Chuyên đề tế bào gốc

Cơ Chế Tế Bào Gốc
Nhóm 5
Nguyễn Hải Đăng Nguyễn Thị Bé Hai Vi Văn Cường

Nguyễn Tiền Giang
Trần Thi Học Võ Phước Giàu Đỗ Hồng Lẫm
Trần Văn Thắng Đồng Thanh Hằng Nguyễn Thị Hạnh
I-Khái Quát :
Tế bào gốc: là những tế bào không chuyên biệt ( chưa biệt hoá).có khả năng sinh sản và tạo nên các tế bào khác một cách vô giới hạn, với những chức năng riêng, khi nó được cấy vào một môi trường thích hợp.
Dựa vào chức năng có thể chia tế bào gốc thành ba nhóm cơ bản :
Tế bào gốc tổng năng : mỗi tế bào có thể phát triển thành một cá thể mới.vd : tế bào phôi ở giai đoạn mới phát triển ( từ 1-3 ngày ).
Tế bào gốc toàn năng : là loại tế bào có thể hình thành nên bất cứ loại tế bào nào trong cơ thể.vd : tế bào gốc phôi tìm thấy ở phôi bào ( giai đoạn từ 5-14 ngày ).
Tế bào gốc đa tiềm năng : Tế bào đã được biệt hóa, nhưng vẫn có thể hình thành nên một số loại tế bào khác. Vd : Mô bào thai, máu dây rốn và tế bào gốc trưởng thành
1. Phôi – trứng được thụ tinh hoặc nhân bản vô tính để tạo phôi, phôi bắt đầu phân chia
2. 1 đến 5 ngày – Phôi phân chia nhiều lần tạo phôi nang (phôi bào) hình cầu
3. 5 đến 7 ngày – TB gốc phôi đã phát triển và có thể quan sát được
4. Dòng TB gốc – TB gốc được tách ra và phát triển trong đĩa nuôi cấy. Khi chúng phân chia tạo ra dòng TB gốc
5. Sản xuất TB – Sử dụng các công thức dinh dưỡng và các yếu tố khác nhau biến đổi TB gốc thành hơn 200 loại TB khác nhau.
6. TB Tụy Tạng – Sử dụng điều trị tiểu đường.
7. TB Cơ - Khôi phục Hoặc thay thế tim bị tổn thương
8. TB Thần Kinh - Điều trị chứng mất trí và bệnh Parkinson ...
Lịch sử :
1900, giới khoa học châu Âu nhận ra rằng mọi tế bào máu bắt nguồn từ một TB nguyên thủy đặc thù.
1940, các nhà nghiên cứu phát hiện các dòng TB gốc phôi ở chuột.
1981, Gail Martin và Martin Evans lần đầu tiên tách được TB gốc từ phôi chuột.
1997, nhóm Ian Wilmut công bố nhân bản thành công động vật có vú đầu tiên => cừu Dolly.
2005, Các nhà nghiên cứu ở Đại học Kingston (Anh) đã tuyên bố phát hiện một loại TB gốc giống TB gốc phôi được thu nhận trong máu cuống rốn.
Tháng 10/2007, Mario Capecchi, Martin Evans và Oliver Smithies đã nhận giải thưởng Nobel Y học về các khám phá nền tảng liên quan đến TB gốc phôi chuột.
Mario R. Capecchi (người Mỹ gốc Italia), Martin J. Evans (Anh), Oliver Smithies (Mỹ) (ảnh - từ trái sang phải)
II-NỘI DUNG :
Tế bào gốc là nền móng của tất cả các tế bào, mô và cơ quan trong cơ thể. Về cơ bản, mọi tế bào trong cơ thể người đều có nguồn gốc từ trứng đã thụ tinh (còn được gọi là hợp tử) – chính là sự kết hợp giữa tinh trùng và trứng.
Nguồn gốc :
Hợp tử phân chia tạo thành hai tế bào; mỗi một tế bào trong đó lại phân chia và cứ tiếp diễn như vậy. Chẳng mấy chốc, khoảng 5 ngày sau khi thụ tinh, hợp tử có dạng một quả bóng rỗng, với khoảng 150 tế bào được gọi là phôi bào (blastocyst). Phôi bào thậm chí còn nhỏ hơn một hạt cát, bao gồm 2 nhóm tế bào: nguyên bào nuôi phôi (trophoblast) và khối tế bào nội tại trong phôi bào.
Có thể tạo nên tế bào gốc bằng cách chuyển nhân tế bào được gọi là tế bào ES chuyển nhân : các tế bào trứng đã được loại nhân sẽ được nhận nhân mới từ tế bào sinh dưỡng.tế bào này không khác gì so với các ES bình thường.tế bào chuyển nhân vẫn có khả năng trãi qua giai đoạn blastocyst để phát triển thành phôi như tế bào trứng được thụ tinh.
Tế bào gốc lấy từ vị trí là tiền thân của cơ quan sinh dục được gọi là tế bào mầm hay tế bào EG. Giữa tế bào ES và tế bào EG có sự khác biệt có thể coi tế bào EG là một kiểu tế bào biệt hóa.
Ngoài ra còn có tế bào TS là những tế bào nằm trong lá mô phôi; tế bào gốc từ tế bào khối U được thu nhận từ khối U của tinh hoàn và buồng trứng của một số loài chuột.
Tế bào gốc cũng có thể tìm thấy ở một số loại mô nhất định ở người đã phát triển toàn diện, từ trẻ em đến người trưởng thành, với số lượng rất ít. Ví dụ, tế bào gốc tủy xương (tế bào gốc máu) có trong tủy của xương, chúng phát triển thành tất cả các loại tế bào máu chuyên biệt.
Số lượng tế bào gốc ở sinh vật ít đặc biệt rất khó tìm thấy ở động vật vì số lượng ít và khó phân biêt((ở người chỉ có thể lấy tế bào gốc từ phôi,nhau thai, tuỷ xương,..).vd: trong máu tỉ lệ tế bào gốc chỉ chiếm 1/100.000 và dưới kính hiển vi chúng ta khó phân biệt với tế bào thường vì tế bào gốc cũng có những đặc điểm tương tự. Để phân biệt tế bào gốc với các tế bào khác trong sinh vật người ta phải cần đến một công cụ là marker tế bào gốc : trên bề mặt các tế bào có những protein chuyên biệt là những receptor có khả năng liên kết có chọn lọc với những phân tử tín hiệu.các nhà khoa học sử dụng những phân tử tín hiệu gắn một cách có chọn lọc đối với những thụ thể trên bề mặt của tế bào làm công cụ để xác định tế bào gốc.
Một kỹ thuật phổ biến là gắn các phân tử đã được đánh dấu có khả năng phát huỳnh quang với các phân tử mang tín hiệu, và khi được kích hoạt dưới tia tử ngoại hay tia Laser ta sẽ nhận thấy được nhờ khả năng phát sáng của huỳnh quang đánh dấu.
Ngoài ra với cường độ phát sáng khác nhau và khả màu sắc phát sáng khác nhau cũng được ứng dụng để phân biệt tế bào gốc.điều này được ứng dụng trong kỹ thuật FACS ( fluorescence-activated cell sorting ).
Các trình tự cơ bản trong kỹ thuật FACS :
Chuẩn bị huyền phù tế bào.
Các tế bào chưa biệt hóa trong huyền phù được đánh dấu với các dấu ( Markers ) huỳnh quang đặc hiệu.
Đưa vào hệ thống FACS.
Các tế bào bắn ra từ hệ thống dưới áp suất cao qua một vòi nhỏ và đi qua một điện trường.
Tế bào mang dấu âm ( - ) nếu được đánh dấu huỳnh quang; mang dấu dương ( + ) nếu không có.
Tách tế bào gốc ra ( stem cell ).
Biểu đồ thể hiện của FACS.
So Sánh Giữa Tế Bào Gốc Và Tế Bào Thường
III-ĐIỀU KIỆN NUÔI CẤY TẾ BÀO GỐC :
Điều kiện chung :
Nuôi cấy ở 370C và ẩm độ .
Chuẩn bị dung dịch chuyên biệt cho từng loại tế bào gốc.
Giữ tế bào ở trạng thái không biệt quá.
Điều kiện nuôi cấy chuyên biệt :
Tế bào gốc phôi : nuôi cấy trên tế bào da trong môi trường huyết thanh.
Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc nền tủy xương : phân lập từ tủy xương và nuôi cấy trong môi trường bổ sung huyết thanh, tế bào gốc trung mô bám lên bề mạt nựa của đáy đĩa nuôi cấy .
Tế bào gốc thần kinh : chúng tồn tại lơ lững không bám dính vào đĩa nuôi cấy , phát triển trong môi trường nuôi cấy không cần bổ sung huyết thanh.
Thành phần môi trường nuôi cấy :
Muối vô cơ: giữ cân bằng áp suất thẩm thấu, điều hòa điện thế màng.
Cacbonhydrat, acid béo, amino acid: Cung cấp chất dinh dưỡng.
Vitamine: liên quan đến sự biệt hóa TB.
Yếu tố vi lượng: Bao gồm Zn, Cu, senenium, trong đó senenium là chất có tác dụng tách các gốc oxy tự do.
Huyết thanh: Cung cấp chất dinh dưỡng và các nhân tố tăng trưởng, kích thích, phục hồi các tổn thương của TB, chống oxy hóa và làm tăng tính bám dính của TB lên bề mặt bình nuôi.
Có thể biệt hóa TB gốc bằng cách:
Dựa vào tương tác giữa tế baovới chất nền trong môi trường nuôi cấy tế bào invitro.
Mỗi mô khác nhau thích hợp với một thành phần chất nền ngoại bào ECM (Extra celular matrix) khác nhau.
Bổ sung ECM thích hợp vào MT nuôi cấy invitro giúp TB gốc có thể biệt hóa thành TB mong muốn.
“Biệt hóa bằng các chất nền:
Biệt hóa bằng hóa chất.
Một số hormone, cytokine, vitamin, ion Ca2+…tác động lên tế bao làm tế bào thay đổi sự biểu hiện của gene. Đóng một số gene đang hoạt động và mở một số gene chưa hoạt động.
Đồng nuôi cấy với các tế bào đã biệt hóa: khi thực hiên đồng nuôi cấy tế bào gốc và tế bào đã biệt hóa tương tác mật thiết với nhau. Dẫn đến sự truyền các tín hiệu phân tử một cách hiệu quả gây ra sự biệt hóa của tế bào gốc.
Kích thích vật lý: xung điện, các lực cơ học và xử lý nhiệt có thể làm tế bào gốc biệt hóa.
Các gốc tự do và dạng oxygene hoạt động: là các chất truyền tin nội bào có tác dụng trong quá trình biệt hóa TB.
Chuyển gen.
Sử dụng để biệt hóa tế bào gốc phôi.
Đưa gen cần chuyển vào tế bào nhằm bổ sung một số gen hoạt động vào hệ gen của tế bào gốc phôi, khởi động sự biệt hóa tế bào gốc theo con đường tạo thành tế bào chuyên hóa mong muốn.”
IV - Ứng Dụng :
Như đã biết tế bào gốc phôi là một tế bào toàn năng có khả năng biệt hoá thành bất cứ loại tế bào nào trong cơ thể sinh vật. vì vậy các nhà khoa học đang nghiên cứu để một ngày nào đó có thể thay thế các tế bào hay các cơ quan trong cơ thể từ việc nuôi cấy tế bào gốc phôi chẳng hạn như tạo ra tế bào thần kinh để thay thế tế bào thần kinh đã chết, hay các nội tạng như :tim,gan,thận,..bằng con đường liệu pháp tế bào gốc.
Hiện nay người ta sử dụng kỹ thuật cấy ghép tế bào gốc tuỷ xương để điều trị các bệnh liên quan đến huyết cầu như bệnh ung thư, bệnh rối loạn máu di truyền,..và từ tế bào gốc người ta cũng tạo ra được tế bào da dùng để điều trị các bệnh về da. Các nhà khoa học Anh và Mỹ cho biết họ đã sản xuất được insulin từ tế bào gốc lấy từ dây rốn trẻ sơ sinh để điều trị bệnh tiểu đường.
Các bệnh thông thường ngày nay hầu như có thể điều trị bằng tế bào gốc :
“Mới đây việc ứng dụng tế bào gốc trưởng thành đã mở ra những khả năng mới khi các nhà nghiên cứu chứng minh được rằng tế bào ở tủy xương có thể biến đổi thành tế bào chuyên biệt ở nhiều mô khác nhau như máu, não, cơ, thận, lá lách và gan.”
“Một lợi ích của việc ứng dụng tế bào gốc ở người trưởng thành chính là tế bào của người bệnh có thể được nuôi dưỡng trong môi trường nuôi cấy rồi sau đó đưa trở lại cơ thể bệnh nhân. Sử dụng chính tế bào gốc trưởng thành của người bệnh có nghĩa là tế bào đó sẽ không bị hệ miễn dịch thải loại.
Cơ chế thực hiện :
1. Tế bào da được lấy từ phần bụng của bệnh nhân
2. Nhân của TB người bệnh được cấy vào TB trứng đã tách nhân và chưa thụ tinh.
3. TB trứng sinh sản, và tạo nên các TB gốc.
4. Các TB gốc được chuyển sang một đĩa nuôi cấy khác nhau để biệt hóa thành các loại TB mong muốn
5. Các TB được tiêm vào cho bệnh nhân để điều trị bệnh. Cơ thể người bệnh sẽ không đào thải các TB này vì chúng chứa DNA của chính bệnh nhân đó.
Điều này có lợi ích rất lớn, vì hiện tượng không thích ứng về miễn dịch chính là một vấn đề nan giải chỉ có thể giải quyết bằng dược phẩm ngăn chặn miễn dịch.”
V - Khó Khăn :
Việc nghiên cứu tế bào gốc hứa hẹn nhiều thành công với những ứng dụng lớn đối với con người tuy nhiên vẫn còn tồn tại rất nhiều khó khăn trong nghiên cứu.
Về mặt xã hội việc nghiên cứ tế bào gốc còn chịu sự chi phối của vấn đề đạo đức xã hội,người ta không chấp nhận các nhà khoa học lấy tế bào gốc từ phôi người vì đó là một sinh mạng chưa tượng hình.
Tuy vậy điều quan trọng ở đây là việc nhận diện và biệt lập tế bào gốc cần rất nhiều nghiên cứu chưa kể đến việc tạo môi trường biệt hoá, cấy ghép là một điều vô cùng khó khăn.cơ thể chúng ta có cơ chế đào thải những vật chất di truyền lạ vào cơ thể vì vậy khi cấy ghép tế bào hay cơ quan điều gặp trở ngại trong việc giữ cho nó hoạt động được trong cơ thể sinh vật được cấy ghép.
Nhìn chung việc nghiên cứu tế bào gốc chỉ bước đầu phát triển, thanh tựu không nhiều nhưng tiêm năng của các nghiên cứu này có hy vọng rất lớn giúp giải quyết các vấn đề nan giải trong lĩnh vực y học và có thể ở nhiều lĩnh vực khác trong tương lai.
Một số lo ngại có thể xảy ra khi sử dụng TB gốc:
Sử dụng TBG trong điều trị bệnh có thể là nguyên nhân dẫn đến ung thư TBG.
TB gốc có thể là nguyên nhân sản sinh đơn tính các khuyết tật.
Các sản phẩm có nguồn gốc từ TBG thường có tuổi thọ không cao.
Một số động vật được nhân bản vô tính đã mắc phải khá nhiều bệnh : phát phì, tiểu đường, hen suyễn, xơ gan, khuyết tật tim và thận…
Tài Liệu Tham Khảo
Sách mô học ( GS.TS Nguyễn Thị Lang )
http://www.khoahoc.com.vn/
http://giaoan.violet.vn/
The End