Tế bào gốc đa năng là gì? Các ứng dụng trong y học hiện đại

Dựa theo tiềm năng biệt hóa, tế bào gốc được chia thành nhiều loại, trong đó nhóm tế bào gốc đa năng có nhiều đặc điểm và ứng dụng phù hợp nghiên cứu điều trị bệnh. Mặc dù không thể tạo thành một cơ thể hoàn chỉnh như tế bào gốc toàn năng nhưng chúng vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc sửa chữa, duy trì mô và cơ quan. Ở bài viết này, hãy cùng Mescells tìm hiểu chi tiết về tế bào gốc đa năng.

1. Tế bào gốc đa năng là gì?

Tế bào gốc đa năng (Multipotent stem cells) là loại tế bào có khả năng tự tái tạo và biệt hóa thành nhiều loại tế bào chuyên biệt khác nhau, nhưng chỉ giới hạn trong một dòng tế bào cụ thể (ví dụ: tế bào gốc tạo máu có thể biệt hóa thành các loại tế bào máu).

Chúng được tìm thấy trong nhiều mô khác nhau (tủy xương, mô mỡ), đóng vai trò quan trọng trong việc sửa chữa và tái tạo mô, từ đó ứng dụng trong điều trị nhiều bệnh lý như rối loạn tự miễn dịch, gãy xương, chấn thương cột sống, tủy sống và viêm khớp dạng thấp.

Tế bào gốc đa năng xuất hiện ở nhiều mô khác nhau

2. Đặc điểm nổi bật của tế bào gốc đa năng

Tương tự như các loại tế bào gốc khác, tế bào gốc đa năng có hai đặc điểm chính, bao gồm:

2.1. Tự làm mới

Một đặc điểm quan trọng của chúng là khả năng tự làm mới (tự tái tạo). Điều này có nghĩa là các tế bào đa năng có thể duy trì số lượng của mình, cung cấp nguồn cung ổn định để sửa chữa và giữ cho các mô khỏe mạnh. Quá trình tự tái tạo được điều chỉnh chặt chẽ bởi chính tế bào và các tín hiệu từ môi trường xung quanh.

2.2. Biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt

Không giống như tế bào gốc vạn năng có thể tạo ra tất cả các loại tế bào trong cơ thể, tế bào gốc đa năng bị hạn chế về dòng dõi và chỉ có thể biệt hóa thành một số loại tế bào nhất định thuộc một dòng dõi cụ thể (ví dụ: dòng máu, dòng trung mô, dòng thần kinh). Sự hạn chế này bị ảnh hưởng bởi môi trường vi mô hoặc ổ sinh thái mà các tế bào này cư trú.

Trong một số trường hợp nhất định, tế bào gốc đa năng vẫn có khả năng chuyển đổi giữa các loại tế bào trong cùng một hệ thống. Ví dụ, tế bào gốc máu đa năng có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào máu khác nhau như tế bào lympho, tế bào đơn nhân, tế bào bạch cầu trung tính… (theo Idris Zubairu Sadiq, 2025)

Khả năng biệt hóa của tế bào gốc đa năng

3. Cơ chế hoạt động của tế bào gốc đa năng

Về bản chất, tế bào gốc đa năng hoạt động như “bộ dụng cụ sửa chữa”, vừa cung cấp một số bộ phận thay thế (phân hóa) và quan trọng hơn, bằng cách giải phóng các phân tử tín hiệu mạnh mẽ và các chất điều hòa miễn dịch giúp điều phối các quá trình tự sửa chữa của cơ thể. Chúng hoạt động bằng nhiều cơ chế khác nhau.

3.1. Phân chia bất đối xứng và biệt hóa

Khi nhận tín hiệu tổn thương, tế bào thực hiện phân chia bất đối xứng: một tế bào con giữ vai trò dự trữ, tế bào còn lại trở thành tế bào tiền thân và biệt hóa thành tế bào chức năng (xương, sụn, máu…) để bù đắp vào vị trí thiếu hụt.

3.2. Tiết ra các hoạt chất sinh học

• Các yếu tố tăng trưởng và cytokine: Tiết ra các phân tử thúc đẩy sự tăng sinh tế bào, di chuyển, hình thành mạch máu mới (tạo mạch) và giảm sự chết tế bào theo chương trình (chống apoptosis).
• Exosome và MicroRNA: Giải phóng các túi nhỏ (exosome) chứa protein, mRNA và miRNA, tác động trực tiếp đến biểu hiện gen và chức năng của tế bào nhận, thúc đẩy quá trình sửa chữa.

3.3. Điều hòa miễn dịch

Tế bào gốc (đặc biệt là MSC) tương tác trực tiếp với tế bào T, tế bào B và đại thực bào để làm giảm phản ứng viêm quá mức, đặc biệt quan trọng trong điều trị các bệnh tự miễn và ngăn ngừa thải ghép.

Các tế bào gốc đa năng cũng giúp chuyển đổi trạng thái viêm (pro-inflammatory) sang trạng thái kháng viêm (anti-inflammatory) bằng cách sản xuất các yếu tố như IL-10, kích hoạt tế bào T điều hòa (Tregs).

3.4. Chuyển giao ty thể

Tế bào gốc đa năng có thể vận chuyển ty thể và các chất có lợi khác thông qua các ống nano (TNT) hoặc các túi ngoại bào (EV) đến các tế bào bị tổn thương, trực tiếp hỗ trợ quá trình phục hồi.

Các nhà khoa học cho rằng MSC có thể chuyển giao ty thể cho một số loại tế bào khác nhau, bao gồm tế bào biểu mô, tế bào nội mô và tế bào cơ tim. Quá trình này đặc biệt rõ rệt khi các tế bào đích tiềm năng bị tổn thương hoặc chịu áp lực. Ví dụ, MSC đã được chứng minh là có thể ngăn ngừa chết tế bào theo chương trình (apoptosis) ở tế bào nội mô bằng cách chuyển ty thể trong quá trình căng thẳng thiếu oxy/thiếu máu cục bộ (theo Jeffrey L. Spees, 2016).

Tế bào gốc đa năng hoạt động một phần thông qua các hoạt chất sinh học

4. Công dụng của tế bào gốc đa năng

Nhờ khả năng tự tái tạo và biệt hóa thành loại tế bào mong muốn trong giới hạn hệ cơ quan, nhóm tế bào gốc đa có nhiều ứng dụng quan trọng:

• Tái tạo mô và sửa chữa tổn thương: Góp phần trực tiếp vào việc tái tạo các mô bị tổn thương và thúc đẩy sự phát triển của các tế bào tại chỗ trong cơ xương khớp, cơ tim, da và thần kinh.
• Điều trị các bệnh lý huyết học: Tế bào gốc tạo máu (HSC) giúp tái thiết lập hệ thống máu và miễn dịch cho bệnh nhân ung thư máu hoặc suy tủy.
• Kiểm soát viêm và bệnh tự miễn: Ức chế phản ứng tự miễn trong các bệnh như Lupus ban đỏ, viêm khớp dạng thấp và ngăn chặn hiện tượng thải ghép sau cấy ghép nội tạng.
• Kích thích chữa lành vết thương mạn tính: Thúc đẩy hình thành mạch máu (angiogenesis) giúp các vết thương khó lành (do đái tháo đường, bỏng) phục hồi nhanh hơn.
• Bảo vệ tế bào (Cytoprotection): Ngăn chặn quá trình chết tế bào hàng loạt sau các biến cố cấp tính như nhồi máu cơ tim hoặc đột quỵ nhờ vào việc cung cấp năng lượng và các yếu tố chống oxy hóa.

Tác dụng của tế bào gốc đa năng

Tế bào gốc đa năng là nguồn tài nguyên quý giá cho y học tái tạo, mang lại tiềm năng điều trị nhiều loại bệnh lý khác nhau. Khả năng biệt hóa đặc biệt của chúng, kết hợp với những tiến bộ trong sinh học tế bào và kỹ thuật mô, đã mở ra những hướng đi mới cho các can thiệp điều trị. Tuy nhiên, những thách thức như phản ứng đào thải miễn dịch, các vấn đề đạo đức và tối ưu hóa quy trình biệt hóa vẫn cần được giải quyết. Trong tương lai, việc ứng dụng chúng vào lâm sàng hứa hẹn sẽ làm thay đổi diện mạo của ngành chăm sóc sức khỏe và mở ra một kỷ nguyên mới của các phương pháp điều trị cá nhân hóa.