Những khó khăn và thách thức trong việc sử dụng tế bào gốc  

Tác giả: Vương Ngọc Thảo Uyên

Sử dụng tế bào gốc để thay thế các tế bào bất thường hoặc bị thiếu hụt đang là khái niệm rất hấp dẫn đối với giới khoa học hiện nay. Việc sử dụng thành công tế bào gốc trong các liệu pháp liên quan đến da và tủy xương, xác định các loại tế bào tiền thân của một số loại mô (progenitor - tế bào tiền thân thường là thế hệ sau của tế bào gốc, hạn chế hơn về tiềm năng biệt hóa hoặc khả năng tự đổi mới hoặc cả hai (1)), mang lại nhiều hứa hẹn cho các ứng dụng lâm sàng mở rộng. Không những thế, các tế bào pluripotent của con người còn có tiềm năng trở thành hầu hết mọi loại tế bào khác. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề phức tạp cần phải được giải quyết trước khi các liệu pháp dùng tế bào gốc được ứng dụng rộng rãi.

• Tương thích mô

Vấn đề đầu tiên là làm thế nào để các tế bào được cấy ghép tương thích với các mô xung quanh để đạt được hiệu quả sinh lý. Điều này vô cùng quan trọng vì việc đảm bảo sự phối hợp giữa các mạng lưới tế bào phức tạp là rất cần thiết. Chẳng hạn như ở tim và não, nếu xuất hiện các mạch dị thường có thể sẽ dẫn đến tác hại nghiêm trọng. Mặc dù cần được thử nghiệm trên phạm vi rộng hơn, điều tích cực là một số tế bào dường như đã có sẵn khả năng kết hợp được vào các cấu trúc trong cơ thể. Ví dụ, trong một mô hình thí nghiệm trên chuột, các tế bào nội mô của người có nguồn gốc từ các tế bào gốc phôi (embryonic stem cells) khi được đưa vào chuột có thể tạo thành các cấu trúc hình ống và dung hợp vào mạch máu vật chủ(2).

• Nguy cơ tạo khối u

Mối quan tâm thứ hai là nguy cơ các tế bào được cấy ghép tạo thành khối u. Điều này đặc biệt cần chú ý khi sử dụng các tế bào pluripotent vì đặc trưng của chúng là khả năng hình thành các khối u. Do đó, trạng thái biệt hóa của các tế bào cấy ghép cần được xác định vô cùng chính xác để tránh việc các tế bào pluripotent thừa lại có thể biệt hóa bất thường trên mô sống. 

Nguy cơ xuất hiện tế bào ác tính là vấn đề đáng lo ngại nhất đối với tế bào iPS (induced pluripotent stem cells). Hiện nay, các phương pháp tái lập trình tế bào hiệu quả nhất đang dựa trên retrovirus hoặc lentivirus nhưng cách này lại có nguy cơ gây đột biến cao nếu DNA virus chèn vào bộ gene của vật chủ. Ngoài ra, một số gene được sử dụng để tái lập trình còn có khả năng gây ung thư (như gene c-Myc) (Okita, Ichisaka and Yamanaka, 2007) (3). Các nhà khoa học đang nỗ lực để giảm số lượng sản phẩm từ gene cần cho tái lập trình và sử dụng các virus không tích hợp vào gene hoặc các phân tử nhỏ để thay thế retrovirus. Những điều trên có thể giúp giảm bớt lo ngại về đột biến do virus chèn vào gene vật chủ nhưng sẽ không hoàn toàn loại bỏ mối lo về những thay đổi trong quá trình kiểm soát sự tăng trưởng của các tế bào bị biến đổi, đặc biệt là những tế bào pluripotent.

• Định hướng biệt hóa 

Mối quan tâm thứ ba là định hướng trạng thái biệt hóa của tế bào. Đối với một số loại tế bào, để được tạo ra chính xác từ các tế bào pluripotent vẫn đang là một thách thức rất lớn. Hiện đã có các quy quy trình tiêu chuẩn cho việc tạo ra một số loại tế bào thần kinh có thể sử dụng trong trong điều trị lâm sàng (Dimos et al., 2008)(4). Tuy nhiên, đối với các mô khác, chẳng hạn như máu, các loại tế bào được tạo ra gần giống với tế bào máu phôi và không có khả năng tự ghép vào tủy xương nếu không sử dụng các thao tác di truyền không mong muốn (Kyba, Perlingeiro and Daley, 2002)(5).

Trong quá trình phát triển các liệu pháp tế bào nhằm thu lấy gốc tế bào gốc, việc đạt được đúng giai đoạn biệt hóa là một điều cần cân nhắc kỹ. Người ta mong muốn tạo ra các tế bào tiền thân hơn là các tế bào đã biệt hóa và trưởng thành trong một số mô để các tế bào thay thế không bị lão hóa và chết nhanh chóng.

• Tính đồng nhất và tính nhất quán 

Tính đồng nhất và tính nhất quán của sản phẩm tế bào khó có thể có được khi các sản phẩm được tạo ra từ các tế bào cho khác nhau.

Chúng ta khó có khả năng loại bỏ hoàn toàn những vấn đề nêu trên nhưng các nhà khoa học đang hết sức nỗ lực để đạt được kết quả khả quan nhất.

Tài liệu tham khảo:

https://www.uptodate.com/contents/overview-of-stem-cells

1.  https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/progenitor-cell

2. Wang ZZ, Au P, Chen T, et al. Endothelial cells derived from human embryonic stem cells form durable blood vessels in vivo. Nat Biotechnol 2007; 25:317.

3. Okita K, Ichisaka T, Yamanaka S. Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells. Nature 2007; 448:313.

4. Dimos JT, Rodolfa KT, Niakan KK, et al. Induced pluripotent stem cells generated from patients with ALS can be differentiated into motor neurons. Science 2008; 321:1218.

5. Kyba M, Perlingeiro RC, Daley GQ. HoxB4 confers definitive lymphoid-myeloid engraftment potential on embryonic stem cell and yolk sac hematopoietic progenitors. Cell 2002; 109:29.