Phân biệt tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi

Trong lĩnh vực y học tái tạo, hai loại tế bào được nghiên cứu nhiều nhất là tế bào gốc trung mô (MSC) và tế bào gốc phôi (ESC). Mặc dù cả hai đều mang những đặc tính cơ bản của một tế bào gốc, nhưng bản chất sinh học, nguồn gốc, tiềm năng điều trị và những thách thức đi kèm lại khác nhau. Thông qua bài viết sau đây, Mescells sẽ trình bày rõ hơn về sự khác biệt giữa hai loại tế bào này để có những đánh giá đúng về tiềm năng và giới hạn của từng hướng điều trị trong y học tái tạo.

1. Tế bào gốc trung mô (MSC) là gì?

Tế bào gốc trung mô (Mesenchymal Stem Cells – MSC) là loại tế bào gốc trưởng thành, được tìm thấy trong nhiều mô của cơ thể người. Chúng có tiềm năng biệt hóa hạn chế, chủ yếu thành xương, sụn và mỡ, nhưng an toàn, dễ thu thập, ít gây đào thải và có tính ứng dụng lâm sàng cao.

1.1. Nguồn gốc trong cơ thể

Tế bào gốc trung mô được thu thập từ các nguồn sau:

• Tủy xương: Nguồn tế bào gốc trung mô truyền thống, được nghiên cứu nhiều nhất sau khi Alexander Friedenstein phát hiện vào năm 1968 và công bố rộng rãi vào năm 1970. Tế bào này được thu thập bằng cách chọc hút tủy xương từ mào chậu.
• Mô mỡ: Nguồn tế bào gốc dồi dào với số lượng lớn hơn từ 100-500 lần so với MSC từ tủy xương, được thu thập bằng phương pháp chọc hút mỡ dưới da.
• Mô dây rốn/Máu cuống rốn:  Được thu thập ngay sau khi sinh, không gây ảnh hưởng đến mẹ hoặc bé. UC-MSC có hoạt tính mạnh hơn, ít bị lão hóa hơn và khả năng điều hòa miễn dịch cao hơn BM-MSC. Phần UC-MSC thu thập từ mô dây rốn (phần thạch Wharton-Jelly) đang được quan tâm và ứng dụng nhiều hơn hết.
• Nhau thai, màng ối, bánh rau: Các nguồn giàu MSC, không gây tranh cãi về đạo đức do được thu thập sau khi người mẹ sinh con.
• Màng hoạt dịch khớp, tủy răng, da: Các nguồn MSC chuyên biệt đang được nghiên cứu cho các ứng dụng cụ thể.

1.2. Tiêu chí nhận dạng tế bào gốc trung mô theo ISCT

Năm 2006, Hiệp hội Quốc tế về Liệu pháp Tế bào và Gen (International Society for Cellular Therapy – ISCT) đã đề xuất ba tiêu chí tối thiểu để định nghĩa MSC (theo M. Dominici, 2006):

• Khả năng bám dính nhựa: Khi nuôi cấy trong điều kiện tiêu chuẩn, MSC phải bám dính vào bề mặt nhựa của đĩa nuôi cấy.
• Marker bề mặt: Dương tính với CD73, CD90, CD105 (≥95%); âm tính với CD45, CD34, CD14, CD11b, CD79α, CD19 và HLA-DR (≤2%).
• Khả năng biệt hóa ba chiều: Có thể biệt hóa thành tế bào xương (osteoblast), tế bào sụn (chondrocyte) và tế bào mỡ (adipocyte) trong điều kiện in vitro.

Ba tiêu chí tối thiểu để nhận dạng tế bào gốc trung mô

1.3. Đặc điểm nổi bật của tế bào gốc trung mô

Khả năng tự làm mới và tăng sinh: Tế bào gốc trung mô có khả năng phân chia liên tục để tạo ra các tế bào con giống hệt tế bào mẹ mà không làm mất đi các đặc tính ban đầu. Chúng cũng dễ dàng được nuôi cấy và nhân lên số lượng lớn trong môi trường phòng thí nghiệm.

Đa tiềm năng có giới hạn: Trong điều kiện sinh lý thông thường, MSC chủ yếu biệt hóa thành các tế bào thuộc lá phôi trung bì. Khả năng biệt hóa chéo dòng thành tế bào thần kinh hay tế bào gan đã được ghi nhận trong điều kiện in vitro với các tác nhân cảm ứng đặc biệt, nhưng hiệu quả còn hạn chế và chưa ổn định đủ để ứng dụng lâm sàng rộng rãi

Điều hòa miễn dịch mạnh mẽ: MSC tiết PGE2, IDO, TSG-6, IL-10 và TGF-β là các yếu tố ức chế tế bào T và B tự phản ứng, tăng cường tế bào Tregs. Đây là đặc điểm quan trọng nhất giúp MSC phát huy hiệu quả trong điều trị các bệnh tự miễn.

Tính miễn dịch thấp: Trong điều kiện bình thường, MSC biểu hiện MHC-I ở mức thấp và không biểu hiện MHC-II. Mức MHC-I thấp vẫn đủ bảo vệ MSC khỏi tế bào NK, trong khi sự vắng mặt của MHC-II giúp chúng né tránh tế bào T CD4+. Nhờ đó, MSC phù hợp cho ghép đồng loài mà không cần khớp HLA chặt chẽ như ghép tạng thông thường. Tuy nhiên, trong môi trường viêm in vivo, MSC có thể bị cảm ứng biểu hiện MHC-II, làm tăng nguy cơ bị đào thải — một thách thức chưa được giải quyết hoàn toàn trong lâm sàng.

Cơ chế cận tiết: MSC tiết ra exosome (túi ngoại bào) và cytokine tác động lên các tế bào xung quanh, kích thích hình thành mạch máu và điều hòa phản ứng viêm.

Tế bào gốc trung mô mang đặc tính đa năng hạn chế 

2. Tế bào gốc phôi là gì?

Tế bào gốc phôi (Embryonic Stem Cells – ESC) là những tế bào gốc nằm trong phôi nang ở giai đoạn 5-7 ngày sau thụ tinh, được chiết xuất và mang đi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Ở điều kiện thích hợp, tế bào gốc phôi có khả năng sinh sản vô hạn, nhưng vì phải thu nhận từ phôi ở giai đoạn rất sớm nên quá trình này làm phôi không thể phát triển tự nhiên.

2.1. Đặc điểm của tế bào gốc phôi

Khả năng tự đổi mới vô hạn

Trong môi trường phòng thí nghiệm chuyên dụng, tế bào gốc phôi có thể phân chia và nhân lên nhiều lần mà không trải qua quá trình biệt hóa. Điều này cho phép sản xuất liên tục một lượng lớn tế bào gốc giống hệt nhau để phục vụ cho nghiên cứu và ứng dụng trong điều trị.

Tiềm năng biệt hóa 

ESC là tế bào gốc vạn năng (pluripotent), có thể biệt hóa thành hầu hết các loại tế bào trong cơ thể, ngoại trừ các tế bào ngoài phôi như tế bào nhau thai.

Điều này bao gồm:

• Tế bào thần kinh (neuron, astrocyte, oligodendrocyte) – liên quan đến Parkinson, đột quỵ, bệnh đa xơ cứng (Multiple Sclerosis – MS).
• Tế bào beta tụy tiết insulin – liên quan đến đái tháo đường type 1.
• Tế bào cơ tim (cardiomyocyte) – liên quan đến suy tim, nhồi máu cơ tim.
• Tế bào biểu mô võng mạc (RPE) – liên quan đến thoái hóa điểm vàng.
• Tất cả các loại tế bào huyết học – tế bào máu, tế bào miễn dịch.

Marker nhận dạng ESC

ESC được nhận dạng qua một nhóm marker đặc trưng là OCT4, SOX2, NANOG – ba yếu tố phiên mã cốt lõi duy trì tính đa năng; cùng với SSEA-3, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81 trên bề mặt tế bào. Các marker này biến mất khi ESC bắt đầu biệt hóa (theo Wenxiu Zhao, 2012).

Tốc độ phân chia nhanh: So với tế bào gốc trưởng thành (lấy từ các mô sau khi sinh), tế bào gốc phôi sinh sôi và tăng trưởng với tốc độ nhanh hơn nhiều.

Tính chưa chuyên biệt: Tế bào gốc phôi chưa mang bất kỳ hình thái hay chức năng chuyên biệt nào. Khi được định hướng bằng tín hiệu biệt hóa phù hợp, chúng có thể đảm nhận các vai trò tái tạo mô tương ứng.

Tế bào gốc phôi có khả năng biệt hóa thành hầu hết các tế bào trong cơ thể người 

2.2. Tiềm năng và thách thức lớn nhất của ESC

Hình thành khối u: Các tế bào gốc có khả năng tự nhân bản và phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể. Tuy nhiên, đây cũng chính là đặc tính của tế bào ung thư. Khi cấy ghép vào cơ thể, nếu còn sót lại dù chỉ một tế bào gốc chưa biến đổi hoàn chỉnh, nó có thể tiếp tục nhân lên vô hạn. Tế bào này sẽ tự phát triển thành một khối u hỗn hợp chứa nhiều loại mô dị thường (gọi là u quái – teratoma). Vì vậy, việc lọc sạch hoàn toàn các tế bào gốc chưa biến đổi trước khi cấy ghép là bắt buộc. Đây hiện là rào cản an toàn lớn nhất của liệu pháp tế bào gốc.

Vấn đề đạo đức: Để thu thập tế bào gốc phôi cần phải phá hủy phôi người, điều này gây tranh cãi sâu sắc về đạo đức, tôn giáo và pháp lý ở nhiều quốc gia. Một số nước cấm hoàn toàn nghiên cứu ESC trên người.

Thải ghép miễn dịch: Tế bào gốc phôi biểu hiện kháng nguyên bạch cầu người (HLA) đặc trưng. Khi được ghép từ nguồn không tương thích với người bệnh, chúng có thể bị hệ miễn dịch nhận diện là tế bào lạ và bị đào thải, do đó thường cần sử dụng thuốc ức chế miễn dịch để kiểm soát phản ứng này.

3. So sánh tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi

3.1. Điểm giống nhau

Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi đều có một số đặc điểm cơ bản của tế bào gốc như:

• Khả năng tự tái tạo (self-renewal), phân chia để duy trì quần thể tế bào gốc.
• Tiềm năng biệt hóa, tạo ra các loại tế bào chuyên biệt (tuy khác nhau về phạm vi).
• Là đối tượng nghiên cứu tích cực trong y học tái tạo.
• Có thể nuôi cấy và nhân lên trong phòng thí nghiệm để phục vụ nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng.
• Tiết các yếu tố sinh học (cytokine, yếu tố tăng trưởng) ảnh hưởng đến môi trường vi mô xung quanh.

Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi mang nhiều đặc điểm giống và khác nhau

3.2. Điểm khác biệt

Tiêu chí so sánh	Tế bào gốc trung mô (MSC)	Tế bào gốc phôi (ESC)
Nguồn gốc	Tủy xương, mỡ, dây rốn, nhau thai (người sau sinh)	Phôi nang 5-7 ngày
Tiềm năng biệt hóa	Đa tiềm năng (multipotent): xương, sụn, mỡ, cơ, gân (trong 1 số điều kiện nuôi cấy đặc biệt)	Vạn năng (pluripotent): Khoảng hơn 200 loại tế bào
Vấn đề đạo đức	Không cần phá hủy phôi	Cần phá hủy phôi
Nguy cơ thải ghép	Thấp do kháng nguyên HLA-I biểu hiện thấp, không có HLA-II	Cao do kháng nguyên HLA biểu hiện đầy đủ, cần dùng thuốc ức chế miễn dịch
Nguy cơ khối u	Không hình thành khối u	Có thể hình thành khối u nếu chưa biệt hóa hoàn toàn
Tính ổn định di truyền	Ít đột biến trong nuôi cấy ngắn hạn	Có thể bất ổn định sau nhiều thế hệ nuôi cấy kéo dài
Khả năng tự tái tạo	Giới hạn, tùy vào nguồn tế bào và điều kiện nuôi cấy	Gần như vô hạn, có thể duy trì nhiều năm trong điều kiện nuôi cấy
Điều hòa miễn dịch	Rất mạnh, tiết PGE2, IDO, IL-10, TGF-β	Giới hạn do thiếu cơ chế điều hòa miễn dịch đặc hiệu
Phạm vi ứng dụng hiện tại	Bệnh tự miễn, cơ xương khớp, bệnh ghép chống chủ (GVHD), tim mạch, thần kinh	Thoái hóa điểm vàng, Parkinson, đái tháo đường, bệnh lý tủy sống
Thử nghiệm giai đoạn lâm sàng	Phổ biến, đã có hàng trăm thử nghiệm ngẫu nhiên Phase II/III	Hạn chế, chủ yếu là các thử nghiệm Phase I/II
Chi phí sản xuất	Tương đối thấp do có nguồn thu thập dồi dào, quy trình thực hiện đơn giản	Cao do quy trình biệt hóa phức tạp, kiểm soát nghiêm ngặt

Bảng so sánh tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi

Như vậy, tế bào gốc trung mô là lựa chọn an toàn và có sẵn, phù hợp với điều trị lâm sàng hiện tại do không vướng phải rào cản đạo đức, hạn chế hình thành khối u và có thể dùng đồng loài mà không gây phản ứng thải ghép. Ngược lại, tế bào gốc phôi là công cụ nghiên cứu mạnh mẽ nhưng tồn tại nhiều thách thức về vấn đề đạo đức, nguy cơ phát triển khối u và biến chứng thải ghép miễn dịch. Trong thực tế, tế bào gốc phôi đang dần bị thay thế bởi tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC) – có cùng đặc điểm đa tiềm năng nhưng không cần phá hủy phôi để thu thập.

4. Một số nghiên cứu ứng dụng tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi

4.1. Thử nghiệm lâm sàng tế bào gốc trung mô

Ngày nay, xu hướng nghiên cứu biến đổi gen tế bào gốc trung mô (cấy ghép gen ngoại lai hoặc chỉnh sửa bộ gen để đưa thuốc hoặc kháng nguyên tới thẳng vị trí tổn thương) và liệu pháp exosome từ MSC đang gia tăng mạnh mẽ. Nhờ khả năng tự phân hóa, phân lập và nhân lên dễ dàng, cũng như làm giảm phản ứng miễn dịch, tế bào gốc trung mô ngày càng được ứng dụng nhiều hơn trong điều trị bệnh ghép chống chủ (GVHD) và một số bệnh tự miễn như lupus, Crohn. Tiềm năng điều trị lâm sàng của MSC cũng đã được mở rộng sang nhồi máu cơ tim, đột quỵ, bệnh đa xơ cứng, xơ gan, đái tháo đường, bệnh phổi và ung thư (theo Ruiyan Mei, 2024).

Một nghiên cứu đã so sánh tế bào gốc trung mô từ trung bì và ngoại bì về đặc điểm sinh học và khả năng ứng dụng lâm sàng. Kết quả cho thấy tế bào gốc trung mô từ dây rốn (UC-MSC) và từ tủy răng (dental pulp MSC) là hai nguồn nổi bật, với nhiều đặc tính thuận lợi cho điều trị, đặc biệt là khả năng điều hòa miễn dịch và tiềm năng biệt hóa thần kinh cao (theo Zhenning Wang, 2023).

Tế bào gốc trung mô được nghiên cứu ứng dụng trong điều trị bệnh tự miễn

Trong giai đoạn 2024 – 2025, nghiên cứu lâm sàng về tế bào gốc trung mô đang được tiến hành tích cực tại một số lĩnh vực sau:

Điều trị bệnh lý miễn dịch và bệnh tự miễn

• Bệnh ghép chống chủ (GVHD): Ryoncil là thuốc tế bào gốc trung mô đầu tiên được FDA Mỹ cấp phép lưu hành tại Mỹ vào tháng 12/2024 (theo vietnamstemcellnetwork)
• Bệnh tự miễn: Hơn 40 thử nghiệm lâm sàng đang diễn ra trên toàn cầu, cho kết quả Phase II/III tích cực.

Điều trị bệnh lý thần kinh

• Bệnh đa xơ cứng (MS): Thử nghiệm MESEMS (châu Âu) và nhiều thử nghiệm Phase II tại Mỹ, Trung Quốc cho thấy tế bào gốc trung mô an toàn và đã có hiệu quả sơ bộ.
• Chấn thương tủy sống và đột quỵ: Tế bào gốc trung mô cho thấy tiềm năng phục hồi chức năng vận động và tái tạo mô thần kinh bị tổn thương (theo Yudha, 2025).

Cơ xương khớp và chỉnh hình 

• Thoái hóa khớp (Osteoarthritis): Các thử nghiệm lâm sàng tiêm MSC nội khớp cho thấy hiệu quả chủ yếu là khả năng giảm đau, tái tạo sụn và phục hồi vận động, từ đó có thể làm chậm tiến trình thoái hóa khớp.
• Tổn thương dây chằng, cơ và xương: Đẩy mạnh sử dụng MSC kết hợp kỹ thuật mô để đẩy nhanh quá trình lành vết thương và tái tạo mô. Nhiều thử nghiệm ngẫu nhiên Phase I/II với MSC tủy xương và dây rốn cho thấy tín hiệu cải thiện triệu chứng đau và chức năng khớp.

Tổn thương phổi cấp (ARDS)

Các thử nghiệm lâm sàng – bao gồm nghiên cứu START Phase 2a, thử nghiệm trên bệnh nhân COVID-19 và nghiên cứu Phase 2b của Matthay – đều xác nhận liệu pháp truyền tĩnh mạch tế bào gốc MSC an toàn, dung nạp tốt và giúp giảm cơn bão cytokine mà không gây tác dụng phụ nghiêm trọng.

Tuy nhiên, hiệu quả lâm sàng của liệu pháp này vẫn cần kiểm chứng thêm do chưa ghi nhận sự khác biệt rõ rệt về tỷ lệ tử vong sau 28 ngày so với nhóm đối chứng. Hướng đi tiếp theo của nghiên cứu là áp dụng y học chính xác dựa trên chỉ dấu sinh học (biomarker) để xác định chính xác nhóm bệnh nhân có khả năng đáp ứng điều trị tốt nhất (theo Matthay MD, 2019).

Xu hướng ứng dụng exosome từ tế bào gốc trung mô

Thay vì dùng toàn bộ tế bào, xu hướng nghiên cứu lâm sàng đang chuyển sang ứng dụng exosome – các túi ngoại bào chiết xuất từ tế bào gốc trung mô. Exosome cho thấy ưu điểm vượt trội về tính an toàn (không gây nguy cơ thải ghép), dễ bảo quản/chuẩn hóa và vẫn giữ được các tác dụng sinh học như điều hòa viêm, hỗ trợ sửa chữa mô và tăng cường phục hồi tổn thương.

Liệu pháp tế bào gốc trung mô được ứng dụng trong nghiên cứu, thử nghiệm và điều trị nhiều bệnh lý khác nhau

4.2. Nghiên cứu lâm sàng tế bào gốc phôi

Mặc dù đang bị thay thế dần bởi tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSC), tế bào gốc phôi (ESC) vẫn giữ vai trò quan trọng trong một số thử nghiệm lâm sàng đột phá. Theo bài viết về tổng quan toàn diện về ứng dụng lâm sàng tế bào gốc đa năng (hPSC) trong điều trị suy giảm chức năng cơ quan, các nghiên cứu sử dụng ESC và iPSC hiện đang được triển khai trong nhiều lĩnh vực, bao gồm: thoái hóa điểm vàng, Parkinson, đái tháo đường type 1, tổn thương tủy sống, Alzheimer (theo Soo Jin Park, 2024).

Một trong những thử nghiệm lâm sàng nổi bật nhất về ESC là thử nghiệm của Advanced Cell Technology về cấy ghép tế bào biểu mô võng mạc (RPE) có nguồn gốc từ ESC cho bệnh nhân thoái hóa điểm vàng khô (dry AMD) và bệnh Stargardt. Kết quả cho thấy không ghi nhận tình trạng tăng sinh tế bào bất thường, hình thành khối u hay hiện tượng thải ghép do miễn dịch ở bệnh nhân trong 4 tháng đầu tiên.

Bên cạnh đó, ở bệnh nhân mắc bệnh Stargardt, thị lực được cải thiện từ mức chỉ nhận biết được cử động tay lên 20/800, đồng thời tăng từ 0 lên 5 chữ cái trên bảng thị lực ETDRS. Đối với bệnh nhân thoái hóa điểm vàng thể khô, số chữ cái đọc được trên bảng ETDRS tăng từ 21 lên 28 chữ cái sau điều trị (theo Steven D Schwartz, 2012).

Liệu pháp tế bào gốc phôi được nghiên cứu hạn chế do vướng rào cản về đạo đức 

Tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi đại diện cho hai chiến lược điều trị khác nhau trong y học tái tạo. MSC là lựa chọn lâm sàng thực tiễn nhất hiện nay nhờ hồ sơ an toàn cao, không vướng tranh cãi đạo đức và khả năng ứng dụng rộng rãi; trong khi ESC cung cấp nền tảng khoa học để thay thế các loại tế bào chuyên biệt bị tổn thương vĩnh viễn, dù vẫn bị giới hạn bởi rủi ro an toàn và rào cản đạo đức. Hiểu rõ sự khác biệt giữa tế bào gốc trung mô và tế bào gốc phôi là bước đầu tiên để đánh giá đúng tiềm năng và giới hạn của từng liệu pháp, từ đó lựa chọn hướng điều trị phù hợp nhất cho từng bệnh nhân trong tương lai.

HỆ THỐNG Y TẾ CHUYÊN SÂU Y HỌC TÁI TẠO VÀ TRỊ LIỆU TẾ BÀO MESCELLS | MSC

• Hotline: 0866 022 097
• Địa chỉ: TT21, số 204 Nguyễn Tuân, phường Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam.
• Fanpage: Viện Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Tế Bào Mescells

NGUỒN THAM KHẢO:

• Wenxiu Zhao. 2012. “Embryonic Stem Cell Markers.” PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6268870/.
• Ruiyan Mei. 2024. “Advances and clinical challenges of mesenchymal stem cell therapy.” PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11294097/.
• “Advancements in Human Embryonic Stem Cell Research: Clinical Applications and Ethical Issues.” n.d. PMC. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10987435/.