Tế bào gốc: Cơ chế, ứng dụng và tiềm năng điều trị

Bài viết có tham vấn chuyên môn bởi Tiến sĩ Trịnh Như Thùy – Giám đốc Ngân hàng mô Bệnh viện Quốc tế DNA

Nếu ví cơ thể người như một tòa nhà thì tế bào gốc chính là nền móng của tòa nhà ấy. Tế bào gốc có khả năng tạo ra hơn 200 loại tế bào chuyên biệt gồm tế bào máu, xương, sụn, cơ, mỡ,… Không chỉ đảm nhận vai trò xây dựng trong giai đoạn phát triển cơ thể mà tế bào gốc còn đóng vai trò bảo trì và sửa chữa khi mô bị tổn thương. Các nhà nghiên cứu y học hiện đang khai thác tiềm năng của tế bào gốc để điều trị các bệnh về máu, đồng thời mở rộng nghiên cứu nhằm phát triển những liệu pháp mới cho nhiều bệnh khác.

1. Chức năng và cơ chế hoạt động của tế bào gốc

Tế bào gốc có hai đặc điểm quan trọng là Khả năng tự làm mới, tăng sinh và khả năng biệt hóa. Tế bào gốc liên tục phân chia để tạo ra các bản sao chính xác của chúng. Trong khi các tế bào bình thường cũng có thể nhân lên và phân chia nhưng lại có tuổi thọ hạn chế hơn.Với khả năng biệt hóa tế bào gốc có thể biến đổi thành các loại tế bào chuyên biệt, chẳng hạn như tế bào máu, da, cơ, xương,…

Các loại tế bào gốc thực hiện những chức năng khác nhau trong cơ thể:

• Tế bào gốc tạo máu (Hematopoietic stem cells, HSCs): Tạo ra tế bào máu và các thành phần của hệ miễn dịch.
• Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal stem cells, MSCs): Biệt hóa thành xương, sụn, cơ và mỡ.
• Tế bào gốc biểu bì: Giúp tái tạo da và các mô liên quan.

2. Phân loại tế bào gốc

Dựa trên nguồn gốc và chức năng, tế bào gốc được chia thành ba loại chính:

1. Tế bào gốc phôi (Embryonic Stem Cells, ESCs):
   • Có khả năng biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể (tính vạn năng).
   • Được thu nhận từ máu dây rốn hoặc phôi thụ tinh trong ống nghiệm.
2. Tế bào gốc trưởng thành (Adult Stem Cells, ASCs):
   • Tồn tại trong các mô như tủy xương, mỡ, và da.
   • Chỉ tạo ra các tế bào chuyên biệt cho từng loại mô cụ thể. Ví dụ, tế bào gốc tạo máu trong tủy xương sản xuất các loại tế bào máu.
3. Tế bào gốc vạn năng cảm ứng (Induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs):
   • Được tạo ra trong phòng thí nghiệm từ các tế bào trưởng thành thông qua kỹ thuật tái lập trình.
   • Có khả năng hoạt động tương tự tế bào gốc phôi và được sử dụng để nghiên cứu sự phát triển của bệnh và thử nghiệm thuốc.

3. Đặc điểm và chức năng của tế bào gốc

Đặc điểm: 

• Nguồn thu dồi dào: Tủy xương, mô mỡ, cuống rốn – tự thân & đồng loại
• Tính sinh miễn dịch thấp: Không biểu hiện MHC II, CD34, CD40, CD86,…
• Biệt hóa thành nhiều loại tế bào của cơ thể
• Tiết exosome, growth factor, cytokine,…
• Di cư đến vùng tổn thương

Chức năng chính:

• Kháng viêm
• Điều hòa miễn dịch
• Thúc đẩy sửa chữa, tái tạo lại vị trí mô bị tổn thương (các yếu tố tiết như exosome, growth factor, cytokine,…)
• Trẻ hóa (bù đắp số lượng tế bào gốc bị thiếu hụt khi cơ thể lão hóa)

4. Ứng dụng lâm sàng của tế bào gốc

Hiện nay, tế bào gốc được ứng dụng chủ yếu trong điều trị các bệnh về máu và rối loạn miễn dịch

• Ghép tế bào gốc tạo máu:
  • Được sử dụng để thay thế tủy xương bị tổn thương do hóa trị hoặc xạ trị.
  • Ứng dụng trong điều trị các loại ung thư máu như bệnh bạch cầu, u tủy đa và lympho không Hodgkin.
• Điều trị các bệnh về rối loạn máu:
  • Tế bào gốc được sử dụng để điều trị thiếu máu hồng cầu hình liềm và các bệnh lý tăng sinh tủy.
• Ghép xương và tái tạo mô bị tổn thương hoặc bị thoái hóa
  • Tế bào gốc trung mô được sử dụng trong các kỹ thuật ghép xương để phục hồi gãy xương hoặc tổn thương sụn khớp, thoái hóa khớp.

Ngoài ra, máu dây rốn chứa tế bào gốc đã được FDA chấp thuận để điều trị các rối loạn huyết học.

5. Tiềm năng nghiên cứu và phát triển

Các nhà khoa học đang tích cực nghiên cứu tế bào gốc nhằm mở rộng khả năng điều trị cho nhiều loại bệnh:

1. Hiểu cơ chế bệnh lý:
   • Nuôi cấy tế bào gốc trong phòng thí nghiệm giúp hiểu rõ cách bệnh phát triển ở cấp độ tế bào.
2. Phát triển liệu pháp mới:
   • Các nhà nghiên cứu đang tìm cách sử dụng tế bào gốc để tái tạo mô, chẳng hạn như điều trị bỏng nặng bằng cách tái tạo da.
3. Thử nghiệm thuốc:
   • Tế bào gốc được sử dụng để đánh giá tính an toàn và hiệu quả của thuốc trước khi thử nghiệm trên người.

6. Liệu pháp tế bào gốc

6.1. Liệu pháp tế bào gốc là gì?

Liệu pháp tế bào gốc là một phương pháp điều trị y khoa mang tính đột phá, khai thác sức mạnh tái tạo của tế bào gốc để sửa chữa và thay thế các mô bị tổn thương trong cơ thể.

6.2. Lợi ích của liệu pháp tế bào gốc

• Giảm đau

Liệu pháp tế bào gốc có thể làm giảm đáng kể cơn đau bằng cách sửa chữa các mô bị tổn thương và thúc đẩy quá trình tái tạo các tế bào khỏe mạnh. Điều này đặc biệt có lợi cho những người bị các tình trạng đau mãn tính như viêm khớp hoặc thoái hóa khớp.

• Cải thiện chức năng

Bằng cách thúc đẩy quá trình chữa lành các mô bị thương, liệu pháp tế bào gốc có thể tăng cường chức năng của các vùng bị tổn thương. Từ đó giúp bệnh nhân cải thiện khả năng vận động sau khi điều trị.

• Ít xâm lấn

Không giống như các thủ thuật phẫu thuật truyền thống, liệu pháp tế bào gốc ít xâm lấn hơn. Điều này đồng nghĩa với thời gian phục hồi ngắn hơn, ít đau hơn và giảm nguy cơ biến chứng.

• Chữa bệnh tự nhiên

Liệu pháp tế bào gốc sử dụng cơ chế chữa lành tự nhiên của cơ thể. Phương pháp này không chỉ điều trị các triệu chứng mà còn giải quyết nguyên nhân nguồn gốc của tình trạng bệnh, mang lại hiệu quả dài lâu hơn.

• Tính linh hoạt

Liệu pháp tế bào gốc có thể được sử dụng để điều trị nhiều tình trạng khác nhau, từ thoái hóa khớp đến các bệnh tự miễn. Tính linh hoạt này làm cho tế bào gốc trở thành một công cụ có giá trị trong lĩnh vực y tế. 

6.3. Liệu pháp tế bào gốc phù hợp với ai?

Liệu pháp tế bào gốc phù hợp với nhiều đối tượng, đặc biệt là những người:

• Bị đau mãn tính hoặc các tình trạng thoái hóa
• Không thấy được sự cải thiện thông qua các phương pháp điều trị thông thường
• Đang tìm kiếm một giải pháp thay thế ít xâm lấn hơn so với phẫu thuật
• Mong muốn nâng cao sức khỏe tổng thể và kéo dài tuổi thọ 

6.4. Các loại bệnh lý được nghiên cứu và điều trị bằng tế bào gốc:

Liệu pháp tế bào gốc trung mô từ mô cuống rốn và từ mô mỡ người đã và đang được thử nghiệm lâm sàng cũng như ứng dụng hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý liên quan đến thẩm mỹ (bệnh về da và tóc), bệnh lão suy, lão hoá viêm, bệnh cơ xương khớp, bệnh tim mạch, bệnh rối loạn chuyển hoá (béo phì, mỡ máu, đái tháo đường,…), bệnh thoái hoá thần kinh (Alzheimer, Parkinson’s,…) với nhiều kết quả minh chứng tính an toàn và hiệu quả khi ứng dụng tế bào gốc trung mô trong y học tái tạo.

Tế bào gốc là một lĩnh vực đầy tiềm năng với nhiều ứng dụng quan trọng trong y học, từ điều trị các bệnh huyết học đến tái tạo mô và thử nghiệm thuốc. Mặc dù đã có nhiều thành tựu trong việc sử dụng tế bào gốc trong lâm sàng, nhiều nghiên cứu vẫn đang tiếp tục để khai thác tối đa tiềm năng của tế bào gốc trong điều trị nhiều bệnh lý khác. Sự phát triển của công nghệ tế bào gốc ngày nay không chỉ mở ra cơ hội mới cho y học mà còn mang lại hy vọng cho các bệnh nhân mắc bệnh hiểm nghèo. 

Nguồn tham khảo:

[1] Alatyyat SM, Alasmari HM, Aleid OA, Abdel-Maksoud MS, Elsherbiny N. Umbilical cord stem cells: Background, processing and applications. Tissue Cell. 2020 Aug;65:101351. doi: 10.1016/j.tice.2020.101351. Epub 2020 Mar 19. PMID: 32746993. 

[2] Godoy-Parejo C, Deng C, Zhang Y, Liu W, Chen G. Roles of vitamins in stem cells. Cell Mol Life Sci. 2020 May;77(9):1771-1791. doi: 10.1007/s00018-019-03352-6. Epub 2019 Nov 1. PMID: 31676963; PMCID: PMC11104807.

[3] Reddy KB. Stem Cells: Current Status and Therapeutic Implications. Genes (Basel). 2020 Nov 20;11(11):1372. doi: 10.3390/genes11111372. PMID: 33233552; PMCID: PMC7699792.

[4] The International Society for Stem Cell Research. A Closer Look at Stem Cells . Multiple pages reviewed. Accessed 3/22/2023.

[5] Alatyyat SM, Alasmari HM, Aleid OA, Abdel-Maksoud MS, Elsherbiny N. Umbilical cord stem cells: Background, processing and applications. Tissue Cell. 2020 Aug;65:101351. doi: 10.1016/j.tice.2020.101351. Epub 2020 Mar 19. PMID: 32746993.