Các lĩnh vực của công nghệ tế bào

Những năm gần đây, công nghệ tế bào gốc đã mang đến nhiều bước tiến mới trong lĩnh vực y khoa. Đặc biệt, những phương pháp chữa bệnh mới được tìm thấy và đạt được hiệu quả đáng kể. Tuy nhiên, hầu hết bệnh nhân đều chưa nhận thức rõ rệt những hoạt động ứng dụng của tế bào gốc nên vẫn còn tồn tại một số luồng ý kiến trái chiều.

1. Tế bào gốc là gì?

Trong y khoa, tế bào gốc được xem như là “nguồn nguyên liệu ban đầu” để sản sinh ra nhiều loại tế bào khác nhằm thực hiện những chức năng hỗ trợ cho cơ thể. Nói cách khác, đó chính là loại tế bào có khả năng đặc biệt trong việc sản xuất và phát triển nhiều loại tế bào chuyên biệt khác. Thông thường, cơ thể con người là một khối được cấu tạo từ nhiều loại tế bào khác nhau. Điển hình như các tế bào hồng cầu có nhiệm vụ đưa những nguyên tố oxy lan truyền khắp nơi trong cơ thể để nuôi sống các bộ phận.

Giải đáp thắc mắc: Tế bào gốc là gì?

Khi được đặt trong một môi trường lý tưởng, như phòng thí nghiệm hoặc cơ thể, tế bào gốc sẽ tự động phân chia thành nhiều tế bào mới, hay còn gọi là tế bào con. Trong tế bào con lại tiếp tục phân chia thành tế bào biệt hóa hoặc tế bào gốc thể mới với những nhiệm vụ cụ thể. Ví dụ như tế bào não, tế bào xương, tế bào máu hoặc tế bào cơ tim. Đặc biệt, tế bào gốc là loại tế bào duy nhất có khả năng tái tạo và sản sinh tế bào mới cho cơ thể. Do đó, công nghệ tế bào gốc đã mang đến nhiều tiềm năng mới cho lĩnh vực y học.

2. Nguồn gốc phát triển công nghệ tế bào gốc?

Theo các nhà nghiên cứu, tế bào gốc được tìm thấy từ nhiều nguồn khác nhau trong cơ thể. Bên cạnh đó, để phát triển công nghệ tế bào gốc, người ta cần phải phân biệt tế bào thành nhiều nhóm. Cụ thể như:

2.1. Embryonic Stem Cell

Embryonic Stem Cell hay còn gọi là tế bào gốc phôi và trong nghiên cứu ứng dụng của tế bào gốc, phôi được lựa chọn từ trứng và đem đi thụ tinh. Tuy nhiên, sự thụ tinh của phôi không diễn ra trong tử cung mà là trong ống nghiệm. Bên cạnh đó, những tế bào gốc này được lấy từ cơ thể của những người hiến tặng sau khi có sự đồng ý của họ. Vậy làm thế nào để duy trì sự sống của những tế bào này? Theo các nhà nghiên cứu cho biết, chúng hoàn toàn có thể tồn tại trong môi trường đĩa Petri của phòng thí nghiệm hoặc ống nghiệm.

Tế bào gốc trưởng thành tồn tại trong tủy xương

2.2. Adult Stem Cell

Adult Stem Cell hay còn gọi là tế bào gốc trưởng thành và rất khó tìm thấy từ các mô của chất béo hoặc tủy xương. Bên cạnh đó, khả năng sản sinh tế bào con của dạng tế bào gốc này cũng khá hạn chế. Một vài kết quả nghiên cứu đã cho thấy, dạng tế bào gốc trưởng thành chỉ sản xuất được những tế bào con cùng loại. Ví dụ như tế bào gốc khu trú ở tủy xương thì chỉ có khả năng tạo ra tế bào máu.

2.3. Fetal Stem Cell

Fetal Stem Cell hay còn gọi là tế bào gốc thai, được tìm thấy từ nước ối và máu cuống rốn của phụ nữ mang thai. Đặc biệt, những tế bào chuyên biệt có thể hình thành và phát triển dựa trên sự biến đổi của tế bào gốc thai. Tuy nhiên, đến thời điểm hiện tại, loại tế bào này vẫn chưa được tìm hiểu sâu về khả năng phát triển.

3. Công nghệ tế bào gốc trong nghiên cứu y khoa

Nhờ những phát hiện tiến bộ từ công nghệ tế bào gốc mà nhiều phương pháp điều trị được ứng dụng cho bệnh nhân và mang lại nhiều kết quả đáng mừng. Ngoài ra, trong tương lai, các bác sĩ và nghiên cứu sinh còn mong muốn tế bào gốc có thể ứng dụng trong:

• Phân tích cơ chế bệnh lý: dựa trên những tế bào được tìm thấy trong xương, dây thần kinh, cơ tim,... dưới sự sản sinh của tế bào gốc trưởng thành, bác sĩ có thể xác định được tình trạng và những chuyển biến của bệnh.

• Tái sinh tế bào mới để thay thế những tế bào bệnh lý: một số loại tế bào như tế bào máu, tế bào cơ tim, tế bào thần kinh hoàn toàn có thể được sản sinh nhờ tế bào gốc. Do đó, việc sản sinh tế bào khỏe mạnh để chuyển đổi với tế bào bị bệnh vẫn có khả năng rất cao. Trong đó, những đối tượng có thể áp dụng liệu pháp này là bệnh nhân bị tiểu đường tuýp 1, bị bệnh Alzheimer, bị chấn thương vùng cột sống, bị bệnh Parkinson, bệnh tim, bị đột quỵ, viêm xương khớp,...

Sản sinh tế bào mới để thay thế tế bào bị bệnh

• Tầm soát mức độ an toàn của thuốc mới: để kiểm soát những phản ứng phụ hoặc thành phần của thuốc có thể gây kích ứng, bác sĩ sẽ thử nghiệm thuốc lên tế bào gốc của người bệnh. Hình thức xét nghiệm này không chỉ xác định được mức độ hiệu quả của thuốc mà còn tìm thấy những nguy cơ bị tổn tại cho bệnh nhân thông qua phản ứng của tế bào. Nhờ đó, bệnh nhân hoàn toàn có thể yên tâm khi đổi thuốc trong quá trình điều trị, nhất là những bệnh lý liên quan đến thần kinh.

4. Ứng dụng của tế bào gốc trong điều trị bệnh

Với sự phát triển của công nghệ tế bào gốc, nhiều bệnh lý đã được điều trị hiệu quả với những ứng dụng ban đầu. Tuy nhiên, không phải căn bệnh nào cũng có thể lựa chọn phương pháp này. Sau đây là một số bệnh lý thường được điều trị thông qua ứng dụng của tế bào gốc:

• Bệnh về tim mạch: nhờ khả năng tái tạo, tế bào gốc sẽ sản sinh ra nhiều tế bào mới và làm cơ sở để các mạch máu hình thành. Dựa trên một số nghiên cứu của nước ngoài cho thấy, những mạch máu mới có khả năng hoạt động cao hơn cả mạch máu tự nhiên. Do đó, công nghệ sử dụng tế bào gốc được đánh giá rất cao trong việc điều trị cho người bệnh tim.

Ứng dụng tế bào gốc trong điều trị bệnh tim

• Bệnh về não: điển hình như bệnh Parkinson phát sinh do tế bào não bị tổn thương khiến cho việc cử động của cơ bắp bị mất kiểm soát. Do đó, bác sĩ có thể vận dụng công nghệ tế bào gốc để bổ sung vào phần mô của não đã bị ảnh hưởng từ bệnh lý này. Từ đó, các tế bào chuyên biệt của não sẽ được phục hồi và khắc phục tình trạng của bệnh nhân.

• Thiếu tế bào: sử dụng tế bào gốc để tái tạo tế bào mới và sản sinh những mô khỏe mạnh để phục hồi chức năng của tim. Điển hình như những bệnh nhân bị tiểu đường tuýp 1 sẽ được bác sĩ cấy ghép tế bào tuyến tụy nhằm tạo điều kiện sản sinh Insulin. Trong đó, Insulin có nhiệm vụ phục hồi và tăng cường khả năng miễn dịch cho cơ thể.

• Bệnh về máu: ứng dụng của tế bào gốc có thể được lựa chọn làm phương pháp chữa trị cho những đối tượng mắc bệnh về máu. Điển hình như thiếu máu hồng cầu, bệnh bạch cầu hay kể cả những bệnh lý liên quan đến sự suy giảm miễn dịch.

• Thu hoạch tế bào gốc hoặc hiến tặng: tế bào gốc có thể được lưu trữ để sử dụng trong tương lai cho chính bản thân hay kể cả những người thân khi cần. Thông thường, nguồn gốc tế bào được thu hoạch hoặc hiến tặng sẽ lấy từ tế bào gốc ngoại vi, máu cuống rốn hoặc tủy xương.

Sử dụng tế bào gốc để chế tạo loại thuốc mới

• Nghiên cứu trong lĩnh vực y học: dựa vào tế bào gốc, bác sĩ có thể phân tích được sự chuyên biệt của tế bào trong cơ thể bệnh nhân. Từ đó, phát hiện ra những khuyết tật bẩm sinh hoặc nguyên nhân gây ra bệnh lý để đưa ra tiến trình điều trị phù hợp. Bên cạnh đó, tế bào gốc còn là cơ sở để chế tạo và phát triển nhiều loại thuốc mới.

Công nghệ tế bào gốc được đánh giá là một bước chuyển đột phá trong lĩnh vực y học. Do đó, mọi người có thể tin tưởng vào những kĩ thuật, liệu pháp mà bác sĩ đưa ra. Trong tương lai, nhiều bệnh lý sẽ được tầm soát và can thiệp hiệu quả nhờ phương pháp điều trị dựa trên ứng dụng của tế bào gốc.

- Công nghệ tế bào là ngành kỹ thuật về quy trình ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế vào hoặc mô để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.

- Gồm 2 công đoạn:

+ Tách tế bào hoặc mô từ cơ thể rồi mang nuôi cấy để tạo mô sẹo.

+ Dùng hoocmon sinh trưởng kích thích mô sẹo phân hóa thành cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.

@70932@@70931@

Công nghệ tế bào được sử dụng khá rộng rãi trong nhân giống vô tính ở cây trồng và trong tạo giống cây trồng. 

a. Nhân giống vô tính trong ống nghiệm [vi nhân giống] ở cây trồng

- Qui trình nhân giống vô tính trong ống nghiệm ở cây trồng:

+ Bước 1: Tách mô phân sinh [từ đỉnh sinh trưởng hoặc tế bào lá non].

+ Bước 2: Nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng đặc tạo mô sẹo.

+ Bước 3: Chuyển mô sẹo sang môi trường dinh dưỡng đặc + hoocmon sinh trưởng giúp kích thích phân hóa tạo cây con hoàn chỉnh.

+ Bước 4: Cây con nuôi cấy trong bầu, vườn có mái che.

+ Bước 5: Đưa ra trồng ngoài đồng ruộng.

- Ưu điểm:

+ Tăng nhanh số lượng cây trồng.

+ Rút ngắn thời gian tạo ra cây con mới.

+ Bảo tồn và nhân nhanh một số nguồn gen thực vật quý hiếm.

- Thành tựu: nhân giống ở cây khoai tây, phong lan, mía, dứa, …

*Lưu ý: Không sử dụng các tế bào đã qua phân hóa hoặc đã già vì khi tiến hành nuôi cấy chúng phải trải qua khâu phản phân hóa mới có khả năng phân bào và tái sinh thành cây hoàn chỉnh sẽ tốn thời gian, hóa chất và kinh phí.

Trong trường hợp cần thiết, người ta mới sử dụng tế bào đã phân hóa để duy trì các nguồn gen quý hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng.

@70933@

b. Ứng dụng nuôi cấy tế bào và mô trong chọn giống cây trồng

- Sử dụng công nghệ nuôi cấy tế bào và mô để phát hiện và chọn lọc dòng tế bào xoma biến dị.

- Một dòng tế bào xoma là tập hợp các tế bào được hình thành từ một tế bào xoma ban đầu qua nhiều lần nguyên phân.

- Ví dụ:

+ Từ tế bào phôi của giống lúa CR203 ta chọn được dòng tế bào chịu nóng và khô hạn, cho năng suất cao.

+ Dùng phương pháp nuôi cấy tế bào tạo ra giống lúa DR2 có năng suất và độ thuần chủng cao, chịu nóng và khô hạn tốt.

@193890@

c. Nhân bản vô tính ở động vật

- Trên thế giới, đã nhân bản vô tính thành công đối với cừu [cừu đôli], bò và một số động vật khác.

- Ở Việt Nam, nhân bản vô tính thành công trên cá trạch.

- Khái niệm: Nhân bản vô tính ở động vật là phương pháp nhân giống bằng cách chuyển nhân của một tế bào sinh dưỡng vào một tế bào trứng đã lấy mất nhân rồi kích thích phát triển thành phôi tạo cơ thể mới. Cơ thể mới này chứa bộ NST của cơ thể mẹ cho nhân.

- Ý nghĩa: Tạo cơ quan nội tạng của động vật đã được chuyển gen người để chủ động cung cấp cơ quan thay thế cho các bệnh nhân bị hỏng cơ quan tương ứng. 

@193966@