành vết thương, sửa chữa các mô/cơ quan hỏng.. Theo cơ quan quản lý các thử nghiệm lâm sàng tại Mỹ (Clinicaltrials.gov), có trên 5.000 thử nghiệm lâm sàng về tế bào gốc, chủ yếu tập trung vào điều trị các bệnh về thần kinh (chấn thương tủy sống, bại não), máu (bệnh bạch cầu, thiếu máu do hồng cầu hình liềm), tim mạch (nhồi máu cơ tim),...

Tài liệu tham khảo

1. Neil H Riordan (2017). Stem Cell Therapy: A Rising Tide: How Stem Cells Are Disrupting Medicine and Transforming Lives Kindle Edition