Tại sao tế bào gốc lại kỳ diệu?

1. Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc vốn là nguyên liệu thô của cơ thể, có nghĩa là tế bào mà từ đó tất cả các tế bào khác có chức năng chuyên biệt được tạo ra. Trong cơ thể hoặc điều kiện thích hợp trong phòng thí nghiệm, tế bào gốc phân chia để tạo thành nhiều tế bào hơn gọi là tế bào con. Những tế bào con này trở thành tế bào gốc mới hoặc tế bào chuyên biệt (biệt hóa) với chức năng cụ thể hơn, chẳng hạn như tế bào não, tế bào máu, tế bào cơ tim hoặc tế bào xương. 

Có một số loại tế bào gốc chính, đó là tế bào gốc “đa năng” (tế bào gốc phôi và tế bào gốc đa năng cảm ứng) và tế bào gốc không phôi hoặc tế bào gốc soma (thường được gọi là tế bào gốc “trưởng thành”). Trong đó, tế bào gốc đa năng có khả năng biệt hóa thành tất cả các tế bào của cơ thể trưởng thành, còn tế bào gốc trưởng thành được tìm thấy trong mô hoặc cơ quan và có thể biệt hóa để tạo ra các loại tế bào chuyên biệt của mô hoặc cơ quan đó. Chức năng cụ thể của mỗi loại như sau:

• Tế bào gốc đa năng: Những tế bào này có khả năng trở thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Các nhà nghiên cứu đã lấy tế bào gốc phôi từ máu cuống rốn được hiến tặng hoặc phôi được phát triển trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm.
• Tế bào gốc trưởng thành: Những tế bào này có thể tạo ra tế bào gốc mới, nhưng chỉ dành cho mô mà chúng sống. Ví dụ, tế bào gốc tạo máu trong tủy xương có thể tạo ra các tế bào máu và tiểu cầu mới. Nhưng chúng không thể tạo ra tế bào gốc phổi hoặc gan mới. 

2. Tại sao tế bào gốc lại kỳ diệu?

Nhiều người thắc mắc tại sao tế bào gốc lại kỳ diệu đến thế. Điều này là bởi vì chúng có khả năng độc đáo là tự làm mới và tái tạo các mô chức năng, cụ thể:

• Tế bào gốc có khả năng tự làm mới: Không giống như tế bào cơ, tế bào máu hoặc tế bào thần kinh thường không tái tạo, tế bào gốc có thể tái tạo nhiều lần. Khi một tế bào gốc phân chia, hai tế bào con tạo ra có thể là: Cả hai tế bào gốc hoặc một tế bào gốc và một tế bào biệt hóa hơn, hoặc cả hai tế bào biệt hóa hơn. Các nhà nghiên cứu vẫn đang tìm hiểu điều gì kiểm soát sự cân bằng giữa các kiểu phân chia này để duy trì mức độ thích hợp của tế bào gốc trong một mô nhất định. Tuy nhiên, việc khám phá cơ chế đằng sau quá trình tự đổi mới có thể giúp chúng ta hiểu được số phận tế bào được điều hòa như thế nào trong quá trình phát triển phôi bình thường và sau sinh, hoặc điều hòa sai như trong quá trình lão hóa hoặc thậm chí trong quá trình phát triển ung thư. Những thông tin như vậy cũng có thể cho phép các nhà khoa học phát triển tế bào gốc hiệu quả hơn trong phòng thí nghiệm. Các yếu tố và điều kiện cụ thể cho phép tế bào gốc đa năng duy trì trạng thái không biệt hóa đang được các nhà khoa học rất quan tâm. Phải mất nhiều năm thử nghiệm và sai sót để học cách tạo ra và duy trì các tế bào gốc đa năng trong phòng thí nghiệm mà không để các tế bào này biệt hóa một cách tự nhiên thành các loại tế bào cụ thể.
• Tế bào gốc có khả năng tái tạo các mô chức năng: Tế bào gốc đa năng không biệt hoá không có bất kỳ đặc điểm mô cụ thể nào (chẳng hạn như hình thái hoặc kiểu biểu hiện gen) cho phép chúng thực hiện các chức năng chuyên biệt. Tuy nhiên, chúng có thể tạo ra tất cả các tế bào biệt hóa trong cơ thể, chẳng hạn như tế bào cơ tim, tế bào máu và tế bào thần kinh. Mặt khác, tế bào gốc trưởng thành biệt hóa để tạo ra các loại tế bào chuyên biệt của mô hoặc cơ quan nơi chúng cư trú và có thể có các đặc điểm kiểu gen và kiểu hình của mô đó.

Với những khả năng kỳ diệu, có nhiều cách mà tế bào gốc vạn năng của con người đang được sử dụng trong nghiên cứu y sinh và phát triển phương pháp trị liệu. Việc nghiên cứu tế bào gốc giúp các nhà nghiên cứu:

• Hiểu bệnh tật xảy ra như thế nào: Các nhà nghiên cứu nuôi cấy (phát triển) tế bào gốc trong các mô và cơ quan khác nhau. Việc quan sát cách các tế bào gốc thay đổi khi chúng phát triển có thể giúp các nhà nghiên cứu hiểu được bệnh tật phát triển như thế nào.

• Tìm hiểu cách tế bào gốc có thể thay thế các tế bào bị hư hỏng hoặc không khỏe mạnh: Các nhà khoa học đang nghiên cứu cách dùng tế bào gốc chữa bệnh và điều trị tổn thương ở những bộ phận cụ thể trên cơ thể. Ví dụ, trong tương lai, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra tế bào gốc để điều trị vết bỏng nặng bằng cách thay thế vùng da bị tổn thương.
• Thử nghiệm các phương pháp điều trị và thuốc mới: Các nhà nghiên cứu sử dụng tế bào gốc để đánh giá các loại thuốc có thể hiệu quả hơn trong việc điều trị các bệnh cụ thể. Bằng cách sử dụng tế bào gốc được điều chế đặc biệt, các nhà nghiên cứu có thể xác định liệu phương pháp điều trị có hiệu quả và an toàn hay không trước khi cung cấp thuốc cho những người tham gia thử nghiệm lâm sàng.

Tế bào gốc chữa bệnh là một trong những thành tựu y học quan trọng và nổi bật nhất trong thế kỷ qua. Đến nay, các nhà khoa học đã đạt được nhiều thành quả trong lĩnh vực tế bào gốc và ứng dụng chúng trong điều trị bệnh. Tuy nhiên, vẫn còn đó những rào cản kỹ thuật quan trọng mà có thể chỉ được khắc phục sau nhiều năm nghiên cứu chuyên sâu. 

Nguồn: stanfordchildrens.org - stemcells.nih.gov