Tế bào gốc là gì và tại sao chúng lại quan trọng?
Ý tưởng về một phương pháp chữa bệnh kỳ diệu và các cơ thể tự chữa lành có một sức hút đặc biệt. Nghiên cứu tế bào gốc đưa y học tái tạo tiến gần hơn, nhưng nhiều ý tưởng và khái niệm vẫn còn gây tranh cãi. Vậy tế bào gốc là gì, và tại sao chúng lại quan trọng như vậy?
Tế bào gốc là một loại tế bào có thể phát triển thành nhiều loại tế bào khác. Tế bào gốc cũng có thể tự đổi mới bằng cách phân chia, ngay cả sau khi chúng không hoạt động trong một thời gian dài.
Cơ thể con người cần nhiều loại tế bào khác nhau để hoạt động, nhưng nó không tạo ra mỗi loại tế bào được hình thành đầy đủ và sẵn sàng sử dụng. Thay vào đó, nó tạo ra các tế bào gốc có nhiều chức năng có thể. Tuy nhiên, tế bào gốc cần phải trở thành một loại tế bào cụ thể để có thể hữu ích.
Khi một tế bào gốc phân chia, các tế bào mới có thể trở thành một tế bào gốc khác hoặc một tế bào cụ thể, chẳng hạn như tế bào máu, tế bào não hoặc tế bào cơ.
Các nhà khoa học gọi tế bào gốc là tế bào không biệt hóa vì nó có thể trở thành bất kỳ tế bào nào. Ngược lại, một tế bào máu, chẳng hạn, là một tế bào 'đã biệt hóa', bởi vì nó đã là một loại tế bào cụ thể.
Tế bào gốc trong trị liệu
Trong một số mô, tế bào gốc đóng một vai trò thiết yếu trong quá trình tái tạo, vì chúng có thể phân chia dễ dàng để thay thế các tế bào chết.
Các nhà khoa học tin rằng biết cách thức hoạt động của tế bào gốc có thể dẫn đến các phương pháp điều trị khả thi đối với các tình trạng bệnh, chẳng hạn như bệnh tiểu đường và bệnh tim.
Ví dụ: nếu tim của ai đó chứa mô bị tổn thương, các bác sĩ có thể kích thích mô khỏe mạnh phát triển bằng cách cấy các tế bào gốc được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm vào tim của người đó. Điều này có thể khiến mô tim tự đổi mới.
Các nhà nghiên cứu trong một nghiên cứu quy mô nhỏ được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Dịch chuyển Tim mạch đã thử nghiệm phương pháp này.
Kết quả cho thấy giảm 40% kích thước của mô tim bị sẹo do các cơn đau tim gây ra khi các bác sĩ cấy tế bào gốc vào vùng bị tổn thương.
Các bác sĩ luôn coi đây là loại sẹo vĩnh viễn và không thể điều trị được.
Tuy nhiên, nghiên cứu nhỏ này chỉ có 11 người tham gia. Điều này làm cho rất khó để biết liệu sự cải thiện chức năng tim là do cấy ghép tế bào gốc hay là do điều gì khác.
Ví dụ, tất cả các ca cấy ghép diễn ra trong khi các cá nhân đang trải qua phẫu thuật bắc cầu tim, vì vậy có thể sự cải thiện chức năng tim là do phương pháp bắc cầu chứ không phải điều trị bằng tế bào gốc.
Để điều tra thêm, các nhà nghiên cứu dự định thực hiện một nghiên cứu khác. Nghiên cứu này sẽ bao gồm một nhóm đối chứng gồm những người bị suy tim được phẫu thuật bắc cầu nhưng không được điều trị bằng tế bào gốc.
Một cuộc điều tra khác, được xuất bản trong Nature Communications vào năm 2016, đã gợi ý rằng liệu pháp tế bào gốc có thể là cơ sở của điều trị bệnh tiểu đường cá nhân hóa.
Trên chuột và môi trường nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sản xuất thành công tế bào tiết insulin từ tế bào gốc lấy từ da của những người mắc bệnh tiểu đường loại 1.
Jeffrey R. Millman, trợ lý giáo sư y khoa và kỹ thuật y sinh tại Trường Y Đại học Washington và là tác giả đầu tiên, cho biết:
“Về lý thuyết, nếu chúng ta có thể thay thế các tế bào bị tổn thương ở những người này bằng các tế bào beta tuyến tụy mới - có chức năng chính là lưu trữ và giải phóng insulin để kiểm soát lượng đường trong máu - thì bệnh nhân tiểu đường loại 1 sẽ không cần tiêm insulin nữa.”
Jeffrey R. Millman
Millman hy vọng rằng các tế bào beta có nguồn gốc từ tế bào gốc này có thể sẵn sàng để nghiên cứu trên người trong vòng 3 đến 5 năm.
“Những gì chúng tôi đang hình dung là một quy trình ngoại trú, trong đó một số loại thiết bị chứa đầy tế bào sẽ được đặt ngay bên dưới da,” ông nói.
Tế bào gốc có thể có tiềm năng to lớn trong việc phát triển các liệu pháp mới.
Tế bào gốc trong quá trình phát triển thuốc
Một cách mà các nhà khoa học sử dụng tế bào gốc hiện nay là phát triển và thử nghiệm các loại thuốc mới.
Loại tế bào gốc mà các nhà khoa học thường sử dụng cho mục đích này được gọi là tế bào gốc đa năng cảm ứng.
Đây là những tế bào đã trải qua quá trình biệt hóa, nhưng các nhà khoa học đã “tái lập trình” về mặt di truyền bằng cách sử dụng vi rút, để chúng có thể phân chia và trở thành bất kỳ tế bào nào. Bằng cách này, chúng hoạt động giống như các tế bào gốc chưa biệt hóa.
Các nhà khoa học có thể phát triển các tế bào biệt hóa từ các tế bào gốc đa năng này để giống như tế bào ung thư. Tạo ra những tế bào này có nghĩa là các nhà khoa học có thể sử dụng chúng để thử nghiệm các loại thuốc chống ung thư.
Các nhà nghiên cứu đã và đang tạo ra nhiều loại tế bào ung thư bằng phương pháp này. Tuy nhiên, vì chúng chưa thể tạo ra các tế bào bắt chước các tế bào ung thư một cách có kiểm soát, nên không phải lúc nào chúng cũng có thể sao chép các kết quả một cách chính xác.
Các liệu pháp tế bào gốc hiện nay có hiệu quả không?
Trong những năm gần đây, các phòng khám đã mở ra cung cấp các phương pháp điều trị bằng tế bào gốc.
Một nghiên cứu năm 2016 được xuất bản trong Tế bào gốc tế bào Chỉ tính riêng tại Hoa Kỳ đã đếm được 570 phòng khám này. Họ cung cấp các liệu pháp dựa trên tế bào gốc cho các chứng rối loạn từ chấn thương thể thao đến ung thư.
Tuy nhiên, các liệu pháp tế bào gốc vẫn chủ yếu mang tính lý thuyết hơn là dựa trên bằng chứng.
Rất ít phương pháp điều trị bằng tế bào gốc thậm chí đã đạt đến giai đoạn thử nghiệm lâm sàng sớm nhất. Các nhà khoa học đang thực hiện hầu hết các nghiên cứu hiện tại trên chuột hoặc một đĩa petri.
Mặc dù vậy, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cho phép các phòng khám tiêm tế bào gốc của chính họ cho mọi người, miễn là các tế bào này chỉ thực hiện chức năng bình thường của chúng, theo Tế bào gốc tế bào.
Tế bào gốc lấy từ đâu?
Các nhà khoa học có thể thu hoạch tế bào gốc theo nhiều cách khác nhau.
Tế bào gốc phôi sinh ra từ một phôi thai mới được vài ngày tuổi.
Các nhà khoa học có thể chiết xuất tế bào gốc trưởng thành từ các loại mô khác nhau, bao gồm não, tủy xương, mạch máu, cơ xương, da, răng, ruột, gan, v.v.
Nước ối có chứa tế bào gốc. Nhiều phụ nữ lựa chọn xét nghiệm chọc dò nước ối để kiểm tra các khuyết tật bẩm sinh trước khi đứa trẻ được sinh ra. Nếu bác sĩ giữ lại chất lỏng, họ có thể sử dụng nó trong tương lai để điều trị các bệnh khác trong thời kỳ mang thai hoặc sau khi sinh.
Tế bào gốc đa năng cảm ứng (tế bào iPS) là những tế bào mà các nhà khoa học có thể lập trình lại để hoạt động như tế bào gốc, để sử dụng trong y học tái tạo.
Sau khi thu thập tế bào gốc, các nhà khoa học thường bảo quản chúng trong nitơ lỏng để sử dụng trong tương lai.
Vấn đề đạo đức
Trong lịch sử, việc sử dụng tế bào gốc trong nghiên cứu y học đã gây nhiều tranh cãi.
Điều này là do khi việc sử dụng tế bào gốc trong điều trị lần đầu tiên được công chúng chú ý vào cuối những năm 1990, các nhà khoa học đang lấy tế bào gốc của con người từ phôi.
Nhiều người không đồng ý với việc sử dụng tế bào phôi người để nghiên cứu y học vì chiết xuất từ gốc đồng nghĩa với việc phá hủy phôi.
Điều này tạo ra những vấn đề phức tạp, vì mọi người có những niềm tin khác nhau về những gì tạo nên sự khởi đầu của cuộc sống con người.
Đối với một số người, cuộc sống bắt đầu khi một đứa trẻ được sinh ra, hoặc khi một phôi thai phát triển thành thai nhi. Những người khác tin rằng sự sống của con người bắt đầu từ lúc thụ thai, do đó, một phôi thai có tình trạng đạo đức và các quyền giống như một người lớn hoặc trẻ em.
Tổng thống George W. Bush có quan điểm tôn giáo mạnh mẽ, ủng hộ sự sống, và ông đã cấm tài trợ cho nghiên cứu tế bào gốc ở người vào năm 2001.
Tuy nhiên, chính quyền của Tổng thống Obama đã cho phép lùi một phần các hạn chế nghiên cứu này.
Tuy nhiên, đến năm 2006, các nhà khoa học đã bắt đầu sử dụng các tế bào gốc đa năng. Các nhà khoa học không lấy được các tế bào gốc này từ các tế bào gốc phôi. Kết quả là, kỹ thuật này không có cùng mối quan tâm về đạo đức.
Với điều này và những tiến bộ gần đây khác trong công nghệ tế bào gốc, thái độ đối với nghiên cứu tế bào gốc đang dần bắt đầu thay đổi.
Nghiên cứu hiện tại
Nghiên cứu tế bào gốc đang giúp các nhà khoa học hiểu cách một sinh vật phát triển từ một tế bào đơn lẻ và cách các tế bào khỏe mạnh thay thế các tế bào khiếm khuyết ở người và động vật.
Hiểu biết về bệnh ung thư
Nhiều tình trạng bệnh lý nghiêm trọng xảy ra ở người, chẳng hạn như ung thư và khuyết tật bẩm sinh, xảy ra do các tế bào phân chia bất thường.
Hiểu rõ hơn về tế bào gốc có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách các bệnh này phát sinh và các lựa chọn điều trị khả thi.
Thuốc tái tạo
Vào tháng 6 năm 2016, hai nhà nghiên cứu đã giành giải nhì trong hạng mục vật liệu của cuộc thi công nghệ mới nổi của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Vương quốc Anh về việc tạo ra một vật liệu sinh học tổng hợp kích thích tế bào gốc có nguồn gốc từ răng của con người.
Các nhà nghiên cứu tin rằng vật liệu này sẽ thay thế vật liệu trám răng, vì các tế bào gốc sẽ thúc đẩy những chiếc răng bị tổn thương tự chữa lành.
Mặc dù cần nhiều nghiên cứu hơn nữa trước khi các liệu pháp tế bào gốc có thể trở thành một phần của thực hành y tế thông thường, nhưng khoa học về tế bào gốc đang phát triển mọi lúc.
Trong hầu hết các lĩnh vực trị liệu, các bác sĩ hy vọng rằng công nghệ tế bào gốc sẽ cách mạng hóa các tiêu chuẩn điều trị và giới thiệu ít nhất một tiêu chuẩn mới về điều trị cá nhân hóa, và thậm chí có thể tự phục hồi cơ thể.
Khi điều đó có thể xảy ra, không ai sẵn sàng nói.
Tìm hiểu thêm tại đây về tế bào gốc, nguồn gốc của chúng và các công dụng có thể có của chúng.
