Tế bào Soma là gì? Đặc điểm và ứng dụng trong y học hiện đại

Tất cả các sinh vật sống đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào, được gọi là tế bào soma hay tế bào sinh dưỡng. Chúng tạo nên cấu trúc chính của cơ thể và thực hiện các nhiệm vụ cụ thể tại vị trí của mình. Vậy tế bào soma là gì? Đặc điểm, chức năng và ứng dụng của chúng trong y học như thế nào? Hay cùng Mescells tìm hiểu qua bài viết sau đây.

1. Tế bào soma là gì?

Tế bào soma là bất kỳ tế bào sinh học nào cấu thành nên cơ thể của một sinh vật đa bào, ngoại trừ các tế bào sinh sản (giao tử) như tinh trùng và trứng. Không giống như tế bào mầm, tế bào soma không có khả năng sinh sản; thay vào đó, chúng hình thành nên tất cả các cơ quan, mô nội tạng và đóng góp đáng kể vào chức năng của chúng. Tế bào soma đảm nhiệm các vai trò thiết yếu như trao đổi chất, tăng trưởng, bảo vệ và duy trì hoạt động sống (theo Ilya Ereskovsky, 2021).

Chúng không tự tái tạo được hoặc chỉ giới hạn ở một số lần nguyên phân nhất định. Vì thế khi các tế bào này chết đi, chúng cần một nguồn thay thế từ các tế bào có khả năng phân chia và biệt hóa như tế bào gốc.

Tế bào soma còn gọi là tế bào sinh dưỡng, có thể là bất kỳ tế bào nào cấu tạo nên cơ thể

2. Đặc điểm của tế bào soma

• Bản chất lưỡng bội: Các tế bào soma thường là lưỡng bội, chứa hai bộ nhiễm sắc thể được thừa hưởng từ bố mẹ. Sự sắp xếp này đảm bảo tính đa dạng và ổn định di truyền.
• Chức năng chuyên biệt: Các tế bào soma chuyên biệt hóa để thực hiện các chức năng cụ thể trong cơ thể. Ví dụ, tế bào cơ co bóp, trong khi tế bào thần kinh truyền tín hiệu (theo Elizabeth K. Mallott, 2022).
• Không sinh sản: Khác với tế bào mầm, tế bào soma không tham gia vào quá trình sinh sản hoặc hình thành giao tử (tinh trùng hoặc trứng).
• Nguyên phân: Các tế bào soma trải qua quá trình nguyên phân, một quá trình phân chia tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau. Quá trình này rất quan trọng cho sự phát triển, sửa chữa và duy trì mô.
• Biểu hiện gen: Các tế bào soma biểu hiện có chọn lọc các gen cần thiết cho chức năng cụ thể của chúng. Sự điều chỉnh này cho phép các tế bào thực hiện các vai trò khác nhau mặc dù cùng chia sẻ vật chất di truyền.
• Tuổi thọ có hạn: Chúng có tuổi thọ hữu hạn và cuối cùng sẽ chết (quá trình tự hủy tế bào).
• Biến dị di truyền: Mặc dù các tế bào soma thường có cấu trúc di truyền giống hệt nhau trong cùng một cá thể, nhưng chúng có thể tích lũy các đột biến theo thời gian. Các đột biến không được kiểm soát có thể dẫn đến các bệnh như ung thư.

Quá trình nguyên phân của tế bào soma

3. Phân loại tế bào soma

3.1. Phân loại theo loại mô

Trong cơ thể người có hơn 200 loại tế bào soma, mỗi loại thực hiện các chức năng cụ thể. Một số tế bào soma chuyên biệt như:

• Tế bào biểu mô: Tạo nên da, lớp lót của các cơ quan, đóng vai trò như hàng rào bảo vệ.
• Tế bào cơ (Myocytes): Được chia thành 3 loại dựa trên chức năng vận động: cơ xương (gắn vào xương), cơ trơn (trong thành các cơ quan) và cơ tim (cơ tim).
• Tế bào thần kinh (Neuron): Đây là những tế bào chuyên biệt, tiếp nhận và truyền tín hiệu từ não và tủy sống đến các bộ phận khác. Chúng chịu trách nhiệm kiểm soát và phối hợp các chức năng của cơ thể.
• Tế bào mô liên kết: Cung cấp cấu trúc, bao gồm các tế bào xương, sụn và tế bào mỡ.
• Các tế bào máu (Hematocytes): Hồng cầu (tế bào máu đỏ vận chuyển oxy) và bạch cầu (tế bào máu trắng tham gia vào hệ miễn dịch).

3.2. Phân loại theo loại sinh vật

• Tế bào sinh dưỡng động vật: Đây là các tế bào cấu trúc nền tảng, tạo nên cơ thể (da, cơ, xương, thần kinh, máu…) ngoại trừ tế bào mầm/sinh dục. Chúng là tế bào lưỡng bội, không tham gia sinh sản tạo giao tử, có chức năng tăng trưởng và duy trì hoạt động sống. Chúng sinh sản thông qua quá trình nguyên phân.
• Tế bào sinh dưỡng thực vật: Loại tế bào soma này là các tế bào cấu tạo nên rễ, thân, lá, không tham gia sinh sản hữu tính, chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội. Chúng thực hiện các chức năng sống, sinh trưởng thông qua nguyên phân và là thành phần chính của cơ quan sinh dưỡng, giúp cây phát triển và quang hợp.

Một số loại tế bào soma chuyên biệt

4. Chức năng của tế bào soma

• Xây dựng cấu trúc và hình thành mô: Chúng đóng vai trò là các “viên gạch” xây dựng nên cơ bắp, da, xương và các cơ quan nội tạng.
• Sinh trưởng và phát triển: Chúng cho phép các sinh vật phát triển từ hợp tử thành dạng trưởng thành thông qua quá trình phân chia nguyên nhiễm liên tục.
• Sửa chữa và tái tạo: Chúng thay thế các tế bào bị tổn thương hoặc chết để chữa lành các mô.
• Vai trò sinh lý chuyên biệt: Các tế bào cụ thể như tế bào thần kinh, tế bào cơ, tế bào máu phụ trách những chức năng chuyên biệt đối với hoạt động sống của cơ thể.
• Chức năng chuyển hóa và nội tiết: Tế bào soma duy trì cân bằng nội môi, lưu trữ chất dinh dưỡng và cung cấp hormone (ví dụ: ở buồng trứng/tinh hoàn) để hỗ trợ sinh sản.
• Duy trì thông tin di truyền: Chúng duy trì một bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội đầy đủ, đảm bảo thông tin di truyền nhất quán giữa các mô.

Tế bào soma có chức năng duy trì một bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội đầy đủ

5. Ứng dụng của tế bào soma trong y học

Tế bào soma đóng vai trò nền tảng trong y học hiện đại, đặc biệt qua công nghệ tạo tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSCs). Chúng được ứng dụng để tái tạo mô, nghiên cứu sự tiến triển của bệnh tật, điều trị các bệnh hiểm nghèo, thử nghiệm thuốc mới và thay thế tế bào bệnh lý mà không gây thải ghép.

Ví dụ như sử dụng tế bào soma tái lập trình để sửa chữa tủy sống. Nhiều loại tế bào sinh dưỡng có thể được lập trình lại trong ống nghiệm hoặc trong cơ thể sống. Các tế bào soma này, bao gồm nguyên bào sợi, tế bào hình sao, tế bào tiền thân thần kinh, đều có thể được lập trình lại thành tế bào thần kinh hoặc tế bào oligodendrocytes để sửa chữa tủy sống (theo Riyun Yang, 2022).

Tế bào soma còn được sử dụng như một công cụ trong kỹ thuật chuyển nhân tế bào soma (SCNT – Somatic Cell Nuclear Transfer) bằng cách chuyển nhân từ tế bào soma sang tế bào trứng đã loại bỏ nhân. Quá trình này tái lập trình tế bào soma trở lại trạng thái toàn năng, cho phép chúng phát triển thành bất kỳ loại mô nào của con người. Chúng được ứng dụng điều trị các bệnh thoái hóa như đái tháo đường và bệnh tim mạch.

Các nhà nghiên cứu hình dung việc sử dụng tế bào gốc có nguồn gốc từ SCNT để tạo ra các tế bào beta sản xuất insulin cho bệnh nhân đái tháo đường type 1 hoặc tế bào cơ tim cho những người bị suy tim. Bằng cách tạo ra các tế bào dành riêng cho từng bệnh nhân, chúng ta có thể loại bỏ các vấn đề liên quan đến phản ứng đào thải miễn dịch – một trở ngại phổ biến trong cấy ghép nội tạng.

Quá trình tạo ra tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC) từ tế bào soma

Tế bào soma đóng vai trò quan trọng đối với y học tái tạo, trị liệu và nghiên cứu di truyền. Đây cũng là nguồn nguyên liệu quan trọng cho các liệu pháp tiên tiến trong tương lai. Chúng tôi tin rằng những phát triển trong công nghệ sinh học và y học tái tạo, cũng như những đột phá trong công nghệ tái lập trình tế bào soma trong tương lai sẽ mang đến những cải tiến về hiệu quả của các phương pháp điều trị, đặc biệt đối với các bệnh lý đòi hỏi kỹ thuật điều trị cao.