Tế bào gốc

N I DUNG:Ộ 1.1. M t s khái ni m t bào g cộ ố ệ ế ố 2.2. L ch s nghiên c u t bào g cị ử ứ ế ố 3.3. X p lo i t bào g cế ạ ế ố 4.4. Ngu n l y t bào g cồ ấ ế ố 5.5. u và nh c đi m c a các lo i t bào Ư ượ ể ủ ạ ế g cố 6.6. ng d ng t bào g cỨ ụ ế ố T BÀO G CẾ Ố T bào g c là t bào có kh năng phát tri n ế ố ế ả ể thành nhi u lo i t bào khác nhau trong c ề ạ ế ơ th . Là m t công c trong "h th ng s a ể ộ ụ ệ ố ử ch a" c a c th , khi đ c đ a vào các b ữ ủ ơ ể ượ ư ộ ph n khác nhau, t bào g c có th phân chia ậ ế ố ể không gi i h n đ l p đ y nh ng thi u h t ớ ạ ể ấ ầ ữ ế ụ t bào c a b ph n đó ch ng nào c th còn ế ủ ộ ậ ừ ơ ể s ngố . 1. KHÁI NI MỆ T bào g c có 2 đ c đi m quan tr ng t o nên ế ố ặ ể ọ ạ s khác bi t v i các lo i t bào khácự ệ ớ ạ ế : * Th nh t, t bào g c là lo i t bào không ứ ấ ế ố ạ ế chuyên d ng nên có th t tái t o trong m t ụ ể ự ạ ộ th i gian dài nh quá trình phân chia.ờ ờ * Th hai, trong môi tr ng sinh lý ho c thí ứ ườ ặ nghi m nh t đ nh, t bào g c có th bi n đ i ệ ấ ị ế ố ể ế ổ tr thành t bào chuyên d ng nh t bào gây ở ế ụ ư ế đ p c a c timậ ủ ơ , t bào s n sinh insulin c a ế ả ủ tuy n t yế ụ , t bào h ng c u hay t bào th n ế ồ ầ ế ầ kinh … 2. L ch s nghiên c u t bào g cị ử ứ ế ố - T nh ng năm đ u c a th k XX các nhà y h c đã ừ ữ ầ ủ ế ỷ ọ đ c p đ n v n đ là: Trong c th sinh v t có nh ng ề ậ ế ấ ề ơ ể ậ ữ t bào có th phân hóa thành nhi u lo i t bào khác ế ể ề ạ ế nhau. S th t v đi u này đã đ c ch ng minh.ự ậ ề ề ượ ứ + 1945- Phát hi n ra t bào g c t o máu.ệ ế ố ạ + Th p k 1960 - Xác đ nh đ c các t bàoậ ỷ ị ượ ế carcinoma phôi chu t là m t lo i t bào g c.ộ ộ ạ ế ố + 1981 - Evans và Kaufman và Martin phân l p đ c ậ ượ t bào g c phôi t kh i t bào bên trongế ố ừ ố ế c a phôi túi ủ (blastocyst) chu t.ộ * 1995-1996 – T bào g c phôi linh tr ng có nhân ế ố ưở l ng b i bình th ng đ c phân l p tưỡ ộ ườ ượ ậ ừ kh i t bào ố ế bên trong c a phôi túi và duy trì trên in vitro.ủ * 1998 - Thomson và c ng s đ i h c Wisconsin-ộ ự ở ạ ọ Madison (M ) t o ra dòng t bào g c phôiỹ ạ ế ố ng i đ u ườ ầ tiên t kh i t bào bên trong c a phôi túi.ừ ố ế ủ * 2001 – Tìm ra m t s ph ng pháp đ nh h ng t ộ ố ươ ị ướ ế bào g c bi t hóa trên in vitro t o ra các môố ệ ạ có th dùng ể cho ghép mô. * 2003 - T o đ c noãn bào t t bào g c phôi chu t. ạ ượ ừ ế ố ộ Đi u này g i ý r ng t bào g c phôi có thề ợ ằ ế ố ể có tính toàn năng, b ng th c nghi m có th làm m t t bào “tr ằ ự ệ ể ộ ế ẻ l i”.ạ * 2005 - Phát tri n k thu t m i cho phép tách chi t t ể ỹ ậ ớ ế ế bào g c phôi mà không làm t n th ng phôi.ố ổ ươ ∗ X p lo i theo đ c tính hay m c đ bi t hóa.ế ạ ặ ứ ộ ệ ∗ X p lo i theo ngu n g c phân l p.ế ạ ồ ố ậ 3. X p lo i t bào g c.ế ạ ế ố ∗ Theo m c đ bi t hoá có th x p t bào g c thành b n lo i:ứ ộ ệ ể ế ế ố ố ạ - Toàn năng (hay thu t ).ỷ ổ - V n năng.ạ - Đa năng. - Đ n năng.ơ 1. X p lo i theo đ c tính hay m c đ bi t hóa.ế ạ ặ ứ ộ ệ ∗ Là nh ng t bào có kh năng bi t hóa thành t t c các lo i t ữ ế ả ệ ấ ả ạ ế bào c th t m t t bào ban đ u.ơ ể ừ ộ ế ầ ∗ Tr ng đã th tinh và các t bào đ c sinh ra t nh ng l n ứ ụ ế ượ ừ ữ ầ phân chia đ u tiên c a t bào tr ng đã th tinh (giai đo n 2 - 4 ầ ủ ế ứ ụ ạ t bào – các blastosomer).ế a/ T bào g c toàn năng hay t bào g c ế ố ế ố th y t (totipotent stem cells).ủ ổ ∗ Là nh ng t bào có kh năng bi t hóa thành t t c các t bào ữ ế ả ệ ấ ả ế c a c th có ngu n g c t ba lá m m phôi – lá trong, lá gi a ủ ơ ể ồ ố ừ ầ ữ và lá ngoài. ∗ các t bào g c v n năng không th phát tri n thành thai, không ế ố ạ ể ể t o nên đ c m t c th sinh v t hoàn ch nh mà ch có th ạ ượ ộ ơ ể ậ ỉ ỉ ể t o nên đ c các t bào, mô nh t đ nh.ạ ượ ế ấ ị b/ T bào g c v n năng (pluripotent ế ố ạ stem cells). ∗ Là nh ng t bào có kh năng bi t hóa thành nhi u lo i ữ ế ả ệ ề ạ t bào c a c th t m t t bào ban đ u.ế ủ ơ ể ừ ộ ế ầ ∗ các t bào g c tr ng thành nh t bào g c t o máu, t ế ố ưở ư ế ố ạ ế bào g c th n kinh ch có tính đa năng; nh ng trong ố ầ ỉ ư nh ng đi u ki n nh t đ nh, chúng v n có th chuy n ữ ề ệ ấ ị ẫ ể ể bi t hóa và tr nên có tính v n năng.ệ ở ạ c/ T bào g c đa năng (multipotent stem ế ố cells). ∗ T bào g c đ n năng là nh ng t bào g c ch có kh năng ế ố ơ ữ ế ố ỉ ả bi t hóa theo m t dòng.ệ ộ ∗ Kh năng bi t hóa theo dòng cho phép duy trì tr ng thái s n ả ệ ạ ẵ sàng t tái t o mô, thay th các t bào mô ch t vì già c i b ng ự ạ ế ế ế ỗ ằ các t bào mô m i.ế ớ d/ T bào g c đ n năng (mono/unipotential ế ố ơ progenitor cells). ∗ Theo ngu n g c phân l p có th x p lo i t bào g c làm 3 ồ ố ậ ể ế ạ ế ố lo i:ạ - T bào g c phôi (trong đó có t bào g c phôi th c th và t ế ố ế ố ự ụ ế bào m m phôi).ầ - T bào g c thai.ế ố - T bào g c tr ng thành. ế ố ưở 2. X p lo i theo ngu n g c phân l p.ế ạ ồ ố ậ ∗ T bào g c phôi là các t bào g c v n năng đ c ế ố ế ố ạ ượ l y t phôi giai đo n s m (4-7 ngày tu i).ấ ừ ạ ớ ổ ∗ T bào m m phôi là các t bào m m nguyên th y có tính v n ế ầ ế ầ ủ ạ năng. a/ T bào g c phôi (Embryonic stem cells-ESCs) và ế ố t bào m m phôi (Embryonic germ cells).ế ầ ∗T bào m m phôi là các t bào s hình ế ầ ế ẽ thành nên giao t và đ c phân l p t ử ượ ậ ừ phôi 5-9 tu n tu i ho c t thai nhi.ầ ổ ặ ừ ∗ So v i t bào g c phôi, các t bào m m ớ ế ố ế ầ phôi khó duy trì dài h n h n trong nuôi ạ ơ c y nhân t o do chúng giai đo n bi t ấ ạ ở ạ ệ hóa cao h n.ơ a/ T bào g c phôi (Embryonic stem cells-ESCs) và ế ố t bào m m phôi (Embryonic germ cells).ế ầ ∗T bào g c phôi có tính v n năng và d tăng ế ố ạ ễ sinh khi nuôi c y labo nên t bào g c phôi ấ ế ố thu n l i h n cho li u pháp đi u tr b ng t ậ ợ ơ ệ ề ị ằ ế bào g c. ố  u đi m:Ư ể ∗N u ch tiêm t bào g c phôi vào v trí ế ỉ ế ố ị t n th ng d hình thành nên kh i u ổ ươ ễ ố teratoma t i v trí tiêm. ạ ị ∗Các t bào g c c n đ c đ nh h ng ế ố ầ ượ ị ướ bi t hóa thành các t bào mong mu n ệ ế ố tr c.ướ ∗Hi n t ng đào th i do h th ng mi n ệ ượ ả ệ ố ễ d ch.ị  Nh c đi m:ượ ể ∗Là các t bào v n năng ho c đa năng ế ạ ặ đ c phân l p t t ch c thai sau n o ượ ậ ừ ổ ứ ạ phá thai ho c t máu cu ng r n sau khi ặ ừ ố ố sinh. b/ T bào g c thai (Foetal stem cells).ế ố ∗Là các t bào ch a bi t hóa đ c tìm th y ế ư ệ ượ ấ v i m t s l ng ít trong các mô c a ng i ớ ộ ố ượ ủ ườ tr ng thành (máu ngo i vi, mô não, mô da, ưở ạ mô c …). ơ c/ T bào g c tr ng thành (Adult stem ế ố ưở cells/Somatic stem cells): ∗Tránh đ c hi n t ng đào th i do mi n ượ ệ ươ ả ễ d ch.ị ∗Các t bào g c tr ng thành có tính đa năng, ế ố ưở tuy nhiên cũng có th có tính v n năng (nh ể ạ ờ kh năng m m d o) cho phép chúng bi t hóa ả ề ẻ ệ thành các ch ng lo i t bào khác nhau. ủ ạ ế  u đi m:Ư ể ∗Có r t ít trong các t ch c tr ng thành ấ ổ ứ ưở và khó nhân lên v s l ng trong nuôi ề ố ượ c y h n so v i các t bào g c phôi do ấ ơ ớ ế ố chúng giai đo n bi t hóa cao h n.ở ạ ệ ơ  Nh c đi m:ượ ể ∗ 1. Ngu n l y t bào g c phôi.ồ ấ ế ố ∗ 2. Ngu n l y t bào m m phôi và t bào ồ ấ ế ầ ế g c thai.ố ∗ 3.Ngu n l y t bào g c tr ng thành.ồ ấ ế ố ưở B. Ngu n l y t bào g c.ồ ấ ế ố ∗ T bào g c phôi đ c l y t kh i t bào bên trong ế ố ượ ấ ừ ố ế c a phôi túi phát tri n t :ủ ể ừ - Các phôi t o nên b ng k thu t th tinh trong ng ạ ằ ỹ ậ ụ ố nghi m.ệ - Các phôi nhân b n t o nên b ng tách blastosomer ả ạ ằ trong giai đo n phôi 2- 4 t bào, ho c b ng phân chia ạ ế ặ ằ blastocyst. - Các phôi nhân b n vô tính t o nên b ng k thu t ả ạ ằ ỹ ậ chuy n nhân t bào.ể ế 1. Ngu n l y t bào g c phôi:ồ ấ ế ố ∗Ngu n l y t bào m m phôi và t bào g c ồ ấ ế ầ ế ố thai là thai đ ng v t ho c thai thai nhi n o b . ộ ậ ặ ạ ỏ V i thai ng i n o b , th ng ch l y thai ớ ườ ạ ỏ ườ ỉ ấ ở nhi d i 6 tu n tu i. T ch c m m sinh d c ướ ầ ổ ổ ứ ầ ụ thai là n i l y t bào m m phôi, các t ch c ơ ấ ế ầ ổ ứ khác c a thai (não, gan) là n i l y t bào g c ủ ơ ấ ế ố thai. 2.Ngu n l y t bào m m phôi và t ồ ấ ế ầ ế bào g c thai.ố ∗Th ng l y t các t ch c tr ng thành nh : ườ ấ ừ ổ ứ ưở ư máu cu ng r n, trung mô cu ng r n, t y ố ố ố ố ủ x ng, máu ngo i vi, nang lông, t ch c ươ ạ ổ ứ não… 3. Ngu n l y t bào g c tr ng ồ ấ ế ố ưở thành. T bào g c phôiế ố T bào g c tr ng thànhế ố ưở Có phôi túi (blastocyst) v i s l ng ở ớ ố ượ l nớ Có các mô tr ng thành, s l ng ít.ở ưở ố ượ D nuôi c y nhân t o.ễ ấ ạ Khó nuôi c y nhân t o h nấ ạ ơ Có tính v n năng cao h n, d tăng sinh ạ ơ ễ trên nuôi c y in vi tro, cho phép t o ra ấ ạ l ng l n. ượ ớ V c b n có tính đa năng, có th có tính v n năng.ề ơ ả ể ạ G n nh b t tầ ư ấ ử Không b t t , s l n phân chia b gi i h nấ ử ố ầ ị ớ ạ Nguy c t o các kh i u teratoma caoơ ạ ố Vì th mà t bào g c phôi ch a đ c ế ế ố ư ượ s d ng trên lâm sàng. Đ tránh t o ử ụ ể ạ kh i u, c n đ nh h ng bi t hóa t bào ố ầ ị ướ ệ ế g c phôi tr c trên nuôi c y nhân t o. ố ướ ấ ạ Ít nguy c t o các kh i u teratomaơ ạ ố Do l y t m t c th khác nên t bào ấ ừ ộ ơ ể ế g c phôi “l ” v i c th nh n vì th có ố ạ ớ ơ ể ậ ế nguy c gây nên ph n ng th i ghép.ơ ả ứ ả -Không b t đ ng mi n d ch, không gây th i ghép ấ ồ ễ ị ả n u là ghép t thân.ế ự -N u ghép cho m t ng i khác thì v n b t đ ng gây ế ộ ườ ẫ ấ ồ ph n ng th i ghép.ả ứ ả Không dùng đ c cho ghép t thân, tr ượ ự ừ tr ng h p t bào g c t o ra b ng k ườ ợ ế ố ạ ằ ỹ thu t nhân b n t o phôi vô tính. ậ ả ạ Các t bào g c c a b n thân là ngu n t bào t t ế ố ủ ả ồ ế ố nh t cho ghép.ấ - Ghép t bào g c tr li u (stem cell therapy).ế ố ị ệ - Công ngh mô (tissue engineering).ệ - Các ng d ng t bào g c phôi không liên ứ ụ ế ố quan đ n ghép.ế C. ng d ng t bào g c.Ứ ụ ế ố ∗Dùng t bào g c đ thay th , s a ch a các ế ố ể ế ử ữ ph n c th b b nh và t n th ng b ng các ầ ơ ể ị ệ ổ ươ ằ t bào m i kh e m nh.ế ớ ỏ ạ 1. Ghép t bào g c tr li u (stem ế ố ị ệ cell therapy). ∗ S n xu t dòng t bào g c:ả ấ ế ố - Thu t bào g c: t phôi ho c t t ch c ế ố ừ ặ ừ ổ ứ tr ng thành.ưở - Nuôi c y các t bào g c này trong labo ấ ế ố nh m nhân lên v m t s l ng.ằ ề ặ ố ượ a/Quy trình ng d ng t bào g c tr ứ ụ ế ố ị li uệ . ∗V i t bào g c phôi, c n nuôi c y nhân ớ ế ố ầ ấ t o trong các đi u ki n môi tr ng lý ạ ề ệ ườ hóa thích h p đ đ nh h ng bi t hóa ợ ể ị ướ ệ thành các t bào mong mu n. ế ố ∗Ghép t bào g c, đ a các t bào g c này ế ố ư ế ố vào các khu v c t n th ng c n s a ự ổ ươ ầ ử ch a.ữ a/Quy trình ng d ng t bào ứ ụ ế g c tr li uố ị ệ . ∗ Đi u tr các b nh tai bi n m ch máu não, suy gi m ề ị ệ ế ạ ả mi n d ch, thi u máu, t n th ng giác m c, các b nh ễ ị ế ổ ươ ạ ệ máu và b nh gan, t o x ng không hoàn ch nh, t n ệ ạ ươ ỉ ổ th ng t y s ng, li n v t th ng da, đi u tr ung ươ ủ ố ề ế ươ ề ị th , u não, u nguyên bào võng m c, ung th bu ng ư ạ ư ồ tr ng, các kh i u đ c, đa u t y, ung th vú, u nguyên ứ ố ặ ủ ư bào th n kinh, tái t o c tim sau c n đau tim, đái ầ ạ ơ ơ đ ng type I, t n th ng x ng và s n…ườ ổ ươ ươ ụ b/ ng d ng t bào g c tr ng thành Ứ ụ ế ố ưở trong đi u tr .ề ị Tái tạo, phục hồi khớp xương (Đi u tr viêm t y x ng)ề ị ủ ươ Viêm t yủ C t bắ ỏ Ph c h iụ ồ Sau khi c y TBGấ Tr c ướ khi c y ấ TBG Điều trị ung thư Tiêu diệt TBG ung thư Liệu pháp TBG trong điều trị ung thư tiêm tế bào gốc thần  kinh vào một phần  não của động vật bị  bệnh glioma ác tính   Tế bào gốc từ vùng não không bị bệnh di cư đến khu vực  khối u và tấn công tế bào khối u ∗Các b nh có th đ c đi u tr b ng ghép các ệ ể ượ ề ị ằ t bào có ngu n g c t t bào g c phôi ng i ế ồ ố ừ ế ố ườ bao g m b nh Parkinson, đái đ ng, ch n ồ ệ ườ ấ th ng t y s ng, suy tim… ươ ủ ố c/ ng d ng t bào g c phôi trong đi u Ứ ụ ế ố ề trị. Điều trị suy tim B nh nhân suy ệ tim. Đi u tr ti u đ ngề ị ể ườ Tháng 4 năm 2007, TBG đ c ượ tiêm vào 15 b nh nhân trệ ẻ 93% b nh nhân có t bào có th ti t ệ ế ể ế insuline t nhiên tr l iự ở ạ Nhi u n i cũng đã nghiên c u, s d ng t bào g c ề ơ ứ ử ụ ế ố trung mô đ bi t hóa thành t bào ti t insulin, h ng ể ệ ế ế ướ đ n vi c ch a b nh ti u đ ngế ệ ữ ệ ể ườ B nh ệ nhân ti u đ ng ể ườ tiêm insulin m i ngàyỗ ∗Công ngh mô là m t ng d ng c a t bào ệ ộ ứ ụ ủ ế g c tr li u, có th thi t l p t bào thành các ố ị ệ ể ế ậ ế c u trúc không gian ba chi u dùng đ s a ấ ề ể ử ch a mô t n th ng. S a ch a t ch c b ng ữ ổ ươ ử ữ ổ ứ ằ công ngh mô có th đ c th c hi n b ng ệ ể ượ ự ệ ằ cách nuôi c y t bào g c và sau đó ghép vào ấ ế ố mô t n th ng. ổ ươ 2. Công ngh mô (tissue ệ engineering) ∗D đoán các d t t b m sinh và các b t ự ị ậ ẩ ấ th ng nhau thai d n đ n s y thai.ườ ẫ ế ả ∗Nghiên c u các kh i u tr em có ứ ố ở ẻ ngu n g c t phôi.ồ ố ừ ∗ t bào g c phôi có th đ c đ nh h ng ế ố ể ượ ị ướ bi t hóa thành các lo i t bào đ c thù ệ ạ ế ặ cho sàng l c thu c.ọ ố 3.Các ng d ng t bào g c phôi không ứ ụ ế ố liên quan đ n ghép.ế D. NUÔI C Y T BÀO G CẤ Ế Ố ∗ Mu i vô cố ơ ∗ Carbohydrate, acid béo, amino acid ∗ Vitamine ∗ Y u t vi l ngế ố ượ ∗ Huy t thanhế Thành ph n môi tr ng nuôi c yầ ườ ấ 1. Nuôi c y s c pấ ơ ấ  Là quá trình nuôi c y đ c th c hi n tr c ấ ượ ự ệ ự ti p t m nh mô ban đ u đ n khi c y chuy n ế ừ ả ầ ế ấ ề l n th nh tầ ứ ấ  G m các b c: thu nh n mô ồ ướ ậ  tách r i các ờ t bào ế  nuôi c y t bàoấ ế 2. Nuôi c y th c pấ ứ ấ  Là quá trình nuôi c y đ c th c hi n sau l n ấ ượ ự ệ ầ c y chuy n đ u tiênấ ề ầ  G m các b c: lo i b môi tr ng cũ ồ ướ ạ ỏ ườ  r a ử bình/đĩa nuôi  tách các t bào g c bám vào ế ố đáy đĩa  pha loãng các t bào g c b ng môi ế ố ằ tr ng m iườ ớ Thu nh n và nuôi c y t bào g c t t y x ng chu tậ ấ ế ố ừ ủ ươ ộ Đùi chu t v a đ c thu nh nộ ừ ượ ậ R a t y x ng b ng dung d ch ử ủ ươ ằ ị D’MEM và thu nh n huy n phù t ậ ề ế bào Thu nh n x ng đùi chu tậ ươ ộ Lóc b ph n c và th tỏ ầ ơ ị R a l i b ng dung d ch PBSử ạ ằ ị C t b hai đ u x ng đùiắ ỏ ầ ươ Nuôi t bào trong d ng c nuôi phù h pế ụ ụ ợ Pha m u máu thu đ c v i dung d ch PBS/2mM EDTA theo t l 1:1ẫ ượ ớ ị ỉ ệ Dùng pipette hút 15 ml dung d ch Ficoll_Hypaque vào ng ly tâm 50mlị ố Rót nh 30 ml h n h p PBS và máu lên trên l p dung d ch ẹ ỗ ợ ớ ị Ficoll_Hypaque sao cho không làm xáo đ ng b m t ộ ề ặ Ficoll_Hypaque/m uẫ Ly tâm 30’ 1500v\phút, nhi t đ phòngở ệ ộ Tách t bào đ n nhân ra t pha gi aế ơ ừ ữ R a 2-3 l n v i PBS/EDTAử ầ ớ Tái huy n phù t bào trong môi tr ng nuôi c yề ế ườ ấ Thu nh n và nuôi c y t bào g c t máu cu ng r nậ ấ ế ố ừ ố ố • Bi t hóa t bào g cệ ế ố là quá trình bi n đ i t ế ổ ừ t bào g c không có ch c năng chuyên bi t ế ố ứ ệ thành t bào chuyên hóaế . E. Bi t hóa t bào g c.ệ ế ố Nguyên t cắ ∗Lo i b các tác nhân bi t hóa không đ nh ạ ỏ ệ ị h ng.ướ ∗C m ng t bào g c bi t hóa thành d ng ả ứ ế ố ệ ạ t bào mong mu n b ng các tác nhân ế ố ằ bi t hóa thích h pệ ợ . ∗M t s hormone, cytokine, vitamin, các ion ộ ố Ca2+... ∗ tác đ ng lên t bào làm t bào thay đ i s ộ ế ế ổ ự bi u hi n c a genể ệ ủ Bi t hóa b ng hóa ch tệ ằ ấ ∗D a vào s t ng tác gi a t bào và ch t ự ự ươ ữ ế ấ n n trong nuôi c y t bào in vitro.ề ấ ế ∗M i mô khác nhau có thành ph n ch t n n ỗ ầ ấ ề ngo i bào ECM (Extra cellular matrixạ ) c a ủ riêng nó. ∗B sung ECM thích h p vào nuôi c y in ổ ợ ấ vitro giúp các t bào g c có th bi t hóa ế ố ể ệ thành các t bào mong mu n.ế ố Bi t hóa b ng các ch t n nệ ằ ấ ề