Tế bào gốc phôi là gì? Đặc điểm và tiềm năng ứng dụng

Việc phát hiện ra các loại tế bào gốc là một thành tựu đáng kinh ngạc của y học trong vòng một thế kỷ qua. Trong đó, tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells) được xem là nguồn tế bào nhiều tiềm năng nhất. Tuy nhiên, việc sử dụng tế bào gốc phôi cũng đặt ra không ít lo ngại về vấn đề đạo đức. Vậy tế bào gốc phôi là gì, có đặc tính và tiềm năng ứng dụng ra sao? Hãy cùng Mescells tìm hiểu rõ hơn trong bài viết sau đây.

1. Tế bào gốc phôi là gì?

Tế bào gốc phôi (ESC) được tìm thấy từ khối tế bào bên trong phôi nang người, ở độ tuổi trong khoảng ngày thứ 4 đến ngày thứ 7 ngày sau khi thụ tinh. (Theo Stem Cells and the Future of Regenerative Medicine Book).

Tế bào gốc phôi có khả năng phân chia và phát triển thành mọi tế bào gốc khác trong cơ thể, kể cả tế bào nhau thai. Các tế bào gốc này tiếp tục biệt hóa thành các tế bào khác như: tế bào gan, tế bào da, tế bào tóc… từ đó hoàn thiện các bộ phận của cơ thể con người.

Quá trình hình thành tế bào gốc phôi

2. Đặc điểm nổi bật của tế bào gốc phôi

Loại tế bào này có một số đặc điểm chính như sau:

2.1. Đa tiềm năng

Tế bào gốc phôi có thể phát triển thành bất kỳ loại tế bào nào trong số hơn 200 loại tế bào có trong cơ thể, mang lại tiềm năng cho nhiều ứng dụng điều trị (Theo National Library of Medicine, 2014). Tuy nhiên, khoảng một tuần sau thụ tinh, khả năng này dần suy giảm khi các tế bào bắt đầu biệt hóa thành các mô và cơ quan khác nhau. Quá trình thu thập tế bào này để nuôi cấy thường diễn ra khi phôi phát triển từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5, muộn nhất là vào ngày thứ 7 sau thụ tinh.

2.2. Tự đổi mới và sửa chữa

Loại tế bào này có khả năng tự tái tạo vô hạn, duy trì trạng thái chưa biệt hóa qua nhiều lần phân chia tế bào, đóng vai trò quan trọng trong việc sửa chữa và tái tạo các mô hoặc cơ quan bị tổn thương.

Đặc tính này đảm bảo nguồn cung cấp tế bào gốc ổn định cho các nghiên cứu và ứng dụng điều trị lâu dài. Khi cơ thể gặp tổn hại mà các mô hoặc cơ quan không thể tự phục hồi, tế bào gốc phôi có thể biệt hóa thành các loại tế bào cụ thể, hỗ trợ hiệu quả cho quá trình phục hồi và tái tạo.

2.3. Đặc tính phát triển

Chúng có thể tạo ra bất kỳ loại tế bào nào, điều mà tế bào gốc trưởng thành không làm được. Nhờ đặc tính này, các nhà khoa học có thể nghiên cứu sâu hơn và phát triển các phương pháp điều trị mới cho nhiều bệnh lý khác nhau.

Thu thập và nuôi cấy tế bào gốc phôi

3. Tiềm năng ứng dụng trong y học

Nhờ những đặc điểm nổi bật, tế bào gốc phôi trở thành công cụ quý giá trong nghiên cứu và ứng dụng y học.

3.1. Sửa chữa, thay thế những cơ quan bị tổn thương

Nhờ vào khả năng biệt hóa và tái tạo vô hạn, tế bào gốc phôi có khả năng tạo ra các loại tế bào và mô khác nhau, cho phép chúng thay thế các cơ quan và mô bị tổn thương. Các nhà khoa học đặt ra hy vọng có thể sử dụng tế bào gốc để tạo ra mô mới rồi cấy ghép vào cơ thể để thay thế các phần bị hư hỏng.

Ví dụ, loại tế bào này có thể được ứng dụng để tái tạo tế bào tim bị tổn thương sau khi bệnh nhân bị nhồi máu cơ tim, hoặc thay thế tế bào gan bị tổn hại trong trường hợp xơ gan.

3.2. Nghiên cứu và thử nghiệm các loại thuốc mới

Tế bào gốc phôi được sử dụng để tạo ra các mô và tế bào đặc thù dùng trong thử nghiệm các loại thuốc và liệu pháp mới, giúp đánh giá hiệu quả và an toàn của thuốc trước khi đưa vào thử nghiệm lâm sàng trên người. Sử dụng tế bào gốc phôi trong nghiên cứu thuốc giúp giảm thiểu các rủi ro và chi phí, đồng thời tăng cường khả năng phát hiện các phản ứng phụ tiềm tàng sớm hơn.

3.3. Phục vụ nghiên cứu khoa học

Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học sử dụng tế bào gốc phôi người để tạo ra các tế bào chuyên biệt như tế bào thần kinh hoặc tế bào tim. Nhờ đó, họ có thể tiếp cận các tế bào người trưởng thành mà không cần lấy mô từ bệnh nhân.

Các tế bào gốc phôi được tạo ra bằng phương pháp chuyển nhân tế bào sinh dưỡng có thể được sử dụng để nghiên cứu bệnh học trên từng cá thể, tìm hiểu nguyên nhân gây bệnh, hỗ trợ chẩn đoán và xác định phương pháp điều trị. Điều này mang lại rất nhiều lợi ích cho các bác sĩ và bệnh nhân.

Tế bào gốc phôi với nhiều tiềm năng ứng dụng trong y học

4. Những thách thức khi áp dụng kỹ thuật tế bào gốc phôi

4.1. Khó khăn trong phân lập, nuôi cấy và nghiên cứu

Việc duy trì tế bào gốc phôi người (hESC) đòi hỏi các điều kiện nuôi cấy chính xác, bao gồm môi trường không có tế bào hỗ trợ và không có huyết thanh, để đảm bảo khả năng đa tiềm năng và tự tái tạo của chúng.

Trong bất kỳ liệu pháp dựa trên tế bào nào, việc thu được quần thể tế bào càng đồng nhất càng tốt là rất quan trọng. Một trong những mối lo ngại lớn nhất là các tế bào ESC chưa biệt hóa sẽ tồn tại trong môi trường nuôi cấy đang biệt hóa và sau đó hình thành khối u sau khi cấy ghép (theo National Library of Medicine, 2011).

Các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, chẳng hạn như phân tích nhiễm sắc thể và xét nghiệm khả năng sinh miễn dịch, là rất cần thiết để đảm bảo tính khả thi về mặt trị liệu.

4.2. Khó khăn trong cấy ghép

Những đặc tính của tế bào gốc phôi mở ra nhiều cơ hội trong điều trị bệnh, nhưng đi kèm với một số rủi ro cần được giải quyết khi thực hiện cấy ghép.

• Khả năng sinh sản vô hạn của tế bào ESC mang theo nguy cơ tăng trưởng không kiểm soát của tế bào sau khi cấy ghép.
• Tiềm ẩn nguy cơ gây ung thư vì có khả năng hình thành khối u.
• Khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau có nghĩa là chúng thường trở thành nhiều loại tế bào khác nhau – một thách thức đáng kể khi liệu pháp đề xuất chỉ cần một loại tế bào cụ thể.
• Các tế bào có nguồn gốc từ tế bào gốc phôi được cấy ghép có thể phản ứng với môi trường vật chủ theo nhiều cách. Chúng có thể trải qua một hoặc nhiều lần phân chia, di chuyển ra khỏi vị trí tiêm, hoặc thậm chí thể hiện tính dẻo dai cho phép chúng trở thành một loại tế bào hoàn toàn khác.
• Các tế bào được cấy ghép có thể tiết ra các yếu tố tăng trưởng hoặc yếu tố bất lợi cho vật chủ (theo National Library of Medicine, 2011).
• Thải ghép là một trở ngại nghiêm trọng đối với việc cấy ghép thành công tế bào gốc và các mô có nguồn gốc từ chúng. Hiện vẫn có nhiều nghiên cứu và thảo luận xung quanh vấn đề này.

4.3. Tranh cãi đạo đức

“Nguồn cung” của tế bào gốc phôi trong nghiên cứu lại chính là vấn đề gây cản trở và tranh luận. Theo đó, có 3 nguồn chính để lấy tế bào gốc từ phôi thai, bao gồm:

• Các phôi thai dư thừa sau khi thụ tinh trong ống nghiệm (IVF)
• Các phôi thai được tạo ra trong phòng thí nghiệm do tinh trùng và trứng hiến tặng
• Các phôi thai được tạo ra bởi kỹ thuật chuyển nhân tế bào sinh dưỡng (SCNT)

Nhiều người đặt câu hỏi về việc liệu việc tiêu hủy phôi để thu thập tế bào gốc có vi phạm quyền và phẩm giá của sự sống hay không. Đây là một vấn đề nhạy cảm, đặc biệt là trong bối cảnh có những quan điểm khác nhau về sự sống và quyền con người.

Nuôi cấy tế bào ESC trong phòng thí nghiệm đòi hỏi các điều kiện gắt gao

Nhìn chung, tế bào gốc phôi đã góp phần tạo nên những đột phá quan trọng trong nghiên cứu và điều trị nhiều bệnh lý nghiêm trọng. Tuy nhiên các tranh luận xung quanh việc sử dụng tế bào gốc phôi vẫn phức tạp và đòi hỏi sự cân nhắc thận trọng từ các bên liên quan để có những định hướng phù hợp hơn cho tương lai. Nhờ đó, người bệnh sớm được tiếp cận những thành y học tựu tiên tiến và chất lượng cuộc sống sẽ được nâng cao hơn nữa.