Trước khi tìm hiểu tế bào gốc lấy từ đâu, cần nắm vững khái niệm cơ bản về loại tế bào đặc biệt này. Tế bào gốc là những đơn vị sinh học có hai khả năng độc nhất: tăng sinh và biệt hóa thành đa dạng tế bào chuyên môn. Khác với các tế bào thông thường đã hoàn thiện chức năng như hồng cầu vận chuyển oxy hay tế bào gan giải độc, tế bào gốc vẫn giữ trạng thái chưa biệt hóa, sẵn sàng chuyển đổi khi cơ thể cần.
Cơ thể người bao gồm hàng nghìn tỷ tế bào chuyên biệt, nhưng tất cả đều có nguồn gốc từ tế bào gốc – những tế bào nguyên thủy xuất hiện ngay từ giai đoạn phôi thai. Khi tế bào gốc phân chia, sản phẩm có thể là tế bào gốc mới (duy trì nguồn tế bào) hoặc tế bào chuyên biệt với chức năng cụ thể như tế bào não, tế bào cơ tim, tế bào xương. Chính nhờ khả năng này, tế bào gốc đóng vai trò như “hệ thống sửa chữa” tự nhiên, thay thế các tế bào bị hư hỏng hoặc già cỗi trong suốt cuộc đời.
Vai trò của tế bào gốc trong cơ thể
Chức năng duy trì và tái tạo
Tế bào gốc không trực tiếp tham gia vào một quá trình sinh lý cụ thể như tiêu hóa hay tuần hoàn. Thay vào đó, chúng giữ vai trò dự trữ – sẵn sàng “nhảy vào” thay thế bất kỳ tế bào nào bị tổn thương. Trong điều kiện bình thường, tế bào gốc ở trạng thái nghỉ ngơi, nhưng khi có tổn thương mô, chúng được kích hoạt, phân chia và biệt hóa để sửa chữa vùng tổn thương.
Ứng dụng trong y học hiện đại
Khả năng tự đổi mới và biệt hóa đa dạng đã biến tế bào gốc thành công cụ quý giá trong y học tái sinh. Các nhà khoa học có thể nuôi cấy tế bào gốc trong phòng thí nghiệm, định hướng chúng biệt hóa thành loại tế bào cần thiết, rồi cấy ghép vào cơ thể bệnh nhân để điều trị. Phương pháp này đang được nghiên cứu và ứng dụng cho nhiều bệnh lý từ ung thư máu, bệnh tim mạch, rối loạn thần kinh đến chấn thương cột sống.
Các nguồn tế bào gốc chính trong cơ thể
Tế bào gốc phôi
Nguồn gốc và đặc điểm
Tế bào gốc phôi được phân lập từ phôi thai giai đoạn 3-5 ngày tuổi, còn gọi là phôi nang. Ở thời điểm này, phôi có cấu trúc hình cầu chứa khoảng 150 tế bào. Khối tế bào bên trong phôi nang chính là nguồn tế bào gốc phôi.
Trong nghiên cứu, tế bào gốc phôi được lấy từ trứng thụ tinh tại các phòng khám thụ tinh ống nghiệm nhưng không được cấy vào tử cung. Những phôi này được người hiến tặng đồng ý dùng cho mục đích khoa học sau khi có sự đồng thuận đầy đủ.
Tiềm năng biệt hóa
Đây là loại tế bào gốc đa năng nhất, có khả năng biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể trừ nhau thai. Tính linh hoạt vượt trội này khiến tế bào gốc phôi trở thành ứng cử viên hàng đầu cho nghiên cứu y học tái sinh, mở ra khả năng tái tạo mô và cơ quan bị tổn thương.
Hạn chế
Mặc dù tiềm năng lớn, việc sử dụng tế bào gốc phôi vẫn gặp tranh cãi về đạo đức vì liên quan đến việc phá hủy phôi thai. Nhiều quốc gia có quy định chặt chẽ về nghiên cứu loại tế bào này.
Tế bào gốc từ máu và mô dây rốn
Máu dây rốn
Sau khi em bé chào đời, máu còn lại trong dây rốn và nhau thai là nguồn tế bào gốc vô cùng quý giá. Máu dây rốn chứa nhiều tế bào gốc tạo máu – những tế bào nguyên thủy có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào máu: hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu.
Quy trình thu thập diễn ra ngay sau khi bác sĩ cắt rốn cho trẻ, trong khi nhau thai vẫn còn trong cơ thể người mẹ. Kim y khoa được chọc vào tĩnh mạch dây rốn để máu chảy thẳng vào túi chứa chất chống đông. Quá trình này nhanh chóng, không gây đau đớn và hoàn toàn an toàn cho cả mẹ lẫn bé.
Mô dây rốn
Bên cạnh máu, chính mô dây rốn – cấu trúc xung quanh các mạch máu trong dây rốn – cũng là kho tàng tế bào gốc. Mô dây rốn chứa đặc biệt nhiều tế bào gốc trung mô, có khả năng biệt hóa thành tế bào của hệ thần kinh, da, xương, sụn, cơ và các mô liên kết.
Tế bào gốc từ mô dây rốn có nhiều ưu điểm vượt trội so với tế bào từ tủy xương hay mô mỡ: còn non trẻ (0 tuổi), chưa bị ảnh hưởng bởi môi trường, tăng sinh mạnh mẽ, tiềm năng biệt hóa cao. Việc thu thập không xâm lấn, số lượng nhiều, và quan trọng là không có tranh cãi đạo đức.
Ý nghĩa của lưu trữ
Trước đây, dây rốn và nhau thai thường bị loại bỏ sau sinh như “phế phẩm”. Ngày nay, với tiến bộ y học, việc thu thập và lưu trữ tế bào gốc từ máu và mô dây rốn được xem như “bảo hiểm sinh học” trọn đời. Tế bào được bảo quản trong ngân hàng tế bào gốc ở nhiệt độ cực thấp, có thể sử dụng cho chính bản thân trẻ hoặc người thân có quan hệ huyết thống khi cần điều trị bệnh trong tương lai.
Tế bào gốc từ tủy xương
Đặc điểm và vị trí
Tủy xương là mô mềm nằm trong lòng xương, chịu trách nhiệm sản xuất tế bào máu. Đây là nguồn giàu tế bào gốc tạo máu, tương tự như trong máu dây rốn. Ngoài ra, tủy xương còn chứa một tỷ lệ nhỏ tế bào gốc trung mô.
Vị trí lấy tủy xương dễ dàng và an toàn nhất là ở gai chậu trước và sau trên (xương hông). Tại đây, xương có cấu trúc phù hợp và chứa nhiều tủy xương.
Phương pháp thu thập
Thủ thuật chọc hút tủy xương được thực hiện trong phòng vô khuẩn với gây mê. Bác sĩ đưa kim đặc biệt xuyên qua da và xương để hút tủy. Mặc dù là thủ thuật xâm lấn, nhưng với kỹ thuật hiện đại và gây mê phù hợp, quy trình này khá an toàn.
Hạn chế
Tỷ lệ tế bào gốc trong tủy xương tương đối thấp, chỉ chiếm khoảng 0.001-0.01% tổng số tế bào đơn nhân. Việc tìm người hiến tặng tủy xương phù hợp rất khó khăn, và nguy cơ phản ứng tự miễn khi ghép từ người khác là đáng lo ngại. Do đó, lựa chọn tốt nhất vẫn là sử dụng tế bào tự thân nếu điều kiện cho phép.
Tế bào gốc từ máu ngoại vi
Cơ chế di chuyển
Trong điều kiện bình thường, một số ít tế bào gốc trưởng thành có thể di chuyển từ tủy xương ra dòng máu ngoại vi để đến các cơ quan, bộ phận cần sửa chữa trong cơ thể. Tuy nhiên, số lượng tế bào gốc lưu thông trong máu thường rất hạn chế.
Phương pháp huy động
Để tăng số lượng tế bào gốc trong máu ngoại vi, bác sĩ có thể sử dụng thuốc huy động như G-CSF (yếu tố kích thích bạch cầu hạt). Thuốc này kích thích tủy xương giải phóng tế bào gốc ra máu với số lượng lớn. Sau vài ngày tiêm thuốc, tế bào gốc trong máu tăng đủ để thu thập.
Quy trình thu thập
Thu thập tế bào gốc từ máu ngoại vi tương tự như hiến máu nhưng sử dụng máy tách tế bào đặc biệt. Máu được lấy ra, đi qua máy tách để giữ lại tế bào gốc, phần máu còn lại được trả về cơ thể. Quá trình này không xâm lấn như lấy tủy xương, thuận tiện và an toàn hơn.
Đôi khi cần thu thập nhiều lần để đạt đủ số lượng tế bào gốc cần thiết cho điều trị.
Tế bào gốc từ mô mỡ
Ưu điểm
Mô mỡ là nguồn dồi dào tế bào gốc trung mô ở người trưởng thành. So với tủy xương, mô mỡ chứa tế bào gốc với mật độ cao hơn và dễ tiếp cận hơn. Nhiều người có dư thừa mô mỡ, khiến việc thu thập trở nên thuận lợi.
Phương pháp lấy
Quy trình thu thập tế bào gốc từ mô mỡ gần giống với thủ thuật hút mỡ thẩm mỹ. Bác sĩ sử dụng kim đặc biệt để hút một lượng nhỏ mô mỡ từ vùng bụng, đùi hoặc mông. Tuy nhiên, đây vẫn là thủ thuật xâm lấn, có thể cần nhiều tuần để vùng lấy mẫu phục hồi hoàn toàn.
Tế bào gốc từ nước ối
Nước ối bao quanh thai nhi trong suốt thai kỳ cũng chứa tế bào gốc. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện những tế bào này có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào chuyên biệt. Tuy nhiên, việc thu thập nước ối có nguy cơ cho thai nhi, nên chỉ được thực hiện khi có chỉ định y khoa rõ ràng, thường là trong các xét nghiệm chẩn đoán trước sinh.
Các nguồn khác
Tủy răng sữa
Răng sữa khi rụng tự nhiên ở trẻ em là nguồn tế bào gốc dễ thu thập và không xâm lấn. Tế bào gốc từ tủy răng sữa có tiềm năng biệt hóa tốt và đang được nghiên cứu ứng dụng trong y học.
Các mô khác
Tế bào gốc còn được tìm thấy ở nhiều mô khác như não, da, cơ, mạch máu, ruột, tinh hoàn. Tuy nhiên, số lượng thường rất hạn chế và việc thu thập gặp nhiều khó khăn kỹ thuật.
Tế bào gốc đa năng cảm ứng – Đột phá từ phòng thí nghiệm
Khám phá mang tính cách mạng
Năm 2006 đánh dấu bước ngoặt lớn khi các nhà khoa học Nhật Bản phát minh ra công nghệ tái lập trình tế bào trưởng thành thành tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC). Khám phá này quan trọng đến mức được trao giải Nobel Y sinh năm 2012.
Quy trình tạo ra
Tế bào gốc đa năng cảm ứng được tạo bằng cách đưa một số gen đặc biệt (các yếu tố Yamanaka) vào tế bào trưởng thành như nguyên bào sợi da. Những gen này “quay ngược đồng hồ sinh học”, khiến tế bào trở lại trạng thái chưa biệt hóa, có đặc tính gần giống tế bào gốc phôi.
Ưu điểm vượt trội
Loại tế bào này có ba ưu điểm lớn: thứ nhất, có khả năng biệt hóa mạnh mẽ như tế bào gốc phôi; thứ hai, được tạo từ chính tế bào của bệnh nhân nên không có nguy cơ đào thải; thứ ba, hoàn toàn không vướng vấn đề đạo đức như tế bào gốc phôi.
Các nhà khoa học kỳ vọng trong tương lai có thể ứng dụng loại tế bào này trong điều trị cá thể hóa – tạo ra tế bào gốc riêng cho từng bệnh nhân từ chính tế bào của họ.
So sánh các nguồn tế bào gốc
Về mức độ non trẻ
Tế bào gốc phôi và tế bào từ dây rốn là “non” nhất, chưa bị ảnh hưởng bởi môi trường, độc chất hay lão hóa. Tế bào từ tủy xương, máu ngoại vi, mô mỡ ở người trưởng thành đã “già” hơn, tích lũy nhiều tổn thương qua thời gian.
Về tiềm năng biệt hóa
Tế bào gốc phôi và iPSC có tiềm năng biệt hóa cao nhất, có thể tạo thành hầu hết các loại tế bào. Tế bào từ dây rốn đứng thứ hai. Tế bào gốc trưởng thành từ tủy xương, máu, mô mỡ có giới hạn hơn, thường chỉ biệt hóa thành một số loại tế bào nhất định.
Về tính khả thi
Máu và mô dây rốn dễ thu thập nhất, không xâm lấn, chỉ cần thực hiện một lần khi trẻ chào đời. Máu ngoại vi sau huy động cũng khá thuận tiện. Tủy xương và mô mỡ cần thủ thuật xâm lấn hơn. Tế bào gốc phôi và iPSC cần quy trình phức tạp trong phòng thí nghiệm.
Về vấn đề đạo đức
Tế bào gốc phôi gây tranh cãi vì liên quan đến phá hủy phôi. Tế bào từ dây rốn, máu, tủy xương, mô mỡ và iPSC không có vấn đề này.
Ứng dụng thực tế của các nguồn tế bào gốc
Nghiên cứu bệnh lý
Bằng cách nuôi cấy tế bào gốc và quan sát quá trình biệt hóa thành tế bào xương, cơ tim, thần kinh, các nhà khoa học hiểu rõ hơn cơ chế phát triển của bệnh tật. Đây là nền tảng để phát triển thuốc và liệu pháp mới.
Thử nghiệm thuốc
Trước khi thử nghiệm trên người, thuốc mới được kiểm tra trên tế bào gốc đã biệt hóa. Ví dụ, thuốc điều trị thần kinh được thử trên tế bào thần kinh từ tế bào gốc để đánh giá hiệu quả và độ an toàn.
Y học tái sinh
Đây là ứng dụng quan trọng nhất. Tế bào gốc được phát triển thành tế bào cụ thể như tế bào cơ tim, tế bào máu, tế bào thần kinh để cấy ghép, sửa chữa mô và cơ quan bị tổn thương.
Ghép tế bào gốc tạo máu từ tủy xương hoặc máu dây rốn đã trở thành phương pháp điều trị chuẩn cho bệnh bạch cầu, u lympho, đa u tủy và nhiều bệnh máu khác. Các nghiên cứu đang mở rộng ứng dụng cho bệnh tim mạch, đột quỵ, Parkinson, Alzheimer, chấn thương cột sống, tiểu đường và nhiều bệnh lý khác.
Quy trình lưu trữ tế bào gốc
Sàng Lọc và Kiểm Tra
Trước khi thu thập tế bào gốc, người sử dụng sẽ được xét nghiệm sàng lọc và kiểm tra sức khỏe theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt. Quá trình này giúp đảm bảo rằng tế bào gốc thu thập từ cơ thể là an toàn và có chất lượng tốt.
Thu Thập Mẫu
Sau khi hoàn tất việc kiểm tra sức khỏe, các mẫu tế bào gốc sẽ được thu thập từ các nguồn tế bào gốc tự thân, như máu, mô mỡ, hoặc tủy xương. Quá trình thu thập được thực hiện bởi đội ngũ y tế chuyên nghiệp, trong một môi trường vô trùng, để đảm bảo không có sự nhiễm bẩn và chất lượng mẫu luôn được giữ vững.
Vận Chuyển và Xử Lý
Mẫu tế bào gốc sẽ được vận chuyển trong điều kiện kiểm soát nhiệt độ và đến phòng thí nghiệm trong khung thời gian quy định. Tại phòng thí nghiệm, mẫu sẽ được tách chiết, đếm và phân tích chất lượng bằng các thiết bị hiện đại, nhằm đảm bảo tế bào gốc đáp ứng tiêu chuẩn tốt nhất để bảo quản và sử dụng sau này.
Bảo Quản
Tế bào gốc sẽ được bảo quản ở nhiệt độ cực thấp, thường là -196°C trong nitơ lỏng. Ở nhiệt độ này, mọi hoạt động sinh học của tế bào gốc sẽ bị dừng lại, cho phép tế bào gốc được bảo quản lâu dài mà không suy giảm chất lượng, đảm bảo có thể sử dụng cho các nhu cầu y học trong tương lai.
Kết luận
Hiểu rõ tế bào gốc lấy từ đâu giúp chúng ta nhận thức được nguồn tài nguyên quý giá mà cơ thể sở hữu. Từ phôi thai đến dây rốn, từ tủy xương đến mô mỡ, mỗi nguồn tế bào gốc đều có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với các mục đích nghiên cứu và điều trị khác nhau.
Đặc biệt, máu và mô dây rốn của trẻ sơ sinh được coi là nguồn tế bào gốc lý tưởng nhất: dễ thu thập, không xâm lấn, còn non trẻ, tiềm năng cao, không tranh cãi đạo đức. Việc lưu trữ tế bào gốc từ dây rốn khi trẻ chào đời đang trở thành xu hướng toàn cầu, được xem như “bảo hiểm sinh học” cho sức khỏe tương lai của con trẻ và cả gia đình.
Với tiến bộ không ngừng của y học tái sinh, các nguồn tế bào gốc này đang mở ra hy vọng mới trong điều trị nhiều bệnh lý nan y, hứa hẹn một tương lai mà con người có thể tự sửa chữa và tái tạo các mô, cơ quan bị tổn thương, nâng cao chất lượng cuộc sống và kéo dài tuổi thọ.
