Tế bào gốc là gì? Làm thế nào để tế bào gốc đăng kí rời khỏi đội ngũ?

"Tế bào gốc" là gì?

​

Từ "gốc" trong danh từ "tế bào gốc" nghĩa là gốc rễ như gốc cây, giống như gốc cây, từ "tế bào gốc" có thể sinh ra nhiều loại nhánh "tế bào" khác nhau.

Trong cơ thể con người có hơn 200 loại tế bào, đó là hồng cầu dùng để chuyển vận khí oxy, tế bào biểu mô sinh thiết gai nhau ruột dùng để tiếp nhận chất dinh dưỡng, tế bào cảm quang dùng để quan sát vạn vật, tế bào cơ tim để điều khiển nhịp đập của tim. Tất cả những tế bào khác nhau này đều được phân hóa từ một tế bào đầu tiên là trứng đã thụ tinh. Giống như một cây lớn trước tiên phải có thân cây chính, sau đó mới đâm chồi nảy lộc và ra hoa. Vì trứng đã thụ tinh có thể không ngừng "phân nhánh" để hình thành các loại tế bào trong cơ thể con người, nên chúng ta gọi đây là "tế bào gốc". Do trứng đã thu tinh có thể hình thành các loại tế bào trong cơ thể, vì thế nó có tên gọi là "tế bào gốc toàn năng".

Trứng đã thụ tinh từng bước phát triển thành sống hoàn chỉnh, hình thành nên các loại tế bào tổ chức. Trong các tổ chức đó, có một số là "bộ đội lưu trú" "đóng quân". Những tế bào này tuy không thể biến thành các loại tế bào trong cơ thể giống như trứng đã thụ tinh, nhưng lại duy trì được khả năng hình thành nhiều loại hoặc một loại tế bào khác, vì vậy tế bào "bộ đội lưu trú" giống như tế bào gốc vẫn có thể phân chia. Loại có thể hình thành nhiều loại tế bào được gọi là "tế bào gốc đa năng", loại có thể hình thành một loại tế bào được gọi là "tế bào gốc chuyên năng".

Tuổi thọ của tế bào biểu mô sinh thiết gai nhau ruột khoảng hai ba ngày​

Rất nhiều tế bào trong cơ thể con người sẽ liên tục chết đi. Ví dụ tế bào biểu mô phía ngoài cùng lớp da trên cơ thể con người không ngừng bị tổn thương do tác động bên ngoài, cứ khoảng 28 ngày lại thay mới một lần, tế bào biểu mô sinh thiết gai nhau ruột vì luôn bị ngâm trong cặn bã thức ăn và dịch tiêu hóa, lại thường xuyên tiếp xúc với nhiều vi khuẩn và liên tục chịu sự ma sát của ruột non, nên nó có tuổi thọ rất ngắn, cứ khoảng hai ba ngày lại phải thay mới một lần. Những tế bào có tuổi thọ ngắn này sẽ được thay thế dựa vào tế bào gốc đa năng hoặc chuyển năng. Khi tế bào cần phải thay mới, những tế bào gốc đa năng hoặc chuyên năng này vừa sản sinh vừa phải biến hóa thành tế bào mới và bổ sung kịp thời theo nhu cầu.

Nhưng số lượng tế bào gốc đa năng và chuyên năng trong các tổ chức có hạn, nếu không có cách bổ sung thì chẳng phải dùng mãi cũng hết hay sao . May mà tế bào gốc còn có một "năng lực", đó là bảo lưu "bản gốc" của chính nó. Có nghĩa là khi tế bào gốc phân chia, nó có thể sinh ra hai tế bào khác nhau, một tế bào dùng để sinh ra tế bào bổ sung, nó không ngừng sinh sôi và biến đổi, cuối cùng tạo ra hàng ngàn hàng vạn tế bào dùng để thay thế bổ sung một tế bào khác lại không biến đổi, giống hệt với bản gốc. Nhân đôi bằng phương thức phân bào không đối xứng vừa có thể thỏa mãn được nhu cầu bổ sung cho các tế bào đã chết, vừa có thể lưu giữ tế bào gốc.

Tế bào gốc tuy có những khả năng này, nhưng chúng chỉ có thể phát huy tác dụng khi cơ thể khoẻ mạnh bình thường, khi cơ thể có bệnh thì chúng cũng "lực bất tòng tâm". Ví dụ, người bị bệnh tiểu đường loại 1, trong tuỵ tế bào có thể sinh ra insulin không đủ, nhưng tế bào gốc không thể bổ sung đầy đủ cho chúng; người bị bệnh Parkinson, nhiều tế bào tiết ra chất dopamine trong não (một loại vật chất truyền tin tức cho thần kinh) bị chết, nhưng đại não của người bệnh cũng không thể bổ sung cho chúng. Nếu chúng ta có thể kích hoạt tế bào gốc trong cơ thể hoặc là đưa tế bào gốc mới từ bên ngoài cơ thể vào thì có lẽ sẽ chữa khỏi những bệnh này.

Bệnh Parkinson xảy ra ở tế bào thần kinh biến chất của người bị bệnh nigra não giữa​

Trên thực tế, mọi người vẫn không thỏa mãn với việc chỉ thay thế tế bào, ví dụ rất nhiều người khiếm thị cần phải cấy giác mạc để khôi phục thị lực, những người bị yếu thận cần thay thận, những người bị hoại tử gan cần cấy ghép gan. Nhưng cho tới nay việc cấy ghép bộ phận cơ thể chỉ được thực hiện từ sự hiến tặng của người khác. Hàng năm đều có nhiều bệnh nhân vì không đợi được đến lúc có thể thay thế những bộ phận này mà tử vong. Tế bào gốc có thể phân hóa thành các loại tế bào khác nhau, nếu như có thể dùng tế bào gốc của chính những người bệnh để tạo ra giác mạc, da, yết quản và tim ở bên ngoài cơ thể, thì muốn thay thứ gì sẽ có thứ đó, còn có thể tránh được vấn đề thích hợp hay không từ việc cấy ghép bộ phận dị thể. Đây là một viễn cảnh rất hấp dẫn con người.

Làm thế nào để tế bào gốc "đăng ký rời khỏi tội ngũ"?

Số lượng tế bào gốc trong cơ thể con người rất ít, chỉ khoảng một phần vạn các loại tế bào tổ chức. Quan sát qua kính hiển vị có thể thấy hình dáng của tế bào gốc giống như các tế bào khác. Vậy thì các nhà khoa học làm như thế nào mới có thể phát hiện một cách chính xác tế bào gốc trong biển lớn tế bào? Tách chúng ra bằng cách nào? Khiến chúng "rời khỏi đội ngũ" bằng cách nào?

Hóa ra, chất protein có trong bề mặt của mỗi loại tế bào không giống nhau, tế bào gốc cũng vậy. Những chất protein này cũng giống như huy chương đeo trên người, có thể dùng để nhận biết. Nhưng những tấm huy chương này quá nhỏ, kính hiển vi cũng không thể nhìn thấy được. Vậy, phải xử lý thế nào? Các nhà khoa học sử dụng kháng thể với độ đặc hiệu khác nhau để nhận diện kháng nguyên, rồi họ gắn huỳnh quang vào kháng thể. Tiếp đó, chiếu tia laser để nhóm huỳnh quang phát sáng. Vì tế bào tổ chức không có tấm huy chương độc đáo của tế bào gốc, kháng thể nối với nhóm huỳnh quang không thể kết hợp được, nên nó không phát ra ánh huỳnh quang.

Máy trắc lưu tế bào (Flow cytometry) dùng để tách tế bào​

Kể theo đó, để cho các tế bào chuyển nhân rộng lớn tuần tự đi qua một ống nhỏ, chiếc "cầu độc mộc" chế tạo đặc biệt này vô cùng chật hẹp, mỗi lần chỉ có một tế bào đi qua. Khi tế bào phát ánh huỳnh quang đi qua ống thì máy móc sẽ tăng diện tích cho chúng. Sau đường ống nhỏ là một điện trường. Tế bào gốc vì đã mang theo diện tích, nên tuyến đường đi của nó sẽ bị lệch hướng và đi vào đường ống thu thập chuyên dụng. Các tế bào khác vì không được đánh dầu, không dẫn điện và không bị chệch hướng trong điện trường nên nó đi vào đường ống thu thập khác. Dùng biện pháp này có thể tách tế bào gốc ra khỏi các tế bào khác.