Công nghệ tế bào gốc

BÀI THUYẾT TRÌNH MÔN SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

TẾ BÀO GỐC
ỨNG DỤNG VÀ TRIỂN VỌNG
TB GỐC LÀ GÌ?
Là những TB nguyên thuỷ chƯa biệt hoá, có khả năng tự duy trì và tự tái sinh vô hạn.
Trong những điều kiện thích hợp, chúng có thể biệt hoá thành các kiểu TB chức năng trong cơ thể như TB cơ tim, TB da, TB não, TB sinh dục…
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
Vào đầu những năm 1990, giới khoa học Châu Âu nhận ra rằng mọi TB máu bắt nguồn từ một TB nguyên thuỷ đặc thù => TB gốc.
1940, các nhà nghiên cứu phát hiện các dòng TB gốc phôi ở chuột có tiềm năng sinh sản và phát triển không giới hạn => TB cơ, gan, xương…
1981, Gail Martin – ĐH California, San Francisco và Martin Evans – ĐH Cambridge, lần đầu tiên tách được TB gốc từ phôi chuột.
1997, nhóm Ian Wilnust công bố nhân bản thành công ĐV có vú đầu tiên => cừu Dolly => là cột móc cho nghiên cứu TB gốc.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
1998, Jame.Thomson, Madison và John Gearhart ( Mỹ ) nuôi cấy thành công TB gốc người.
1999 – 2000, các nhà khoa học phát hiện việc điều khiển các mô của chuột trưởng thành có thể khiến chúng cung cấp những loại TB nhầt định:
+ Một số TB gốc của tuỷ xương có thể biến thành các TBTK hoặc gan.
+ TB gốc trong não dường như có khả năng hình thành nên các loại TB khác.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
2001, các nhà khoa học tại Advanced Cell Technology đã nhân bản phôi người thành công đầu tiên ( giai đoạn 4-6 TB ) nhằm khai thác TB gốc phôi.
2005, các nhà nghiên cứu ở ĐH Kingston ( Anh ) đã tuyên bố phát hiện một loại TB gốc giống TB gốc phôi được thu nhận trong máu cuống rốn.
=> biệt hoá thành các TB trưởng thành.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
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.
=> một kĩ thuật ưu việt – “định hướng gene” ở chuột ( gene targeting ) được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của y sinh học.
=> tạo ra hầu hết các loại biến đổi AND ở hệ gene chuột => cho phép các nhà khoa học xác định vai trò của từng gene riêng lẻ đối với bệnh tật và sức khoẻ.
LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU TB GỐC
TẾ BÀO GỐC PHÂN LẬP TỪ ĐÂU ?
Tế bào gốc phân lập từ nhiều nguồn :
Phôi thai : Phôi nuôi cấy, mô trong bào thai, phôi thai còn thừa trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF).
Mô trưởng thành : tuỷ xương, máu ngoại vi, máu cuống rốn, da.
=> Có 2 loại chính TBG phôi
TBG trưởng thành
PHÂN LOẠI TẾ BÀO GỐC
 Có 2 loại chính TBG phôi
TBG trưởng thành
 Có thể phân loại TBG theo tiềm năng biệt hoá hoặc vị trí thu nhận.
PHÂN LOẠI TBG THEO TIỀM NĂNG BIỆT HOÁ
TBG TOÀN NĂNG VÀ TBG ĐA NĂNG
PHÂN LOẠI TBG THEO VỊ TRÍ THU NHẬN
Hợp tử
8 – 16 TB phôi dâu
Phôi nang
MULTIPOTENT STEM CELLS
Cơ vân
Biểu mô
TB cơ tim
TB mỡ
Mạch máu
Tuỷ xương
Não
Gan
TB tuỷ xương
NHỮNG ĐỊNH NGHĨA

TBG phôi ( Embryonic stem cell – ES)
- Được thu nhận từ phôi giai đoạn blastocyst.
- Là khối TB bên trong của blastocyst = lớp sinh khối bên trong ( ICM –iner mass cell), sẽ biệt hoá thành tất cả các TB trong cơ thể.
TBG phôi chuột được nhuộm màu huỳnh quang
NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
TBG sinh dục – Tế Bào Mầm (Embryonic germ cell – EG):
- Là TBG được thu nhận từ rãnh sinh dục, vị trí tiền thân của cơ quan sinh dục sau này.
- Sẽ biệt hóa thành các tế bào sinh dục.
Tế bào gốc phôi (ES) được thu nhận từ lớp ICM của phôi nang sẽ biệt hóa thành các loại tế bào khác.
TBG trưởng thành (Adult stem cell – AS)
Chỉ chung những loại tế bào chưa chuyên hóa, được tìm thấy trong những mô của cơ thể trưởng thành ở động vật hoặc ở người sau khi sinh.
Có thể tự đổi mới và biệt hóa thành những tế bào chuyên biệt theo nguồn gốc của nó.
TBG ung thư phôi (Embryonic carcinoma- EC)
Là các tế bào thu nhận từ khối u tinh hoàn hay buồng trứng chuột.
Được tạo ra từ các tế bào mầm EG.
Cũng có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau trong các mô cơ thể.
SO SÁNH TẾ BÀO MẦM VÀ TẾ BÀO GỐC PHÔI
TRIỂN VỌNG KHẢ NĂNG KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA TBG
Nghiên cứu TBG hứa hẹn nhiều ứng dụng trong tương lai:
TBG phôi (ES):
1. Cấy ghép tế bào, mô cơ quan → chữa một số bệnh:
Bệnh Parkinson, tiểu đường, loạn dưỡng cơ Duchenne, thoái hóa thần kinh, tim, tạo xương……..
Trước khi cấy ghép, các tế bào ES phải được điều khiển để có thể biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt.
Hạn chế: chỉ có 1 số PTN được phép thực hiện.
2. Liệu pháp tế bào:
Chuyên nhân tế bào sinh dưỡng của cơ thể “ cho nhân ” vào Tb trứng loại bỏ nhân.
Tế bào được tạo ra sẽ phát triển thành phôi mới.
Ở giai đoạn Blastocyst, các TBG của lớp ICM được thu nhận và được sử dụng cho trị liệu → đưa y học lên tầm cao mới.

3. Trong nghiên cứu:
Nghiên cứu tìm hiểu quá trình, thời điểm định hướng biệt hóa của TB thành những dòng TB chính của cơ thể → định hướng các bộ phận thô sơ của các mô, cơ quan → các loại TB chuyên hóa → cơ thể.
=> Thúc đẩy nhanh việc nghiên cứu các bệnh.


TBG trưởng thành (AS)
Vai trò chính: Duy trì và sửa chữa mô.
Có thể ứng dụng trong cấy ghép trị liệu.
VD: Ghép TBG tạo máu chữa các bệnh suy thoái hệ thống tạo máu.
Nuôi TBG thực hiện dễ dàng hơn nuôi cấy mô tế bào động vật, thu được nhiều dòng TBG của các mô khác nhau.
Cấy ghép mô ở người sẽ dễ thực hiện nhờ TBG được điều khiển để phát triển thành cơ quan mong muốn.
Nhân bản vô tính sẽ thực hiện dễ dàng với nhân của TBG.
==> Sự kết hợp kỹ thuật TBG với các lĩnh vực khác sẽ tạo nhiều bước đột phá mới trong lĩnh vực công nghệ sinh học động vật.
Đáp ứng chính xác đặc hiệu miễn dich của từng cá thể nhờ nguồn TBG của chính mình (my stem cell) → liệu pháp tế bào.
Xương sụn
Chất nền
Xương
Mỡ
Gân và dây chằng
Sự phân phối gen
Cơ tim
Hoá dược
MỘT SỐ ỨNG DỤNG ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC
Về liệu pháp TB
* Nhân bản vô tính cừu DOLLY.
- Một thành tựu khoa học gây tiếng vang lớn vào cuối TK 20.
- Ngày 5/7/1996 cừu Dolly ra đời là kết quả công trình tạo dòng đầu tiên của Wilmut, Keith Campbell.
- Cừu Dolly là ĐV có vú đầu tiên được nhân bản từ TB soma ( TB tuyến vú) của cơ thể trưởng thành.
- Cho thấy sự thành công về kỹ thuật dung hợp TB nhờ “ nhân cho” đã được làm dừng ở Go.
Tách TB tuyến vú ra khỏi cừu mẹ
TB tuyến vú (cho nhân)
Dung hợp 2 TB bằng xung điện
TB hợp nhất (277)
Trứng ở kì giữa II
Hút nhân ra khỏi TB ( cho TBC)
Phân chia bình thường
Đưa phôi vào tử cung cừu đầu đen “mang thai hộ” (13)
Phôi ( ở gđ phôi nang) (29)
Phôi phát triển bình thường => cừu con Dolly
Cừu con nhân bản vô tính
Nuôi cấy
Nuôi 6 ngày trong MT nghèo dd => G0
Cừu mẹ 6 năm tuổi, đầu trắng. Mang thai 3 tháng cuối thai kỳ
Cừu cái đầu đen trưởng thành, chưa thụ tinh
Là phôi duy nhất phát triển thành thai
QUY TRÌNH TẠO DÒNG CỪU DOLLY
(247)
(1)
MỘT SỐ SỰ KIỆN ĐẶC BIỆT TIẾP SAU CỪU DOLLY
Ở nước ngoài:
1998, Dolly giao phối với David ( xứ Wales ) – theo tạp chí Science News.
=> 13/04/1998 sinh một cừu cái Bonnie.
=> 24/03/1999, Dolly tiếp tục sinh thêm hai cừu đực và một cừu cái khoẻ mạnh.
2001, phôi người đầu tiên được tạo dòng ( gđ 4-6TB ) bởi Cty Advanced Cell Technology ( Mỹ ).
14/02/2003, Dolly chết vì bệnh viêm phổi.
2004, một con chuột Ralph được tạo dòng từ nhân TBTK khứu giác.
2005, Hwang Woo Suk tạo một dòng cho Suppy lông vàng từ TB tai của một con chó săn đực ba tuổi…
Ở Việt Nam:
MỘT SỐ SỰ KIỆN ĐẶC BIỆT TIẾP SAU CỪU DOLLY
Tạo tinh trùng từ tế bào gốc
[14/05/2009 - Sinh học Việt Nam]
Các kỹ thuật viên tiến hành thí nghiệm tại phòng thí nghiệm tế bào gốc thuộc ĐH Khoa học Tự nhiên TP HCM.
Các nhà khoa học thuộc ĐH Khoa học tự nhiên TP HCM đã thành công trong việc nuôi cấy tế bào mầm tinh trùng của chuột thành tinh trùng mở ra triển vọng điều trị vô sinh ở nam giới.
Công trình nói trên do các nhà khoa học Phan Kim Ngọc, Phạm Văn Phúc, Trương Định và Huỳnh Thị Lệ Duyên thực hiện.
THE END