Khoa Học Về Da

Dưỡng Da

Tìm Hiểu Tế Bào Gốc

Tải Bài Viết Gốc: Nhấn Vào Đây 

 

 

 

Tìm Hiểu về Tế Bào Gốc Trong Đời Sống

 

 

Sự phát triển của kỹ thuật chế biến Tế Bào Gốc Đa Năng iPSCs [induced pluripotent stem cells] phản ánh sự hợp nhất của ba dòng khoa học lớn, đã dẫn đến một nhánh mới của nghiên cứu y học [y học tái tạo]. Tuy nhiên, vẫn còn tranh luận về việc liệu iPSCs có chức năng tương đương với Tế Bào Gốc của phôi thai ESCs [embryonic stem cells]. Câu hỏi về tế bào gốc cần được trả lời chỉ bằng khoa học, chứ không phải bởi chính trị hoặc kinh doanh.

 

Shinya Yamanaka, 2012 Nobel Prize Laureatein Physiology or Medicine 2012

 

 

 

 

 

 

California USA, Ngày 12 Tháng 9, 2013

 

 

 

Trong thời gian gần đây cộng đồng người Việt Nam chúng ta có nghe nói rất nhiều về tế bào gốc (tiếng Anh: stem cell, tiếng Đức: stammzelle).  Phần lớn các tin tức về tế bào gốc được truyền tải có tính cách quảng cáo cho các sản phẩm thương mại, trên các phương tiện thông tin bằng Việt ngữ như truyền hình, truyền thanh, và báo chí trong đó các tin tức bị thêu dệt hoặc bóp méo một cách tai hại cho mục đích tư lợi.  Trong khi đó các tin tức có tính cách giáo dục do các bác sĩ có uy tín trong cộng đồng người Việt tự nguyện đóng góp và được các phương tiện truyền thông tự nguyện đưa tin thì quá hiếm hoi.  Có một sự tương phản rõ rệt trong tin tức quảng cáo thương mãi và tin tức từ các bác sĩ uy tín, do đó tạo một sự hoang mang trong cộng đồng người Việt chúng ta

 

Các sản phẩm liệu pháp tế bào gốc đang được phổ biến trong cộng đồng người Việt ở Hoa Kỳ, qua các phương tiện thông tin bằng Việt ngữ đã tránh được sự kiểm soát của cơ quan kiểm soát thực phẩm và thuốc men Hoa Hỳ (FDA), và thật sự chưa được kiểm chứng cho thấy có lợi ích gì, hoặc an toàn cho sức khỏe. Trong khi đó, về nguyên lý, các khoa học gia đã có những chứng cớ để dự đoán những hậu chứng nguy hiểm về lâu dài, như ung thư và bệnh tự kháng, từ sự thay đổi của tế bào gốc trong cơ thể, gây ra bởi các sản phẩm liệu pháp tế bào gốc không kiểm chứng. Do đó hiện nay FDA vẫn chưa chấp thuận cho bất cứ cá nhân nào, kể cả phòng mạch bác sĩ hoặc thẩm mỹ viện cung cấp liệu pháp tế bào gốc cho người tiêu thụ.

 

Hiện tượng lạm dụng liệu pháp tế bào gốc còn đáng sợ hơn ở các quốc gia mà sự kiểm soát soát thực phẩm và thuốc men rất lỏng lẻo như Việt Nam, Thái Lan, và Trung Quốc.  Kể từ cuối năm 2012 cho đến nay, riêng Việt Nam trong và ngoài nước, hàng ngàn người Việt đã vô tình đưa vào cơ thể của họ các kích thích tố qua các sản phẩm “liệu pháp tế bào gốc” có tác động lên tế bào gốc của chính họ mà không biết hậu quả về lâu về dài.  Các khoa học gia quốc tế đang lo ngại về những hậu chứng có thể xảy ra khi tế bào gốc thay đổi một cách bất thường kể cả khả năng gây ung thư và bệnh tự kháng  (autoimmune diseases) sau 5 hoặc 10 năm. Đó là các căn bệnh rất nguy hiểm.

 

Vì lý do trên, chúng tôi đóng góp những bài khảo luận này về đề tài tế bào gốc với hy vọng sẽ giúp đồng bào người Việt chúng ta có những kiến thức cập nhật và chính xác về đề tài tế bào gốc và cảnh giác khi nghe thấy các tiếp thị.

Để thực hiện loạt bài khảo luận này, về khoa học, chúng tôi đã rút tỉa các tin tức chọn lọc và chính xác từ các bài khảo luận đã được công nhận và công bố trên các tạp chí y sinh hóa quốc tế uy tín nhất, của thế giới như Cell, Science, Nature và Proceeding National Academy of Science v.v...  Thêm vào đó là một số các quan sát, luận lý và triết lý khoa học về y sinh học (Philosophy of Biomedicine) về tế bào gốc của chúng tôi trong quá trình nghiên cứu về đề tài này từ cuối thập niên 1990. Về tin tức xã hội về tế bào gốc, chúng tôi sẽ trích dẩn các bản tin từ cơ quan kiểm soát thực phẩm và thuốc men của Hoa Kỳ (FDA), các bài tường thuật của các tạp chí uy tín như USA Today, Scientific American, Forbes v

 

Trong loạt bài khảo luận bằng Việt ngữ này, chúng tôi chia ra những đề tài như sau: 

 

1)- Tế Bào Gốc Là Gì? 

2)- Lịch Sử Phát Triển của Kiến Thức về Tế Bào Gốc Trong Nỗ Lực Nghiên Cứu Sử Dụng Tế Bào Gốc Trong Y Khoa.

3)- Sự Thật về vấn Đề Sử Dụng Tế Bào Gốc Trong Thẩm Mỹ Hiện Nay.

Tế Bào Gốc Là Gì?

Trong cơ thể động vật, tế bào gốc là loại tế bào không chuyên biệt, có khả năng tự sinh sản qua cách phân chia tế bào, và biệt hóa để phát triển thành một hoặc nhiều loại tế bào chuyên biệt khác nhau.

Trong suốt thời gian đầu tăng trưởng của thời kỳ phát triển phôi thai, tế bào gốc có tiềm năng để phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau (biệt hóa) để tạo thành nhiều cơ quan khác nhau trong cơ thể. Trong cơ quan trưởng thành, tế bào gốc phục vụ như một hệ thống sửa chữa nội bộ, có thể phân chia và biệt hóa để bổ sung các tế bào khác nhằm duy trì sự tồn tại tự nhiên của sinh vật.

Đây chính là đặc điểm dẫn đến ý tưởng dùng liệu pháp tế bào gốc trong y khoa, để tái tạo các cơ quan bị hư trong cơ thể, khởi đầu một ngành y khoa mới: Y Khoa Tái Tạo (regenerative medicine).

Khi một tế bào gốc phân chia, mỗi tế bào mới có tiềm năng hoặc vẫn là một tế bào gốc hoặc biệt hóa trở thành một loại tế bào có chức năng chuyên biệt hơn, chẳng hạn như tế bào da, cơ, máu, hoặc tế bào thần kinh.

Tế bào gốc được phân biệt với các loại tế bào khác bởi hai đặc điểm quan trọng. Đầu tiên, chúng là những tế bào không chuyên biệt (không giống như các tế bào cơ, tế bào máu, hoặc tế bào thần kinh, chuyên về mỗi phần hành khác nhau trong cơ thể). Trong môi trường và điều kiện sinh lý nhất định trong cơ thể hoặc trong thử nghiệm, chúng có thể được biệt hóa để trở thành tế bào chuyên biệt với các chức năng đặc biệt và cụ thể trong mô hoặc cơ quan.

Thứ hai, chúng có thể ngủ yên trong môi trường vi mô (niche) và sau một thời gian dài không hoạt động, chúng có khả năng tự sinh sản qua cách phân chia tế bào; thí dụ: một tế bào có thể phân chia và phát triển thành hai tế bào y hệt nhau. Không giống như các tế bào da, tế bào cơ, tế bào máu, hoặc tế bào thần kinh, thường không thể tự sinh sản qua cách phân chia tế bào.

Lịch Sử Phát Triển của Kiến Thức và Danh Từ “Tế Bào Gốc”  

Việc sử dụng từ tế bào gốc trong y sinh học đã có vào giữa thế kỷ 19, trong bối cảnh các nhà khoa học muốn giải thích câu hỏi cơ bản trong Phôi Sinh Học (Embryology) và Huyết Học (Hematology): sự phát triển của tế bào mầm để trở thành một sinh vật và nguồn gốc của hệ thống máu. 

Từ năm 1868, danh từ chung “stammzelle”, tiếng Đức có nghĩa là tế bào gốc đã thấy xuất hiện trong tài liệu khoa học của nhà chính trị và khoa học người Đức Ernst Haeckel. Ông đã dùng danh từ stammzelle để mô tả tổ tiên của sinh vật đơn bào và ông đưa ra giả thuyết rằng sinh vật đơn bào là khởi thủy của sinh vật đa bào và là tổ tiên cho tất cả sinh vật sống, phần nào dựa trên thuyết tiến hóa của Darwin. Ông cũng dùng danh từ stammzelle để mô tả trứng được thụ tinh để phát triển thành một động vật.

 

Cũng trong thời kỳ này, KHG Ernst Neumann ở Đức đã khám phá là tế bào máu, được tạo thành từ các tế bào từ tủy xương. Ông đưa ra giả thuyết rằng tất cả các tế bào máu được tạo thành từ cùng một loại tế bào chung trong tủy xương, gọi là “Urkeimzelle” (tiếng Đức) hoặc “premordial germ cell” (tiếng Anh). Ông cũng là KHG đầu tiên khám phá rằng bệnh ung thư máu (leukemia) và bệnh thiếu máu ác tính (pernicious anemia) là những căn bệnh từ tủy xương.

 

 

Trong những năm sau của thế kỷ 19, trong những cuộc tranh luận triền miên giữa các KHG trong cuộc xây dựng nền tảng của ngành phôi sinh học, các danh từ “stammzelle” hoặc “stem cells” ít khi được dùng. Thay vào đó, từ “Urkeimzelle” hoặc “premordial germ cell” hoặc “cellules germinales primordial” (tiếng Pháp), thường được dùng nhiều hơn; thời đó được tin là loại tế bào chỉ hiện hữu trong phôi thai nhưng không còn trong động vật đã trưởng thành.  Khi Tây Y du nhập vào Việt Nam vào thời Pháp thuộc, tiếng Việt gọi “cellules germinales primordial” là “tế bào mầm phôi”. Đó là các danh từ chúng ta thường gặp trong sách giáo khoa về sinh vật học hoặc y học Việt ngữ.

Năm 1999 chúng tôi có soạn bài cho một buổi thuyết trình cho một nhóm các bác sĩ và dược sĩ người Việt dẩn đầu là giáo sư tiến sĩ Nguyễn Xuân Tuấn của trường đại học Y Dược Việt Nam đến thăm phòng thí nghiệm của chúng tôi tại Trung Tâm Nghiên Cứu Thần Kinh ở University of California at Davis ở Hoa Kỳ. Vào thời đó những nghiên cứu căn bản về tái lập trình tế bào gốc vẫn còn trong thời kỳ phôi thai.

Vì buổi thuyết trình hoàn toàn bằng tiếng Việt, mà trong tự điển Anh-Việt vào lúc ấy không có từ Việt cho “stem cell”, chúng tôi đã dùng từ “tế bào gốc” cho đúng nghĩa về khoa học, và sau đó dùng trong các bài viết trên internet như http://www.lbcosmec.com/vn/ Từ “tế bào gốc” có lẽ bắt đầu gần gũi hơn với cộng đồng người Việt vào cuối thập niên 2000, khi truyền thông của thế giới đề cập nhiều đến tiềm năng sử dụng liệu pháp tế bào gốc trong y khoa.

 

Trong sự phát triển ban đầu của khoa học y sinh hóa, hầu hết các khám phá khoa học đều dựa trên mô tả những gì thấy được, bằng cách mổ xẻ hoặc nhỏ hơn, nhìn trên kính hiển vi và nhiều nhất chỉ thấy được tế bào hoặc một số cấu trúc của tế bào một cách thô thiển và rất khó phân biệt giữa các loại tế bào khác nhau.

 

Qua đầu thế kỷ 20, khi kỹ thuật nhuộm các tế bào và mô tiến bộ hơn, để giúp các KHG thấy và phân biệt được các loại tế bào khác nhau một cách dễ dàng hơn trên kính hiển vi, từ “stem cell” lại thỉnh thoảng được dùng bởi các KHG Artur Pappenheim, Alexander Maximow, Ernst Neumann, v.v… để mô tả loại tế bào nguyên thủy tạo ra tế bào mầm trong tủy xương mà mỗi ngày sinh ra hơn 5 tỉ những tế bào máu mới của hệ thống tạo máu (hematopoiesis sytem) trong mỗi con người.

KHG Pappenheim đề nghị rằng tủy xương có các tế bào tạo ra tế bào máu, do đó có thể dùng để trị các căn bệnh máu ác tính. Nhưng mãi đến giữa thế kỷ 20, năm 1957, Bác sĩ E. Donnall Thomas tại Trường đại học tiểu bang New York, đầu tiên đã nghiên cứu và thành công cấy ghép tủy xương của con người để chữa bệnh ung thư máu (leukemia). Như vậy, ghép tủy xương được coi như là “liệu pháp tế bào gốc” đầu tiên trong y học. Bác sĩ E. Donnall Thomas đã được trao tặng Nobel Prize cho công trình này vào năm 1990.

 

Trong những năm sau của thế kỷ 20, bắt đầu từ thập niên 1950, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật đã giúp các KHG có thể không những thấy, mà còn phân tích được cả những phân tử và gene trong tế bào và do đó đã giúp các ngành Tế Bào Học, Sinh Học Phân Tử, và Miễn Nhiễm Học đã phát triển vượt bực.

Thế giới ngày nay chú ý đến những thành quả khoa học mới như những khám phá của những gene mới, protein (sinh phân tử) mới, những tín hiệu thông tin giữa các tế bào trong cơ thể để duy trì sự sống v.v… trong khi các kiến thức cũ về tế bào gốc đã trở thành giáo điều trong sách giáo khoa. Điển hình như y khoa giáo điều trước 1960 cho rằng các tế bào gốc một khi đã biệt hóa, thì hoàn toàn không thể phục hồi lại tính gene nguyên thủy của nó.

Một khi một suy nghĩ dẫu có sai lầm mà đã trở thành giáo điều thì rất khó bị đánh đổ, bất kỳ đó là giáo điều chính trị, xã hội, hay y học. Tuy nhiên, vì giáo điều được dựng nên bởi con người cho nên nó sẽ lần lượt bị thách thức bởi con người.

Năm 1962 KHG John B. Gurdon ở Anh Quốc thách thức giáo điều về tế bào gốc. Ông đưa ra giả thuyết rằng hệ gene của tế bào đã biệt hóa vẫn có thể vẫn còn chứa tất cả các thông tin của tế bào gốc. Ông đã thử nghiệm và chứng minh giả thuyết này bằng cách lấy trứng của con ếch, hút bỏ hạt nhân đi; sau đó thế vào bằng hạt nhân được rút ra từ tế bào đã biệt hóa (tế bào ruột của con nòng nọc).

Nếu theo giáo điều thì hạt nhân đã biệt hóa này chỉ có thể giúp tế bào phát triển thành tế bào ruột.  Nhưng điều đó đã không đúng. Kết quả thí nghiệm cho thấy trứng mang hạt nhân đã biệt hóa này vẫn có thể phát triển thành nguyên con nòng nọc với tất cả các bộ phận như mắt, đầu, đuôi, ruột, da v.v…và tiếp theo là con ếch trưởng thành. Kết quả đã chứng minh rằng trong động vật cấp thấp, tính gene của tế bào gốc, một khi đã biệt hóa, vẫn có thể phục hồi lại khả năng nguyên thủy tế bào gốc của nó.

 

 

 

Vào thời đó giáo điều cho rằng khả năng đó chỉ xảy ra trong động vật cấp thấp, chứ không thể xảy ra trong động vật cao cấp như các loài hữu nhũ, và cao nhất là con người. (Điều này cũng sai, sẽ bàn trong phần sau về clone của các động vật hửu nhủ).

 

Khám phá của KHG Gurdon vào thời đó không được chú ý nhiều nhưng nửa thế kỷ sau, khi tiềm năng của việc sử dụng tế bào gốc trong y khoa trở thành tâm điểm của nghiên cứu y học thế giới, nó được coi là “cuộc cách mạng hóa sự hiểu biết của nhân loại về sự phát triển của các tế bào và các sinh vật” và là cha đẻ của phương pháp chuyển hoán hạt nhân để chế tạo tế bào gốc đa năng nhân tạo. KHG John B. Gurdon đã được trao tặng Nobel Prize về Y Khoa năm 2012.

Con ếch được tạo bởi phương pháp hoán chuyển hạt nhân trong thí nghiệm của KHG Gurdon là “clone” của động vật đầu tiên. “Cloning” là tạo một cá thể mới, có y hệt tính gene của một cá thể đã có sẵn.

Phương pháp cloning động vật được tiếp tục cải tiến và đến năm 1996 được áp dụng để clone động vật hữu nhũ đầu tiên: cô cừu “Dolly The Sheep”.

 

 

 

Hiểu Thêm về Sự Phát Triển Tế Bào Gốc Trong Con Người và phân loại Các Loại Tế Bào Gốc

 

Tế bào gốc được phân loại dựa theo khả năng biệt hóa của chúng, theo quá trình phát triển của một động vật từ lúc khởi đầu do sự thụ tinh của trứng từ mẹ, với tinh trùng từ cha để tạo thành một tế bào gốc đầu tiên, cho đến khi tế bào đó tự sinh và phát triển trở thành phôi thai, thai nhi, thành em bé được sinh ra, lớn lên và trưởng thành. 

Trong con người, khởi đầu là sự thụ tinh. Trong ngày đầu, khi tinh trùng gặp trứng và đưa nửa phần hạt nhân DNA của cha vào nhập chung với nửa phần hạt nhân DNA của mẹ trong trứng, để tạo thành tế bào đầu tiên gọi là hợp tử (zygote). Hợp tử được coi như là tế bào gốc đầu tiên. Nó tự sinh sản qua cách phân chia tế bào theo cấp số 2: 1-2-4-8-16-32-64 v.v…

Kế đến là phôi dâu (morula) được tạo thành trong ngày thứ 3 với 32 tế bào, và túi phôi (blastocyst) trong ngày thứ 5-7 với 70-100 tế bào.  Con số nhỏ hơn cấp số cho thấy sự lựa chọn sinh tồn xảy ra ngay trong những ngày đầu tiên, trong sự hình thành một sinh vật. Các tế bào đầu tiên bên trong túi phôi được gọi là Tế Bào Gốc Toàn Năng (Totipotent Stem Cell – Toti = total): là tế bào gốc có thể biệt hóa thành tất cả các loại tế bào chuyên biệt và tạo thành hoàn toàn một cá thể mới.

Túi phôi giống như trái cầu, Trong khi vỏ ngoài tạo điều kiện để bám vào thành tử cung, nơi túi phôi sẽ phát triển thành phôi thai (embryo), các tế bào bên trong (inner cell mass) phát triển thành ba lớp tế bào (trilamina) đầu tiên gọi là thượng bì (ectoderm), trung bì (mesoderm) và hạ bì (endoderm) và biệt hóa thành tất cả các loại tế bào chuyên biệt, để tạo thành các cơ quan trong cơ thể tương lai. 

Trong khi các tế bào đầu tiên bên trong túi phôi là các tế bào gốc toàn năng, chúng phát triển trong ba lớp màng thành Tế Bào Gốc Đa Năng (Pluripotent Stem Cell – Pluri = Several). Khi túi phôi đã phát triển thành phôi thai (embryo) thì các tế bào gốc đa năng bắt đầu phát triển thành tế bào gốc tương năng.

Tế Bào Gốc Đa Năng tồn tại trong suốt thời kỳ phát triển của phôi thai để trở thành thai nhi (fetus). Chúng ta không dùng từ "vạn năng" vì trong thực tế, cơ thể chúng ta chỉ có khoảng 220 loại tế bào khác nhau. Trong động vật trưởng thành, Tế Bào Gốc Đa Năng hầu như không còn và thay vào đó là loại tế bào gốc Tương Năng và Đơn năng trong mỗi cơ quan.

Tế Bào Gốc Tương Năng (multipotent stem cell) có khả năng biệt hóa thành nhiều tế bào trong một nhóm tế bào có tương quan với nhau. Thí dụ như nhóm tế bào máu gồm hồng huyết cầu và rất nhiều loại bạch huyết cầu khác nhau.  Mặc dầu từ “multi” có nghĩa là nhiều, chúng tôi dùng từ "tương năng" trong tiếng Việt để tránh nhầm lẫn với tế bào gốc đa năng. Multipotent stem cells ta gọi là tế bào gốc tương năng, vì trong mỗi cơ quan chúng sẽ biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt có các nhiệm vụ liên hệ nhau.

Trong túi phôi, ba lớp màng tế bào đầu tiên phát triển thành những nhóm tế bào khác nhau để tạo thành các cơ quan khác nhau của cơ thể. Thí dụ, thượng bì sẽ phát triển thành hệ thống thần kinh (dây thần kinh, cột sống, thần kinh ngoại biên và não), men răng và lớp biểu bì; niêm mạc miệng, hậu môn, lỗ mũi, tuyến mồ hôi, tóc và móng tay, và cơ trơn của đại động mạch (aorta) và động mạch phổi (pulmonary artery) v.v....

Trung bì sẽ phát triển thành tế bào máu, cơ bắp thịt và cơ trơn, mô liên kết ngoài như lớp bì của da, mô liên kết trong như lớp màng lót trong của lồng ngực/bụng, và một phần của hệ thống sinh dục, v.v...

Trong khi đó, hạ bì sẽ phát triển thành gan, lớp biểu mô của ruột (màng ruột), phổi (màng phổi/khí quản), bọng đái, các tuyến ức, tuyến giáp v.v…  Như vậy trong các lớp màng của túi phôi ba màng có sự hiện diện của tế bào gốc đa năng và tương năng. Tế bào gốc của da bắt nguồn từ cả ba lớp màng đầu tiên của túi phôi.

Tế Bào Gốc Đơn Năng (Unipotent stem cell) có khả năng biệt hóa thành chỉ một loại tế bào. Thí dụ như trong lớp đáy của lớp biểu bì của da (basal layer), tế bào đáy chưa biệt hóa nay được gọi là tế bào gốc của lớp biểu bì (epidermal stem cell). Tế bào gốc này sẽ sinh sản ra nguồn dự trữ của tế bào gốc mới và biệt hóa thành tế bào chuyên biệt keratinocytes là tế bào biểu bì.  Trong trường hợp này tế bào biểu bì sẽ tiếp tục biệt hóa ở nhiều mức độ khác nhau, ở nhiều tầng lớp khác nhau của lớp biểu bì, để hoàn thành sứ mạng bảo vệ cơ thể của da.

Tế Bào Gốc trong Da. Ngoài nguồn tế bào gốc trong lớp biểu bì nói trên, trong da có hai nguồn tế bào gốc khác. Một là từ lớp bì (dermal stem cell) có thể biệt hóa thành một số các tế bào kể cả tế bào tạo hắc tố melanocyte. Nguyên lý cho những tế bào melanocyte mới vượt qua lớp màng đáy của da (basal membrane) để vào lớp biểu bì còn đang được nghiên cứu. Tế bào gốc của da còn lại núp trong ổ kín ở chân tóc (niche).

Kiến thức về nguồn gốc của các nhóm tế bào gốc và sự hiện diện của tế bào gốc trong mỗi cơ rất quan trọng trọng nổ lực nghiên cứu cách sử dụng chính tế bào gốc tương năng và đơn năng có sẳn trong bệnh nhân để chửa các căn bệnh ác tính nhưng không do di truyền. Chúng tôi tin là nổ lực này sẽ xảy ra trong một tương lai rất gần.

Tiềm Năng Dùng Tế Bào Gốc Trong Y Khoa và Sự Cảnh Giác Của Quần Chúng Đối Với Những Tiếp Thị Liệu Pháp Tế Bào Gốc

Tế Bào Gốc Đa Năng và tương năng là hai loại tế bào gốc mà các KHG trên thế giới hiện nay đang đổ dồn nghiên cứu để ứng dụng vào những phương pháp mới để trị các căn bệnh hiểm nghèo. Trong đó các tế bào đã bị hư hại và không còn làm việc được nữa, do đó cần phải thay thế.  Ngành y khoa mới này được gọi là “y học tái tạo” (regenerative medicine).  

Trên lý thuyết, các tế bào gốc đa năng hoặc tương năng khi được đặt vào đúng điều kiện của môi trường, chúng có thể biệt hóa thành đúng loại tế bào chuyên biệt. Do đó cấy chúng vào cơ quan bị hư hại với hy vọng là tế bào gốc đa năng hoặc tương năng sẽ tự sinh sản và biệt hóa để phát triển thành loại tế bào cần thiết là việc khả thi, nếu chúng ta biết điều kiện cần thiết đó của môi trường cho mỗi cơ quan là gì. Do đó các khoa học gia đang nỗ lực nghiên cứu để biến việc này thành hiện thực. 

Tuy nhiên trong thực tế hiện nay, những thử nghiệm để dùng các tế bào gốc để trị bệnh chỉ mới bắt đầu. Những tế bào mới được biệt hóa từ tế bào gốc trong môi trường phòng thí nghiệm, hoặc trong các động vật được dùng làm thí nghiệm như chuột, tuy mang hình dáng và nhiều dấu hiệu căn bản giống như loại tế bào mong muốn, khả năng hoạt động của các tế bào mới này có bình thường hay không vẫn chưa rõ. Tương tự, vấn đề an toàn và hậu chứng gây ra bởi liệu pháp tế bào gốc trên các động vật được thí nghiệm cũng vẫn chưa được rõ.

Đây là vấn đề quan trọng nhất trong y học tái tạo, vì mục đích là tái tạo các cơ quan của một cơ thể bệnh hoạn để giúp có một cá thể tốt hơn, khoẻ mạnh hơn, sống lâu hơn chứ không phải là ngược lại.  Bài học đầu tiên chúng ta có là từ việc “cloning” con cừu “Dolly The Sheep” vào năm 1996.

Trở lại câu chuyện KHG Gordon và con ếch “clone” vào năm 1962. Suốt 34 năm sau Gurdon, một số khoa học gia vẫn tiếp tục thách thức y giáo điều tế bào gốc.  Họ đã nghĩ rằng nếu khám phá của KHG Gordon có thể xảy ra trong con ếch, nó có thể xảy ra cho động vật cao cấp hơn. Họ đã cải tiến kỹ thuật hoán chuyển hạt nhân và áp dụng vào động vật cao cấp hơn như cừu, chuột, chó, mèo v.v…

Thành công đầu tiên vào năm 1996 là việc “cloning” con cừu “Dolly The Sheep” do KHG Ian Wilmut và các cộng sự viên ở University of Edinburgh Phần Lan.  Họ chọn con cừu vì họ đang sẳn dùng giống vật này trong những nghiên cứu khác của họ. Họ đã thành công “chế tạo” cô cừu “Dolly The Sheep” là con cừu “clone” của một con cừu khoẻ mạnh bằng cách sau:

1)-Họ lấy trứng của con cừu cái thứ nhất, hút bỏ hạt nhân đi, 2)- sau đó thế vào bằng hạt nhân được rút ra từ tế bào da là tế bào đã biệt hóa của một con cừu thứ hai (là con cừu khoẻ mạnh họ muốn “clone”), 3)- sau đó nuôi trong một môi trường thích hợp trong phòng thí nghiệm, để phát triển thành những tế bào gốc toàn năng để tạo thành túi phôi và 4)- gởi túi phôi mới tạo được vào tử cung của một con cừu cái thứ ba để nó nuôi dùm. Túi phôi phát triển thành một chú cừu con tạm hoàn chỉnh, là “clone” của con cừu thứ hai. 

Thí nghiệm cloning cô cừu Dolly đã có một tỷ lệ thành công rất thấp. Cô được sinh ra sau khi 277 trứng đã được sử dụng để tạo những tế bào gốc đầu tiên để tạo phôi, chỉ có 29 phôi được tạo thành.  Khi 29 phôi được gởi vào tử cung của các con cừu cái để phát triển, chỉ có ba con cừu con được sinh ra, trong đó chỉ có một con còn sống. Cô cừu Dolly đã chết yểu lúc 7 tuổi, bằng nửa tuổi thọ trung bình của giống cừu.

Ngay sau đó thì thành công trong “cloning” của các động vật hửu nhủ khác như bò, chuột, chó, mèo v.v… được công bố. Các KHG đã thành công trong các thí nghiệm này, kể cả nhóm KHG Ian Wilmut, đều đồng ý rằng:

Trong quá trình thí nghiệm cloning động vật hữu nhũ, gần 98 % của những thí nghiệm “cloning” kết thúc trong thất bại. Phôi hoặc là không thích hợp cho việc cấy ghép vào tử cung, hoặc chết trong thời gian quá trình mang thai hoặc ngay sau khi sinh. Ngay cả có thể sống được, những bản sao động vật bất thường về di truyền. Chúng bị lão hóa rất mau, tuổi thọ bị rút ngắn, hoặc sinh ra với trái tim khiếm khuyết, có vấn đề về phổi, bị tiểu đường, bị các biến chứng của mạch máu và hệ thống miễn nhiễm v.v…

Trong khi phương pháp hoán đổi hạt nhân vào trứng của giống cái, có thể tạo được cả tế bào gốc toàn năng trong các động vật hạ cấp như ếch, cừu, chuột nhắt, chuột cống, thỏ, mèo, heo, lừa, ngựa, v.v… chúng ta có thể thực hiện việc đó cho con người không? Với những kiến thức của nhân loại về sự tiến hóa, động vật cao cấp từ giống dã nhân (primates) cho tới nhân loại, cơ thể cực kỳ phức tạp và do đó việc cloning rất khó khả thi và có lẽ không thể nào xảy ra được. 

Dĩ nhiên đối với giới KHG thì đây là một thử thách lớn hơn. Và tham vọng là chỉ để clone các tế bào gốc để chửa bệnh chứ không phải chế tạo hoàn toàn một con người mới. Nhất là khi ta đã hiểu được là bằng phương pháp “cloning”, con vật được sinh ra là con vật bệnh hoạn chứ không khoẻ mạnh như con vật được sinh bằng phương pháp thiên nhiên, là sự hợp thành của trứng từ mẹ và tinh trùng từ cha.

Các khoa học gia có thể “clone” được tế bào gốc của con người được không? Và tiêu chuẩn để được gọi là tế bào gốc đa năng trong thí nghiệm là gì?

Trong nghiên cứu tế bào gốc của con người hiện nay, tiêu chuẩn để được gọi là tế bào gốc đa năng là 1)-dòng tế bào tạo được phải có khả năng tự sinh sản thành nhiều tế bào mới  (tương tự như tế bào ung thư) và 2)-các tế bào có khả năng biệt hoá thành nhiều loại tế bào chuyên biệt khác nhau.

Mức độ các KHG chứng minh là các loại tế bào được biệt hoá từ tế bào gốc, là các loại tế bào chuyên biệt khác nhau, chỉ giới hạn bằng cách thử các loại protein đặc trưng của loại tế bào, chứ không nhất định là phải chứng minh được rằng chúng có thể hoạt động như tế bào bình thường.

Ở mức độ cao trong phòng thí nghiệm, họ ghép loại tế bào mới được chế tạo vào một giống chuột mà hệ miển nhiểm bị hư.  Nếu tế bào đó phát triển thành quái bứu teratoma, họ có thể kết luận đó là tế bào gốc đa năng.

Đây là điềm rất quan trọng quần chúng cần biết để tránh hiểu lầm khi nghe nói về một phát minh mới về tế bào gốc đa năng của con người.

Woo Suk Hwang, từng là giáo sư tại trường đại học quốc gia Hàn Quốc (South Korea) trước đây đã công bố clone được con bò và chó.  Tuy bằng chứng khoa học không rõ ràng, ông đã trở thành một ngôi sao nổi tiếng của Hàn Quốc, vì chính phủ quốc gia này đã nghĩ rằng những nghiên cứu khoa học về cloning của ông sẽ đem về một lợi nhuận kinh tế khổng lồ cho quốc gia

Năm 2005 ông đã công bố trên tạp chí khoa học Science rằng ông và cộng sự viên đã thành công trong việc tạo tế bào gốc đa năng của phôi thai con người, bằng phương pháp hoán đổi hạt nhân.  Công bố này đã tạo một tiếng vang lớn và ông đã được coi như là anh hùng quốc gia của Hàn Quốc.  Tuy nhiên, chỉ một năm sau trường đại học quốc gia Hàn Quốc đã điều tra được là các bằng chứng khoa học của ông Hwang là giả tạo. Ông Hwang bị án tù và trở nên nổi tiếng toàn thế giới với sự mất đạo đức trong khoa học này.

Năm 2007, KHG Shoukhrat Mitalipov và nhiều cộng tác viên tại University of Oregon, Hoa Kỳ đã thành công trong việc tạo tế bào gốc phôi thai của giống khỉ rhesus bằng phương pháp hoán đổi hạt nhân, tương tự như phương pháp đã dùng để chế tạo cô cừu Dolly. Khác với các động vật hửu nhủ cấp thấp mà cloning đã đưa tới đậu thai, không có một tế bào gốc phôi thai của giống khỉ được tạo thành có thể phát triển thành bào thai. Thêm vào đó, tỷ lệ thành công vẫn còn rất thấp. Nhóm KHG Mitalipov chỉ sản xuất chỉ 2 dòng tế bào gốc từ 304 trứng.

Nếu thí nghiệm này được thử trên con người, chỉ việc kiếm phụ nữ hiến tặng trứng cũng là một điều khó… Mỗi phụ nữ một tháng chỉ rụng một trứng!

Tuy nhiên vào lúc này thì thành công này của Nhóm KHG Mitalipov bị lu mờ bởi những thành đạt lớn vào năm 2006 của các KHG Kazutoshi Takahashi và Shinya Yamanaka của Kyoto University, Nhật Bản, trong sáng tạo một phương pháp mới để chế tạo tế bào gốc đa năng thẳng từ một tế bào da của con người mà không cần phải dùng trứng từ phụ nữ.  Đề tài sẽ được trình bày trong phần sau.

Cô Cừu Dolly The Sheep Bị Thương Mãi Lợi Dụng

Trở lại với cô cừu Dolly. Các khám phá khoa học về khả năng “cloning” động vật hửu nhủ rất quan trọng vì nó chứng minh được việc “clone” của một cá thể mới, có tính gene căn bản y hệt một động vật hữu nhũ đã trưởng thành là việc khả thi. Tuy nhiên chất lượng của cá thể mới thì hoàn toàn khác biệt. Thí dụ chúng bị chết yểu như cô “Dolly The Sheep”.  Giống cừu được clone đầu tiên chỉ là sự ngẫu nhiên chứ không phải chúng có điều gì đặc biệt hơn các giống vật khác đã được clone.

Tuy nhiên, ngược lại với khoa học thực nghiệm, khoa học giả tưởng và truyền thông điện ảnh giải trí đã dựng lên hình ảnh của một cô “Dolly The Sheep” trẻ trung và khỏe mạnh và cho rằng trong các bào thai của giống cừu, có những chất có thể giúp con người “trẻ mãi không già”.

Sự sai lầm trầm trọng trong suy nghĩ này không may lại xảy ra nhiều nhất, chính trong cộng đồng người Việt chúng ta, bắt đầu từ trong nước, nay đã lan ra hải ngoại.  Có lẽ là do hoàn cảnh xã hội nên khoa học sinh hóa trong nước không có dịp phát triển và do đó các tài liệu đúng đắn về khoa học, y sinh hóa bằng Việt ngữ rất hiếm hoi. Trong khi đó các tiếp thị với những tin tức sai trái và hứa hẹn thất thiệt, nhằm mục đích thương mãi thì được phổ biến rầm rộ khắp nơi.

Đây chính là lý do gần đây trong cộng đồng người Việt, bắt đầu từ trong nước, nay lan ra đến Hoa Kỳ, Úc, và Canada, có một phong trào dùng serum là chất huyết thanh hoặc extract tức là chiết xuất từ bào thai cừu hoặc cừu non trong tiếp thị thẩm mỹ, hoặc dinh dưỡng chức năng với niềm hy vọng hão huyền sẽ được “trẻ mãi không già” và “tìm lại tuổi xuân”.

Các sản phẩm mạo nhận là được sản xuất tại Đức Quốc bởi công ty “Stammzelle”. Đây là một sự hổ thẹn cho người Việt chúng ta vì nước Đức là một quốc gia có văn hóa cao, ít khi nào người dân Đức bị vướng vào những vụ lường gạt xuẩn động như vậy; và nước Đức cũng không có công ty nào mang tên “Stammzelle” vì đây là một danh từ chung tiếng Đức có nghĩa là tế bào gốc!

Nguy hiểm hơn nữa, trong thí nghiệm cho thấy các kích thích tố có mặt trong các loại huyết thanh và chiết xuất của cừu non này, có thể chuyển hóa tế bào gốc của da một cách bất thường, thành các quái tế (là một loại tế bào gốc bất thường).  Một sự phát triển bất thường của tế bào gốc trong nhiều năm có thể là nguyên do của sự hình thành quái bướu (teratoma) hoặc nhiều loại ung thư khác.

Teratoma là một loại ung thư phát triển từ tế bào gốc. Tiếng Việt gọi là quái bứu vì nó là một khối u bứu, đóng gói với các thành phần mô hoặc cơ quan khác nhau. Thông thường là các loại tế bào khác nhau.  Nhưng trong nhiều trường hợp quái bứu chứa cả các cơ quan khác nhau như tóc, răng, xương, và rất hiếm khi, các cơ quan phức tạp hơn như mắt, bàn tay, bàn chân, hoặc cả thân.

Do đó chúng ta cần nắm vững là các tiếp thị tế bào gốc và liệu pháp tế bào gốc đang có trên thị trường hiện nay không có kiểm chứng và không thể tin được.

Chỉ khi nào các thử nghiệm lâm sàng cần thiết được hoàn thành, và cho thấy phương pháp điều trị bằng tế bào gốc được an toàn và công hiệu để trị bệnh, thì những liệu pháp tế bào gốc mới được phép của chính phủ cho phổ biến đến quần chúng.

Hiện nay liệu pháp tế bào gốc đã được phép sử dụng chỉ giới hạn trong việc cấy ghép tủy xương và một và dòng tế bào gốc đã được gây từ máu dây rốn của em bé (umbilical cord blood) để trị một vài căn bệnh hiểm nghèo của máu như ung thư. Đây là liệu pháp dùng tế bào gốc đã đã có sẳn trong y học từ nhiều năm, sẽ được thảo luận ở phần sau.

Ngoài ra tất cả các liệu pháp tế bào gốc khác vẫn còn trong thí nghiệm lâm sàng (clinical trials) và kết quả vẫn chưa đủ chứng minh là có thể dùng được trên bệnh nhân.  Do đó vẫn không được  chấp thuận bởi FDA. Các thí nghiệm lâm sàng chỉ được cho phép tại các trung tâm thử nghiệm của các học viện được chấp thuận của hội đồng giám định và FDA, chứ không phải các phòng mạch bác sĩ hoặc thẩm mỹ viện.

Nỗ Lực Của Các Khoa Học Gia Vượt Qua Các Trở Lực Trong Nghiên Cứu Liệu Pháp Tế Bào Gốc

Tâm điểm của nổ lực nghiên cứu “liệu pháp tế bào gốc” trong y học tái tạo vẫn là phải tìm hoặc chế tạo được nguồn cung cấp của tế bào gốc đa năng và tương năng mà có thể ghép vào cơ thể được một cách an toàn và hiệu quả.

Khởi đầu, phần lớn những kết quả khả quan trong thí nghiệm để biệt hóa tế bào gốc đa năng thành tế bào chuyên biệt, được gặt hái từ thí nghiệm dùng tế bào gốc lấy từ phôi thai (ESCs) vì đây mới chính là tế bào gốc đa năng mang đầy đủ đặc tính thiên nhiên.  Loại tế bào gốc này không có trong con người khi đã phát triển hoàn chỉnh.

Năm 1998 KHG James Thomson và cộng tác viên ở University of Wisconsin-Madison, Hoa Kỳ lần đầu tiên đã tách tế bào gốc đa năng của con người từ túi phôi và cấy trong phòng thí nghiệm để tạo một nguồn cung cấp lớn. Tuy nhiên, có hai trở lực căn bản trong việc sử dụng tế bào gốc lấy từ phôi thai: 

Thứ nhất về vấn đề đạo đức, một số quần chúng tin là sự sống bắt đầu từ lúc thụ tinh của trứng từ mẹ và tinh trùng từ cha.  Như vậy phá đi một bào tử để gặt hái ESCs là đã giết đi một sinh mệnh do đó phi đạo đức. Một số quần chúng khác tuy không tin là sự sống bắt đầu từ lúc thụ tinh, nhưng cho rằng việc sử dụng ESCs sẽ dẫn đến sự lạm dụng trong việc tạo phôi tử trong phụ nữ cho mục đích thương mãi. Ở nước Đức, chính phủ ngăn cấm việc bản quyền các khám phá khoa học đạt được từ việc sử dụng tế bào gốc lấy từ phôi thai.

Thứ hai, tế bào gốc hESCs cũng vẫn bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm khi được ghép vào động vật: Có ý kiến cho rằng tế bào gốc vì chưa biệt hóa cho nên chưa thể hiện các protein bị nhận diện bởi hệ thống miễn nhiễm và sẽ không bị từ chối bởi người nhận. Tuy nhiên vào năm 2008, thí nghiệm của các KHG Rutger-Jan Swijnenburg, Sonja Schrepfer, and Joseph C. Wu của trường đại học Stanford đã cho thấy tế bào gốc hESCs khi được cấy vào thú vật thí nghiệm cũng vẫn bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm của bên nhận. 

Như vậy, liệu pháp tế bào gốc bằng tế bào gốc đa năng ESCs cũng giống như phẫu thuật ghép các cơ quan khác của cơ thể như ghép gan, thận phổi v.v…, cũng bị những trở lực lớn như bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm của bệnh nhân (immune rejection). Tế bào gốc, cũng như các tế bào đã biệt hóa, có chứa các proteins bị nhận diện bởi hệ thống miễn nhiễm của cơ thể mặc dầu ít hơn. 

Do đó khi ghép tế bào gốc mang tính gene khác biệt vào cơ thể trưởng thành, chúng cũng bị coi như là kẻ lạ và sẽ bị từ chối và tiêu hủy bởi các tế bào miễn nhiễm của người nhận.  Ngay cả trong trường hợp nếu chúng tránh được sự nhận diện lúc đầu, chỉ trong một thời gian ngắn khi chúng biệt hóa thành tế bào chuyên biệt trưởng thành, với tất cả các protein của loại gene khác biệt thì chúng hoàn toàn trở thành kẻ lạ và sẽ bị tiêu hủy.  Do đó trị liệu bằng thuốc để tê liệt hệ thống miễn nhiễm, để giúp các tế bào được ghép khỏi bị từ chối, sẽ không khác các trường hợp phẫu thuật ghép các cơ quan khác của cơ thể như ghép gan, thận phổi v.v…

 

Để có một giải pháp khác, các KHG đã nghĩ đến cách chế tạo một loại tế bào gốc đa năng của chính bệnh nhân bằng cách tái lập trình gene trong hạt nhân của tế bào đã biệt hoá từ bệnh nhân.

 

Năm 2006, các KHG Kazutoshi Takahashi và Shinya Yamanaka của Kyoto University, Nhật Bản đãsáng tạo một phương pháp mới để chế tạo tế bào gốc đa năng thẳng từ tế bào mô mà không cần phải dùng trứng từ động vật cái. Loại tế bào gốc đa năng được chế tạo này được gọi là “induced pluripotent stem cells” (iPSCs), tạm gọi là tế bào gốc đa năng nhân tạo.

 

Nguyên lý của việc tái lập trình gene cũng đơn giản. KHG Shinya Yamanaka đã từng nghiên cứu về nguyên lý biệt hóa của tế bào gốc và ông biết những gene có thể ngăn cản không cho tế bào gốc biệt hoá.  Ông và KHG Kazutoshi Takahashi có thể lựa chọn 4 trong các gene đó và đưa ngược vào tế bào fibroblast của con chuột bằng phương pháp chuyển nhiễm sắc tố vào hạt nhân (transfection).  Fibroblast là loại tế bào đã biệt hóa với nhiệm vụ chế tạo các mô kết nối như chất collagen trong da.

 

Khi proteins của 4 loại gene này được chế tạo nhiều trong tế bào fibroblast, chúng tạo áp lực lên lập trình gene của hạt nhân và khiến tế bào biến ngược trở lại thành tế bào gốc đa năng tương đối giống như tế bào gốc đa năng trong phôi thai. Ông gọi loại tế bào gốc đa năng này là iPSCs.

Khám phá của ông rất quan trọng vì đã chứng minh việc chế tạo tế bào gốc đa năng trực tiếp từ một tế bào đã biệt hóa bằng phương pháp kích thích gene này khả thi. Tuy nhiên, liệu iPSCs có đủ tiềm năng thiên nhiên như tế bào gốc đa năng trong phôi thai, còn đang được nghiên cứu.

Năm 2007, KHG James Thomson và các cộng tác viên ở University of Wisconsin-Madison ở Hoa Kỳ, và nhóm KHG Shinya Yamanaka đã dùng phương pháp này để chế tạo tế bào gốc đa năng iPSCs của con người.  Khám phá này đem vấn đề liệu pháp tế bào gốc gần với hiện thực hơn. 

 

 

 

Các thử nghiệm lâm sàng trên người đầu tiên sử dụng iPSCs đã được sự chấp thuận của Bộ Y tế Nhật Bản và sẽ được tiến hành vào năm 2014 tại Kobe và sẽ thí nghiệm trên bệnh nhân bị bệnh võng mạc mắt thoái hóa.

 

 

 

 

 

Tế bào gốc iPSCs cũng vẫn bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm khi được ghép vào động vật

Trên lý thuyết miễn nhiễm của phẫu thuật ghép, trong trường hợp các cá thể cho và nhận có cùng một tính gene như của trẻ sinh đôi cùng trứng, các cơ quan sẽ không bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm.  Như vậy ta có thể dự đoán rằng tế bào gốc iPSCs vì có cùng một tính gene nên sẽ không bị từ chối. Sự thật không xảy ra như dự đoán. Vào năm 2011 thí nghiệm của các KHG Tongbiao Zhao, Zhen-Ning Zhang, Zhili Rong và Yang Xu của University of California, San Diego đã cho thấy rằng tế bào gốc nhân tạo iPSCs cũng vẫn bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm.

Khám phá này rất quan trọng, vì đã chứng minh rằng hệ thống miễn dịch của mỗi cá thể được xây dựng không những trên tính gene (genome) mà còn trên bề mặt của nhiễm sắc thể và tính gene (epigenome). Tính hóa trên bề mặt nhiễm sắc thể của hạt nhân gốc của iPSCs đã bị thay đổi, do các hoạt chất mới được tạo thành trong môi trường của quá trình nuôi dưỡng loại tế bào gốc này. Chúng tôi gọi hiện tượng này là “epigenome mutation”.  Tạm dịch là “đột biến trên bề mặt của nhiểm sắc thể”.

Hiểu sâu hơn, epigenome bao gồm các thay đổi hóa học trên bề mặt DNA và protein histone trong hạt nhân tế bào của một sinh vật, có thể dẫn đến những thay đổi trong đặc tính của nhiễm sắc thể và thay đổi chức năng của gen, xảy ra một cách khác biệt theo môi trường phát triển, từ một tế bào gốc toàn năng cho đến khi trở thành những tế bào đã biệt hóa trong một cá thể trưởng thành. Do đó epigenome cũng có thể được thay đổi ngược lại phần nào theo điều kiện môi trường.

Đây chính là nguyên lý của kỹ thuật tái lập trình của tính gene (reprogramming) để chế tạo tế bào gốc đa năng nhân tạo từ tế bào của một cá thể đã trưởng thành; và ngược lại, cũng là nguyên lý của sự đột biến trên bề mặt của nhiểm sắc thể mà chúng ta không muốn xảy ra.  Sự đột biến bề mặt nhiểm sắc thể này là nguyên nhân đưa đến sự thiếu hoàn chỉnh của tế bào được biệt hóa từ tế bào gốc nhân tạo trong hoạt động của chúng, cũng như lý do chúng bị từ chối bởi chính người mang hạt nhân sinh ra chúng.

Đáng tiếc là phản ứng bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm có thể xảy ra cho cả hai loại tế bào gốc hESC, iPSCs, và cả tế bào gốc nhân tạo NT-ESCs sẽ được trình bày vào phần sau.

Như vậy nổ lực sắp đến của các KHG trong ngành y khoa tái tạo là tìm phương cách để giúp các tế bào gốc nhân tạo tránh được những đột biến bề mặt nhiểm sắc thể không cần thiết.

Vì các Loại tế bào gốc đa năng được chế tạo bằng phương pháp kích thích gene, hoặc hoán chuyển hạt nhân dùng hạt nhân trong tế bào của chính người nhận, vấn đề tranh luận về đạo đức được giảm thiểu rất nhiều. Do đó các khám phá khoa học quan trọng của các KHG Shinya Yamanaka và John Gurdon để tạo các loại tế bào gốc đa năng iPSCs và NT-ESCs, có thể cải tiến để áp dụng vào y khoa tái tạo, đã được trân trọng với giải thưởng Nobel Prize về y học cho hai khoa học gia này vào năm 2012. KHG Kazutoshi Takahashi được trao tặng 2012 Robertson Prize của The New York Stem Cell Foundation.

Tế Bào Gốc Đa Năng Nhân Tạo NT-ESCs

Trở lại giải pháp củ để chế tạo tế bào gốc đa năng, là phương pháp hoán chuyển hạt nhân (Nuclear Transfer, viết tắt là NT). Loại tế bào gốc đa năng này được gọi tắt là NT-ESCs, được chế tạo bằng cách lấy trứng của giống cái, hút bỏ hạt nhân đi, sau đó thế vào bằng hạt nhân được rút ra từ tế bào đã biệt hóa của một cá thể khác, sau đó nuôi trong môi trường thích hợp đề biến chúng trở thành gần giống như tế bào gốc toàn năng trong phôi tử.  Đây là phương pháp của KHG John Gurdon dùng trên trứng ếch năm 1962 và sau hết là KHG Shoukhrat Mitalipov với tế bào gốc toàn năng của túi phôi được tạo thành từ tế bào da của con khỉ vào năm 2007.

Vào ngày 15 tháng 5, 2013, trên tạp chí khoa học “Cell” nhóm KHG Shoukhrat Mitalipov của University of Oregon, Hoa Kỳ đã tuyên bố đã thành công trong việc tạo tế bào gốc phôi thai của con người bằng phương pháp hoán đổi hạt nhân. Phương pháp của họ có hơi khác phương pháp của ông Hwang ở Hàn Quốc trong vụ tiếng tăm năm 2005. 

Chỉ một vài ngày sau thì đã có đọc giả lên tiếng, cho biết có lỗi lầm trong dữ liệu đã xuất bản, và một tháng sau, KHG Shoukhrat Mitalipov đã công bố trên tạp chí “Cell” chấp nhận các lỗi lầm trong dữ liệu, tuy nhiên ông cho rằng các lổi lầm này không ảnh hưởng đến kết luận họ đã công bố trước đây. Do đó sự thật sẽ được kiểm chứng lại bởi các KHG độc lập trong thời gian sắp đến, khi các “clone” của loại tế bào gốc đa năng này được phổ biến.

Khi phân tích các công bố về một khám phá của một loại tế tào gốc đa năng, hoặc toàn năng mới của con người trong nghiên cứu, chúng ta cần phải hiểu mức độ các khoa học gia dùng để định nghĩa tế bào gốc nhân tạo trong phòng thí nghiệm.

Ở mức độ thấp là chứng minh sự hiện diện của một số gene đang hoạt động và protein tương tự tế bào gốc thiên nhiên (stem cell profile) chứ không phải tất cả các gene. Ở mức độ cao là chứng minh khả năng tự phân chia bất tận và biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau.  Như trong trường hợp nghiên cứu của KHG Mitalipov, ông đã chứng minh là loại tế bào gốc đa năng nhân tạo của con người này có thể biến thành quái bướu teratoma, trong đó các tế bào có thể tự phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào ung thư khác nhau trong con chuột. 

Khi tin tức được diển dịch lại qua các báo chí phổ thông người đọc thường hiểu lầm là những tế bào biệt hóa từ loại tế bào gốc đa năng nhân tạo đã được chứng minh là những tế bào biệt hóa có tính năng y hệt như trong thiên nhiên. Điều đó vẫn chưa làm được.

Trên lý thuyết, dựa trên những kinh nghiệm nghiên cứu của chúng tôi về tế bào da, các kết quả đạt được của nhóm KHG Shoukhrat Mitalipov, từ hạt nhân của tế bào da trong điều kiện của môi trường trứng đã bị biến đổi, để tạo thành các loại “tế bào gốc” đa hoặc tương năng có thể phát triển thành quái bướu teratoma là một sự khả thi. 

Hiện nay các nghiên cứu về tế bào gốc phát triển rất nhanh và càng phát triển thì những câu hỏi mới càng được đặt ra. Các câu hỏi chính vẫn là:

1)-Làm sao có được tế bào gốc đa năng có đặc tính giống như tế bào gốc đa năng trong phôi thai.

2)-Làm sao định được đúng môi trường ảnh hưởng (nitche) và những yếu tố cần có để giúp tế bào gốc được ghép vào, sẽ hoặc được giữ yên (quiescent) ở dạng tế bào gốc, hoặc tự sinh một cách đúng mức và biệt hóa thành đúng tế bào cần thiết, chứ không phải tế bào ung thư hoặc quái tế (monster cell).

3)- Làm sao cải tiến phương pháp cloning cho hiệu quả hơn.  Thí dụ khả năng thành công để chế tạo iPSCs hiện nay chỉ có khoảng 0.1-0.5 %.

4)- Làm sao các tế bào gốc khi được ghép và khi biệt hóa sẽ không bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm của người nhận.

Qua các diển tiến trong phát triển sáng kiến, nỗ lực, và tham vọng trong việc tìm đến một liệu pháp tế bào gốc thật sự như chúng tôi đã kể qua, hẳn độc giả cũng đã thấy sự việc không đơn giản như các quảng cáo thương mãi như rút mỡ bụng, hoặc máu có chứa tế bào gốc, chích vào da mặt thì sẽ biến thành tế bào da; hoặc uống hoặc chích các kích thích tố có trong các loại chiết xuất hoặc serum của cừu non hay bào thai cừu, thì sẽ “trẻ mãi không già” và “tìm lại tuổi xuân”.  Đó là chuyện không những phản khoa học và không khả thi, mà lại còn để lại các hậu chứng nguy hiểm đến sức khoẻ về sau này nữa.

Liệu pháp tế bào gốc từ máu và dây rốn- Nguyên Lý của Phản Ứng Từ Chối của Hệ Miển Nhiểm Trong Phẩu Thuật Cấy Ghép Tế Bào

Trong khi đi tìm những phương pháp mới cho y học tái tạo, các KHG không quên tìm cách cải tiến những liệu pháp có liên quan đến tế bào gốc đã có sẵn. Đó là liệu pháp ghép tủy xương đã có từ năm 1957. Liệu pháp này bao gồm tiêu hủy hoàn toàn máu ung thư của bệnh nhân bằng tia phóng xạ hoặc hóa chất và sau đó thế vào bằng tủy xương từ người hiến tặng có loại máu phù hợp. Các tế bào gốc từ tủy xương sẽ phát triển thành tất cả các tế bào, hồng huyết cầu và bạch huyết cầu, của dòng máu mới.

Tủy xương phải lấy từ người cho có loại máu phù hợp là điều quan trọng nhất. Từ năm 1957 phương pháp ghép tủy xương của BS Donnall Thomas chỉ rất hạn chế trong bệnh ung thư máu (leukemia) vì bệnh nhân không có cơ hội sống nếu không được chửa, và trong trường hợp người cho và nhận phải là trẻ song sinh cùng trứng (identical twin), vì nếu khác thì sẽ bị phản ứng từ chối của hệ miễn nhiễm và đưa tới tử vong.

Đến năm 1958, KHG Jean Dausset ở Pháp khám phá hệ thống kháng nguyên tương thích của hệ thống miễn nhiễm của con người (HLA). Đó là các protein trên bề mặt của hầu hết các tế bào trong cơ thể, mà hệ thống miễn dịch sử dụng để xác định các tế bào thuộc trong cơ thể, hoặc tế bào lạ, để nó có thể tự bảo vệ mình từ sự xâm nhập của vi khuẩn hoặc vi trùng gây bệnh.

Khám phá này cũng giải thích được lý do trong việc cấy ghép tủy xương, hệ thống miễn nhiễm có trong tủy của người tặng, sẽ phản ứng chống lại cơ thể bệnh nhân hoặc ngược lại. Vì vậy, các bác sĩ bắt đầu tập trung vào việc tìm người cho và nhận tủy có mức độ phù hợp của các kháng nguyên tương thích HLA cao để tránh bị phản ứng từ chối.  Do đó giúp việc cấy ghép có cơ hội thành công cao hơn.

Kiến thức về hệ thống HLA đã từ từ phát triển nhiều hơn, đủ để cho phép kỹ thuật lựa chọn loại máu phù hợp tốt hơn. Đến năm 1968 BS Robert Good tại Đại học Minnesota, Hoa Kỳ đã thực hiện thành công ca ghép tủy xương giữa anh chị em đầu tiên: người nhận là một em bé bốn tháng tuổi đã bị hội chứng suy giảm miễn nhiễm ác tính di truyền (inherited severe combined immunodeficiency syndrome).  Căn bệnh di truyền đã cướp mạng sống của 11 bé trai trong dòng họ của em.  Người cho tủy là người chị 8 tuổi có loại máu với HLA phù hợp nhất.

Đến năm 1973 thì ca ghép tủy xương giữa người không thân thích đầu tiên đã được thực hiện thành công, ở trung tâm ung thư Memorial Sloan-Kettering ở  New York.

Khám phá hệ thống kháng nguyên tương thích của hệ thống miễn nhiễm của con người của KHG Jean Dausset đã giúp phẩu thuật cấy ghép cơ phận và tế bào tiến một bước rất xa. Ông được trao tặng Nobel Prize về y khoa năm 1980.

 

 

Vì việc tìm người cung cấp tủy xương có loại máu phù hợp với bệnh nhân là khó nhất và quan trọng nhất trong việc ghép tủy xương, năm 1980 ngân hàng tủy xương vô vụ lợi lần đầu tiên ra đời.

Năm 1984 Quốc Hội chính phủ Hoa Kỳ ra đạo luật “National Organ Transplant act” chấp thuận thành lập Chương Trình Hiến Tủy Quốc Gia (National Marrow Donor Program - NMDP) (1986). Cơ quan được hỗ trợ bởi hội Chữ Thập Đỏ Hoa Kỳ, và đặt trụ sở tại thành phố Saint Paul. Đến cuối năm 1986, 39 trung tâm hiến tủy trong 22 tiểu bang đã gia nhập NMDP. Nay thì các trung tâm hiến tủy và máu dây rốn em bé (umbilical cord blood) và trung tâm giải phẫu cấy ghép trong mạng lưới của NMDP đã có trên 35 quốc gia trên thế giới (www.nmdp.org).

Công nghệ cho việc cấy ghép tế bào tiếp tục phát triển, và NMDP đã sẵn sàng để thích ứng với những thay đổi đang xảy ra. Mục đích chính của việc ghép tủy xương là dùng nguồn tế bào gốc của máu trong tủy xương. Trong tủy xương, trong mỗi 10.000 đến 15.000 tế bào là một tế bào gốc.

Bởi vì mổi ngày tế bào gốc trong tủy được đưa vào trong máu của chúng ta để tạo thành tế bào máu mới, trong máu tỷ lệ giảm xuống còn 1 tế bào gốc trong 100.000 tế bào máu. Kỹ thuật mới đã cho phép chúng ta tập trung riêng được lượng tế bào gốc trong máu và đem ra ngoài do đó không cần phải khoan xương để lấy tủy nữa.

Ngày nay động từ “hiến tủy” và “ghép tủy” để dùng tế bào gốc của máu trong tủy xương bắt đầu đi vào dĩ vãng. Kỹ thuật mới đã cho phép chúng ta bắt đầu dùng động từ mới: “hiến tế bào gốc” và “ghép tế bào gốc”

Kỹ thuật này kích thích các tế bào di chuyển từ tủy vào máu với số lượng lớn hơn, bằng cách tiêm vào người hiến máu một loại phân tử tín hiệu (cytokine) vài ngày trước khi hiến máu.  Khi hiến máu, máu được truyền qua máy để lựa ra tế bào mang dấu CD34 và phần còn lại thì trả về cơ thể người hiến. Tế bào mang dấu CD34 là hổn hợp nhiều loại tế bào trong đó có một phần lớn là các tế bào gốc.

Ngày nay, người ta có thể tìm kiếm một máu phù hợp từ hơn 6 triệu người tình nguyện hiến tủy và hơn 50.000 đơn vị máu từ dây rốn em bé từ NMDP. Con số sẽ tăng lên rất nhiều khi quần chúng hiểu rõ hơn về sự đơn giản của phương pháp hiến tế bào gốc trong máu khi cần và sự quan trọng khi nó được dùng để cứu sinh mạng của người khác. Các công cụ điện tử phần mềm tân tiến dựa trên internet sẽ sớm cho phép các trung tâm cấy ghép tìm kiếm bệnh nhân, và kết hợp lựa chọn DNA hợp máu của người hiến một cách nhanh chóng, chặt chẽ và hiệu quả hơn.

Tế Bào Gốc Từ Máu Dây Rốn Em Bé (umbilical cord)

Đây là vấn đề nhậy cảm mà quần chúng cần hiểu rõ để phân biệt các tin tức lệch lạc mà các công ty tư nhân thủ lợi tung ra ào ạt trên các mạng lưới quảng cáo (advertisement) và các tin tức đúng đắn từ các cơ quan y tế của chính phủ và các học viện y khoa qua những công bố khoa học (publication).

Nghệ thuật quảng cáo và điện ảnh ngày nay tiến bộ vượt bực, do đó quần chúng rất khó phân biệt thực hư khi thấy các quảng cáo mang hình ảnh dể hiểu và hấp dẩn của phòng thí nghiệm khoa học, với các nhân viên kỹ thuật mà công ty quảng cáo có thể mua một cách dể dàng từ các hãng phim ảnh. Trong khi đó các công bố khoa học thì khó hiểu hơn.  Chúng tôi đơn giản hóa và tóm tắt các công bố khoa học như sau:

Một nguồn tế bào gốc của máu khác là máu dây rốn em bé mới sinh (umbilical cord). Trong cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990, các bác sĩ đã bắt đầu nhận thấy máu từ dây rốn và nhau thai của con người là một nguồn phong phú của các tế bào gốc, đã hỗ trợ thai nhi phát triển trong thời gian mang thai. Khi các em bé được sinh ra, dây rốn và nhau thai thường bị thải đi.

Kể từ khi thành công đầu tiên cấy máu từ dây rốn cho một trẻ em bị bệnh thiếu máu Fanconi, việc thu và sử dụng nguồn tế bào gốc này đã phát triển nhanh chóng. Từ năm 1992 Trung Tâm Máu New York, được hỗ trợ bởi Viện Y Tế Quốc Gia Hoa Kỳ, đã thâu thập được hơn 20 ngàn mẫu và đã cung cấp hàng ngàn đơn vị máu dây rốn cho bệnh nhân, thường là trẻ em bị các bệnh di truyền ác tính.

Tuy nhiên số lượng tế bào gốc có thể lấy được từ mỗi dây rốn hoặc nhau thai thì quá ít do đó chúng thường chỉ được để dành để ghép cho các em bé bị các bệnh di truyền ác tính. Cho đến nay các nhà khoa học vẫn còn khó khăn để nuôi và khuếch trương số lượng của các tế bào gốc của máu trong phòng thí nghiệm (cell culture) để có thể dùng để ghép cho người lớn.  

Có một số lượng đáng kể các nghiên cứu được tiến hành trên máu dây rốn, để tìm cách khuếch đại số lượng tế bào gốc, và để so sánh các đặc tính sinh học của máu dây rốn với tế bào gốc từ máu người lớn.

Trong khi máu dây rốn là một nguồn cung cấp tế bào gốc có giá trị, các dữ liệu nghiên cứu đã kết luận không có khác biệt lớn về chất lượng trong các tế bào gốc lấy từ nguồn này hoặc thẳng từ máu và tủy xương. Có lẽ ghép tế bào gốc lấy từ dây rốn em bé phần nào đỡ bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm hơn, khi so sánh với tế bào gốc lấy từ máu hoặc tủy của người lớn.

Đã có nhiều tin đồn, phần lớn từ các công ty trữ máu dây rốn để vụ lợi, cho rằng máu dây rốn của con người có chứa các tế bào gốc có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau ngoài tế bào máu và tế bào của hệ thống miễn nhiễm. Cho đến nay, không có công bố bằng chứng khoa học nào để hỗ trợ các ý kiến này.

Với một kiến thức và suy luận căn bản về khoa học, chúng ta cũng có thể hiểu là những tin đồn trên là thất thiệt. Sự tiến hóa hàng triệu năm để có tế bào gốc tương năng của máu, để tạo các tế bào máu chứ không thể là để tạo tế bào da.  Và ngược lại tế bào gốc tương năng của da là để tạo các tế bào da chứ không thể là tế bào máu.

Trong khi có một số thí nghiệm trong mô hình chuột cho thấy, đưa tế bào gốc của máu vào để chữa tổn thương tim hoặc cột sống cho thấy một số tiến triển khả quan.  Đó không phải là do tế bào gốc của máu biệt hoá thành tế bào cơ tim hoặc tế bào thần kinh của cột sống. Kết quả đó là hệ quả của những chất hổ trợ tế bào và chống viêm (cytokines) và chất kích thích tế bào phát triển (growth factors) được tiết ra bởi các bạch huyết cầu được biệt hóa từ tế bào gốc của máu.

Cùng một nguyên tắc dùng tế bào gốc để trị một số bệnh ung thư khác với ung thư máu, hiện còn đang giai đoạn thử nghiệm trên con người.  Trong một vài trường hợp bệnh nhân bị ung thư vì có vấn đề với hệ thống tế bào T và B của hệ miễn nhiễm, mà trong thiên nhiên có nhiệm vụ tiêu hủy các mầm ung thư, bào T và B mới biệt hóa từ tế bào gốc được ghép vào có thể tiêu hủy đi một phần tế bào ung thư.

Tuy nhiên, vì sự nguy hiểm có thể gây tử vong, phương pháp ghép tủy xương hoặc tế bào gốc từ người khác chỉ được dùng hoặc thử nghiệm trên các bệnh nhân không còn cơ hội để sống nữa nếu không được chữa.  Thí dụ như bị ung thư hoặc các bệnh di truyền ác tính.

Nguyên lý này hoàn toàn khác trong trường hợp dùng chính tế bào gốc của bệnh nhân, để trợ giúp trong việc chữa trị ung thư bằng chất phóng xạ hoặc hóa chất (chemotherapy/radiation).  Trước khi được trị, tế bào gốc trong máu của bệnh nhân được đem ra ngoài và trữ sẵn.  Sau khi bệnh nhân được cho chất phóng xạ hoặc hóa chất để giết tế bào ung thư (và cũng giết luôn các tế bào máu), tế bào gốc được đưa vào trở lại cơ thể bệnh nhân để gầy dựng lại một nguồn máu mới, vừa giúp cơ thể hồi phục, vừa giúp tạo một nguồn tế bào miễn nhiễm mới giúp tiêu diệt các tế bào ung thư còn sót lại. Phương pháp này có nhiều triển vọng khả quan.

Khi nhắc đến nguồn tế bào gốc trong dây rốn em bé, có một vấn đề nhậy cảm chúng ta cần để ý. Trong những năm gần đây khi vấn đề “liệu pháp tế bào gốc” trở nên sôi động trong quần chúng, nhiều công ty đã có một cách kinh doanh rất bất công dựa trên yếu tố tâm lý. 

Họ đưa ra những tin thất thiệt như tế bào gốc từ dây rốn của em bé có thể biến thành bất kỳ loại tế bào trong cơ thể và là một nguồn vật liệu vô giá để chữa các bệnh ác tính cho các em nếu xảy ra khi lớn lên… và thậm chí, khi các em về già, vào lúc đó thì khoa học đã tiến bộ đủ để giúp các cụ “cải lão hoàn đồng”, “tìm lại tuổi xuân”, và… “trẻ mãi không già” v.v…

Các công ty này khuyến khích các cặp vợ chồng có con không nên để mất cơ hội duy nhất trong cuộc đời của cháu bé để giữ lại dây rốn, như là nguồn tế bào gốc tự thân để khi cần có thể dùng đến. Họ sẽ phục vụ việc bảo quản các dây rốn đó bắt đầu với giá khoảng 2-10 ngàn đô la và sau đó là các phí tổn bảo quản hàng năm.

Tâm lý các bậc cha mẹ, vì thương yêu con nên dẫu có khó khăn thì cũng ráng cố gắng giữ dây rốn lại, lỡ sau này con có mệnh hệ gì như ung thư máu hoặc bịnh ác tính di truyền thì cũng có cách chữa trị. Thêm vào đó, họ thuyết phục khách hàng là vì tế bào gốc trong dây rốn đó là của các cháu, cho nên khi cần dùng sẽ không bao giờ bị từ chối bởi hệ thống miễn nhiễm của chính các cháu.

Nếu chưa được đọc bài khảo luận này, khi mới nghe thì thật hữu lý.

Sự thật thì nay ta đã hiểu.  Từ năm 1992 ngân hàng máu NMDP đã thâu thập và bảo trì một số lượng lớn máu dây rốn.  Dĩ nhiên người hiến các cuống rốn không phải tốn một phí tổn nào. Chỉ có máu dây rốn tốt từ các em bé lớn lên khoẻ mạnh sẽ được lưu trử để chửa bệnh. Trong trường hợp nếu các em bé cho dây rốn bị bệnh ác tính, chứng tỏ tính gene của em có vấn đề và dĩ nhiên là tính gene của tế bào gốc trong dây rốn đó cũng có vấn đề, máu dây rốn đó sẽ bị thải đi vì không dùng được.

Máu cuống rốn của các em bé khoẻ mạnh còn lại thì rất quí cho các em bé khác không may bị bệnh ác tính.  May mắn thay, theo tinh thần đạo đức nhân loại và năng chức y khoa, tất cả các bộ phận cơ thể con người chỉ có thể được chia sẻ chứ không được bán, dựa trên đạo luật Ghép Tạng Quốc Gia Hoa Kỳ 1984. Do đó các máu dây rốn đã được hiến tặng cho NMDP sẽ được dùng miễn phí cho các em bé không may bị bệnh.

Như vậy nếu con em chúng ta được khoẻ mạnh thì các em không cần phải dùng nguồn tế bào gốc để dành đó.  Nhưng nếu không may các em bị bệnh ác tính và nếu cần phải chữa bằng tế bào gốc, thì nguồn tế bào đó chắc chắn phải từ các em bé khỏe mạnh, chứ không phải của chính các em. Như vậy nguồn tế bào gốc để dành đó của chính các em cũng vô giá trị.

Nếu chúng ta nghĩ là nguồn tế bào gốc đó sẽ hữu dụng trong trường hợp khi các em không bị bệnh di truyền, nhưng không may khi lớn tuổi, một phần phổi bị hư vì hút thuốc nhiều quá hoặc một phần gan bị hư vì uống rượu nhiều quá, thì hy vọng là tế bào gốc còn giữ lại từ hồi mới sinh sẽ giúp tái tạo gan và phổi. Chuyện này trái với thiên nhiên là vì tế bào gốc của máu trong dây rốn là để tạo máu chứ không phải tạo phổi hoặc gan. Do đó trong trường hợp này nguồn tế bào gốc của máu từ dây rốn để dành đó của chính các em cũng vô dụng.

Tuy ngày nay việc dùng tế bào gốc đa năng để tái tạo phần gan hoặc phổi bị hư trong con người chưa xảy ra. Nhưng trong tương lai việc đó có thể xảy ra. Vì các nghiên cứu y học luôn xảy ra song song, đến lúc đó nếu chúng biết cách tái tạo gan/phổi bằng tế bào gốc, chúng ta cũng sẽ biết cách tìm tế bào gốc của chính người bệnh trong những phần gan/phổi chưa bị hư, cấy nhiều thêm trong phòng thí nghiệm và dùng làm nguổn cung cấp tế bào gốc để tái tạo phần gan/phổi bị hư. Theo nguyên lý, trong những trường hợp này, chính các tế bào gốc tương năng có sẳn trong phần gan hoặc phổi còn tốt là loại tế bào gốc thích hợp nhất cho bệnh nhân. Vì lý do trên, tế bào gốc của máu lấy từ dây rốn hồi mới sinh sẽ vô giá trị.

Có ý kiến thương mãi cho rằng khi chúng ta già đi thì các bào tế bào cũng bị lão hóa, vì đuôi telomere của DNA sẽ ngắn đi.  Nếu chúng ta dùng tế bào gốc thâu gặt được từ lúc ta mới sinh để cấy vào cơ thể, vì đuôi telomere của các tế bào đó còn dài nguyên vẹn, nó sẽ giúp chúng ta tái sinh “cải lão hoàn đồng”, “tìm lại tuổi xuân”, và… “trẻ mãi không già”. 

Đây cũng là khoa học giả tưởng và thiếu kiến thức chiều sâu về đặc tính sinh học của tế bào gốc: Chúng bị điều khiển bởi môi trường ảnh hưởng “niche”.  Môi trường lão hóa của cơ thể sẽ biến các tế bào gốc mới được đưa vào đi theo đúng “tuổi” của các tế bào gốc hiện hữu trong môi trường ố kín “niche” và do đó sẽ tự sinh sản theo nhịp điệu của các tế bào gốc đã có sẳn trong cơ thể. Đây chính là một trong những phương cách thiên nhiên giúp chúng ta tránh bị ung thư sẽ được trình bày sau.

Nếu tế bào gốc của máu lấy từ dây rốn hồi mới sinh, có thể sinh sản với tốc độ nhanh chóng như lúc ta mới sinh, bị đưa vào cơ thể chúng ta vào lúc già, mà không thích ứng để thay đổi được tốc độ tự sinh sản, theo nguyên lý, chúng sẽ biến thành một loạt nhiều loại ung thư máu. Dĩ nhiên chúng ta không ai muốn điều đó xảy ra cho con cháu mình lúc chúng về già. Vì lý do trên, giử tế bào gốc của máu lấy từ dây rốn hồi mới sinh cho mục đích “cải lão hoàn đồng” để “trẻ mãi không già” sẽ hoàn toàn vô ích.

Rất oái oăm, tổng số dây rốn doanh thâu được bởi các công ty thương mãi này nhiều gấp mười lần số cuống rốn có trong các ngân hàng máu vô vụ lợi. Chứng tỏ sức mạnh của lối tiếp thị mặc dầu thiếu đạo đức, nhưng rất hiệu quả vì đã đánh vào tâm lý ích kỷ tự nhiên của con người.  Nguồn dây rốn quí giá này, như đã phân tích trên, trở nên vô dụng: hoặc không dùng được vì lý do y khoa khi các em bệnh, hoặc không cần dùng khi các em khoẻ mạnh, và cũng không dùng cho người khác được vì luật pháp không cho phép! 

Muốn biến chúng trở thành hữu dụng cho các em bé khác chẵn may bị bệnh hiểm nghèo, chỉ có cách các sở hửu chủ của các dây rốn đó, vì không cần chúng nữa, mà bố mẹ cũng đã mất tiền rồi, thì hảy cống hiến chúng cho các ngân hàng máu vô vụ lợi! Dĩ nhiên vấn đề này không dể vì vấn đề luật pháp. Đây là lý do một số bác sĩ danh tiếng ở Hoa Kỳ đang nổ lực cộng tác để biến ý kiến này thành hiện thực.

Như vậy trong số những độc giả có những vị đã bị mất tiền để cất giữ dây rốn sẽ hỏi: làm thế nào để có một nguồn tế bào gốc thích hợp để lỡ chẳng may khi bị bệnh ác tính thì có mà chữa?  Tôi nghĩ cách hay nhất là mỗi chúng ta nên tự nguyện là một nguồn hiến tế bào gốc.

Phương pháp đăng ký hiến sẽ rất đơn giản.  Chúng ta sẽ cung cấp một chút máu để ngân hàng thử nghiệm loại máu và phân tích DNA và cho vào danh sách lưu trữ trong máy điện toán.  Khi nào có bệnh nhân hợp máu và cần giúp, chúng ta sẽ sẵn sàng cho.  Nếu mọi người đều làm vậy thì cơ hội tìm loại máu thích hợp rất cao và ta sẽ không sợ thiếu nguồn cung cấp tế bào gốc khi cần.

Thử Nghiệm Lâm Sàng Liệu Pháp Tế Bào Gốc

Trong khi các thí nghiệm lâm sàng chỉ được cho phép tại các trung tâm thử nghiệm của các học viện được chấp thuận của hội đồng giám định và FDA, chứ không phải các phòng mạch bác sĩ hoặc thẩm mỹ viện, có nhiều tiếp thị “liệu pháp tế bào gốc” lại được chào bán trên truyền thông.  Vậy chúng ta cần phải phân biệt:

Một thử nghiệm điều trị chào bán từ các phòng mạch bác sĩ hoặc thẩm mỹ viện, không phải là một thử nghiệm lâm sàng (clinical trial). Trong thực tế, một thủ tục thử nghiệm y khoa không có nghĩa rằng nó là một phần của một nghiên cứu hoặc thử nghiệm lâm sàng.

Một thử nghiệm lâm sàng có trách nhiệm phải mang một số đặc tính quan trọng sau: Có dữ liệu tiền lâm sàng hỗ trợ việc điều trị đang được thử nghiệm, và có thể chứng minh được sự an toàn và hiệu quả. Trước khi bắt đầu, phải có sự quản lý của một nhóm độc lập như một Hội đồng xét thể chế, hoặc ủy ban y đức nhằm bảo vệ quyền của bệnh nhân, phải được đánh giá và phê duyệt của cơ quan quản lý kiểm soát thực phẩm và dược phẩm quốc gia, chẳng hạn như ở châu Âu là cơ quan EMA, hoặc ở Mỹ là cơ quan FDA.

Một thử nghiệm lâm sàng, nghiên cứu phải được thiết kế để trả lời câu hỏi cụ thể về phương pháp chữa trị mới, hoặc một cách mới của việc sử dụng phương pháp điều trị đã có sẵn. Nhóm người được điều trị mới phải được so sánh với nhóm người được điều trị bằng phương pháp cũ hoặc không được điều trị.

Thông thường, chi phí điều trị và giám sát thử nghiệm được đài thọ bởi các công ty phát triển điều trị, hoặc bằng cách tài trợ của chính quyền địa phương hoặc quốc gia chứ không phải từ bệnh nhân.

Quần chúng phải cảnh giác với những “liệu pháp tế bào gốc” đắt tiền mà đã không thông qua thử nghiệm lâm sàng. Tất cả các tiếp thị được dẫn chứng bằng những lời khai cá nhân làm chứng trên truyền thanh hoặc truyền hình đều không nên tin, vì không có kiểm chứng bởi một nhóm chuyên gia độc lập.

Quần chúng có thể biết các trung tâm thử nghiệm lâm sàng thật sự trên toàn thế giới bằng cách dùng internet vào website “ClinicalTrials.Gov” của Viện Y Tế Quốc Gia Hoa Kỳ (U.S. National Institutes of Health). Trên website này ta cũng có thể biết tất cả các kết quả thật sự của các thử nghiệm lâm sàng đã được thực hiện bởi chính phủ và tư nhân.

(http://clinicaltrials.gov/)

Tế Bào Gốc và Lão Hóa

Sinh-Trưởng-Lão-Tử là qui luật tự nhiên của thiên nhiên và bệnh tật là áp lực đi ngược lại thiên nhiên.  Quá trình lão hóa là kết quả của sự giảm dần, theo qui luật thiên nhiên, khả năng tự sinh sản của nhiều loại tế bào gốc trong cơ thể động vật trong việc bổ sung các tế bào có khả năng duy trì chức năng hoạt động của mô và cơ quan.  Sự giảm thiểu này xảy ra đồng nhất để bảo đảm sự cân bằng trong toàn cơ thể (homeostasis) khi già để bảo đảm một sự yên bình của động vật trước khi chấm dứt cuộc sống.

Lão hóa không phải là bệnh tật mà là một định luật thiên nhiên. Ngược lại, bệnh tật trong thời kỳ lão hóa bị gây ra là do sự mất thăng bằng trong cơ thể.  Thí dụ, trong khi tốc độ tự sinh sản của các loại tế bào gốc trong toàn cơ thể giảm đều, nếu có một số tế bào gốc tự nhiên sinh sản nhanh, bệnh ung bứu xảy ra.

Dĩ nhiên mục đích của y khoa tái tạo trong việc sử dụng tế bào gốc là để tái tạo lại những tế bào bị hư và để sửa chữa các cơ phận bị hư trong một cá thể bị bệnh tật, chứ không phải để đi ngược với thiên nhiên để tạo một cá thể mới mang đầy bệnh tật. Đây là điều chúng ta cần suy nghĩ khi thấy những tiếp thị hứa hẹn dùng tế bào gốc để “cải lão hoàn đồng”, “tìm lại tuổi xuân”, hoặc “trẻ mãi không già” v.v...

Do đó chắc hẳn về già, chúng ta không muốn một vài tế bào gốc trong cơ thể tự nhiên sinh sản ồ ạt như lúc chúng ta mới sinh.

Chúng ta cũng không muốn trở thành dị dạng nếu một số tế bào gốc trong da tự nhiên biến chứng mang tính của tế bào gốc đa năng khi chúng ta còn là phôi thai trong bụng mẹ, có thể biến thành răng hay xương.

Như vậy để hiểu thêm về tế bào gốc và lão hóa, chúng ta cần hiểu đặc tính và nguyên lý hoạt động của tế bào gốc.   

Sự Hoạt Động Của Tế Bào Gốc và Ổ Kín (niche): Bài học Từ Lịch Sử Phát Triển Của Ý Tưởng Và Kỹ Thuật Chế Tạo Tế Bào Gốc Đa Năng Từ Tế Bào Gốc Đơn Năng  (Generation of Multipotent Stem Cell By Direct Reprogramming of Unipotent Stem Cell)

Chu kỳ sinh sản và tính biệt hóa của tế bào gốc trong mỗi cơ quan tùy thuộc vào bản chất hoạt động tự nhiên và tuổi thọ của các tế bào trong cơ quan đó, và thời gian tuổi của động vật.

Thí dụ khi động vật mới được sinh ra, tế bào gốc phân chia và biệt hóa nhanh để cơ thể của sinh vật có thể phát triển được. Vào tuổi trưởng thành, tế bào gốc chỉ phân chia và biệt hóa nhanh khi cần phải sửa chữa và thay thế các mô mòn hoặc bị hư hỏng do môi trường bất thường. Vào tuổi già, tế bào gốc phân chia và biệt hóa chỉ đủ để duy trì sự sống đến giai đoạn cuối.  

Trong một số bộ phận cơ thể như da, màng ruột, màng phổi và tủy, bạch huyết cầu, v.v… các mô dễ bị hư mòn, tốc độ thay mới của các tế bào sẽ nhanh. Thí dụ, da phải tiếp xúc trực tiếp với các tác hại từ môi trường bên ngoài; tế bào biểu bì thay liên tục mỗi 21-30 ngày. Tương tự, tế bào màng phổi và màng ruột cũng thay mới liên tục mỗi 1-2 tháng. Các bạch huyết cầu chống lại kẻ lạ đã xâm nhập vào cơ thể, phải thay đổi liên tục nên chỉ sống khoảng 3 ngày – 3 tuần. Trong các cơ quan này tế bào gốc phân chia thường xuyên để sửa chữa và thay thế các mô mòn hoặc bị hư hỏng.

Trái lại, các tế bào khác sống lâu hơn. Hồng huyết cầu mang nhiệm vụ chuyên chở dưỡng khí và thán khí, thay mỗi 120 ngày. Gan là nhà máy hóa chất của cơ thể; tế bào gan thọ khoảng 200 ngày. Tế bào mỡ đóng vai trò trử năng lượng, sống khoảng 2 năm. Trong các cơ quan như não và tim, các tế bào như dây thần kinh hoặc cơ tim sống rất lâu. Tế bào bắp thịt tim chỉ được thay thế khoảng 1% mỗi năm ở tuổi 25 và khoảng 0.5% ở tuổi 75.  Trong các cơ quan này, chu kỳ hoạt động của tế bào gốc rất chậm và tế bào gốc chỉ chia trong điều kiện đặc biệt.

Khả năng bị ung thư trong mỗi cơ quan đi song song với tốc độ thay mới của tế bào gốc trong cơ quan đó. Thí dụ ung bứu của da nói chung xảy ra nhiều nhất trong các loại ung bứu, trong khi đó ung thư của tế bào cơ tim hiếm đến độ hầu như chưa bao giờ được mô tả.  Ung bứu xảy ra khi các tế bào gốc đi trật hướng trong việc tự sinh sản để thay mới, trong đó ảnh hưởng của môi trường đóng một vai trò rất quan trọng.

Chính vì vai trò quan trọng của tế bào gốc trong việc duy trì sự sinh tồn của sinh vật và tính nhậy cảm của chúng trong khả năng tự sinh và biệt hóa, các tế bào gốc được duy trì và bảo vệ trong môi trường vi mô (micro environment), là một môi trường đặc biệt và thích hợp gọi là “niche”. Chúng tôi dùng từ “ổ kín” để mô tả môi trường vi mô “niche” vì tính an toàn cùa nó đề bảo vệ tế bào gốc.  

Tủy xương là nơi sản xuất tế bào gốc tương năng tạo ra hồng và bạch huyết cầu; “ổ kín” của tế bào gốc của máu nằm trong tủy xương.  Trong các khối mỡ, “ổ kín” của tế bào gốc nằm trên các mạch máu nhỏ. Trong da, chúng nằm trong tầng đáy của lớp bì, của chân lông, và trong lớp bì. Trong khoa học, ổ kín của tế bào gốc đã từng được nghiên cứu nhiều nhất chính là nhụy nang tóc ở chân tóc(hair follicle bulge) trong da.  

Những khám phá khoa học về hoạt động và khả năng lập trình của gene của tế bào gốc, và ổ kín của tế bào gốc cũng có một lịch sử thú vị. Trong nghành nghiên cứu tế bào da, các KHG nhận diện sự có mặt của tế bào gốc đơn năng rất sớm nhờ kỹ thuật cấy tế bào biểu bì trong phòng thí nghiệm có từ năm 1975. Lúc đó họ vẫn dùng từ “tế bào mầm” (Germinative epidermal cells) để gọi các tế bào này. Năm 1983 và 1990 các KHG Robert Lavker, Tung-Tien Sun và George Cotsarelis, ở trường đại học Pennsylvania đã mô tả vị trí của tế bào gốc trong lớp biểu bì và chân tóc của da và gọi đúng từ “stem cells”. Sau đó vào 1991 các KHG Reynolds và Jahoda ở Anh Quốc đã tách chúng để cấy trong phòng thí nghiệm và cho rằng các tế bào này là một nhóm riêng của các “tế bào mầm” của da.

Chúng tôi tham gia vào những nghiên cứu tế bào da và bệnh da từ cuối thập niên 1980 và rất quen thuộc với phương pháp cấy tế bào da trong phòng thí nghiệm. Cũng như nhiều KHG khác, không quan trọng hóa cách dùng từ “stem cell” hoặc “germinative cells”, chúng tôi có nhận định chung là khi đem các tế bào gốc của da ra khỏi môi trường thiên nhiên của chúng là da, dẫu là da chuột hay da người, chúng đều phân chia và sinh trưởng một cách khác nhau khi thay đổi chất nuôi tế bào.  Bằng cách thay đổi các kích thích tố chúng tôi có thể biến các tế bào gốc phân chia liên tục một thời gian rất lâu như tế bào ung thư, hoặc hạn chế như tế bào da bình thường.

Dĩ nhiên trong môi trường thiên nhiên các tế bào gốc không thể hoạt động bừa bãi như vậy được. Do đó các KHG bắt đầu đưa ra thuyết “stem cell niche”, “ổ kín” của tế bào gốc, là môi trường an toàn đề bảo vệ tế bào gốc. Các KHG huyết học nhìn tủy xương và các hạch bạch huyết (lymph nodes) là ổ kín của tế bào gốc của máu để tạo hồng và bạch huyết cầu. Các KHG về da nhìn rải rác trong lớp tế bào đáy của biểu bì và nhụy nang tóc ở chân tóc là nơi ẩn náu của tế bào gốc của da. 

Năm 1999 tại phòng thí nghiệm về da của chúng tôi ở Trung Tâm Nghiên Cứu Thần Kinh của University of California, Davis, chúng tôi tình cờ khám phá một hiện tượng thú vị: khi dùng các chất kích thích chiết xuất hoặc huyết thanh từ bào thai cừu cho vào trong dung môi nuôi tế bào da trong phòng thí nghiệm, thì một số nhóm tế bào gốc của da biến thành một loại tế bào quái dị. Chúng có thể tự động co thắt nhịp nhàng như tế bào cơ trơn, nhưng hình thù của chúng không giống như bất kỳ một loại tế bào nào mà chúng tôi từng thấy. Chúng tôi gọi đó là “monster cells”, tạm dịch là “quái tế”.

Vào thời đó khoa học chỉ tin là tế bào gốc biệt hóa thành tế bào chuyên biệt là “con đường một chiều” và một khi đã xảy ra thì không đi ngược lại được.  Việc tái lập trình một phần của hạt nhân của tế bào đã biệt hóa để biến chúng thành “tế bào gốc”, chỉ xảy ra khi đưa chúng vào môi trường của trứng của giống cái, chứ không thể xảy ra trực tiếp trên chính tế bào.

Vì tế bào da và tế bào cơ trơn của động mạch lớn cùng bắt nguồn từ tế bào gốc đa năng và tương năng của thượng bì trong túi phôi thai, tôi đã đề nghị rằng các protein hoặc chất kích thích nào đó trong chất chiết xuất đã tái lập trình (reprogrammed) một phần nào bề mặt của các DNA trong tế bào gốc đơn năng của da và biến ngược chúng lại thành tế bào gốc tương năng, và sau đó biệt hóa thành tế bào lạ giống tế bào cơ trơn.  Ý kiến của tôi bị coi như là khôi hài và không được ủng hộ. 

Các KHG ở học viện da và thần kinh nơi chúng tôi làm việc chỉ cho rằng giá trị của khám phá đó chỉ giới hạn trong việc chứng tỏ chiết xuất hoặc huyết thanh từ bào thai cừu có các độc tố không thích hợp cho người cho nên không nên dùng trong việc cấy tế bào.

Dù sao đi nữa, đây vẫn là khởi thủy của ý tưởng về kỷ thuật tái lập trình gene trực tiếp trên tế bào gốc đơn năng để biến chúng thành đa năng.

Hai năm sau, KHG Arturo Alvarez-Buylla ở trung tâm nghiên cứu thần kinh của trường đại học láng giềng của chúng tôi là University of California, San Francisco và Fiona Doetsch ở trường đại học Rockefeller, cùng các cộng sự viên khác đã chứng minh được kỷ thuật tái lập trình gene trực tiếp trên tế bào gốc đơn năng để biến chúng thành đa năng bằng protein là khả thi.

Họ dùng tế bào gốc đơn năng của não cấy trong phòng thí nghiệm (thay vì tế bào da) và biến chúng thành những tế bào giống tế bào gốc tương/đa năng bằng những chất kích thích epidermal growth factors (chất kích thích tế bào biểu bì phá triển có rất nhiều trong chiết xuất hoặc huyết thanh từ bào thai).

Họ công bố khám phá này vào cuối năm 2002 trên tạp chí khoa học Neuron. Nếu chúng ta phân tích kỹ kết quả đưa đến công bố khoa học này, loại tế bào họ tạo được tuy mang một số tính chất của tế bào gốc, nhưng thực chất có lẽ là một loại quái tế khác hơn là loại quái tế chúng tôi đã thấy từ tế bào da.

Năm 2002, chúng tôi đã có thể chứng minh được rằng chỉ bằng cách kích thích các tế bào gốc của da được cấy và biệt hoá trong phòng thí nghiệm với các proteins gây bệnh hoặc chất kích thích tố, chúng tôi có thể thay đổi hoạt động của tính trên bề mặt gene (epigenome) của các tế bào đó.

Những chất chúng tôi đã dùng là các kháng thể gây bệnh lấy từ bệnh nhân pemphigus, là một bệnh tự kháng của da có thể đưa đến tử vong, và methylprednisolone, là một loại corticosteroid hormone được dùng rất thông dụng để trị các bệnh da.

Đây không những là một chứng cớ ủng hộ ý tưởng trực tiếp tái lập trình tính gene bằng protein hoặc kích thích tố, mà còn chứng minh là có sự hiện diện của “ổ kín của tế bào gốc”.  Khi đem tế bào gốc ra khỏi “ổ kín” thì chúng bị mất đi sự bảo vệ và do đó rất dể bị thay đổi bởi môi trrường chung quanh.

Trong suốt 10 năm qua giới khoa học không chú ý nhiều về lối tạo tế bào gốc bằng cách kích thích tái lập trình gene trực tiếp lên các tế bào gốc đơn năng của cơ thể như phương pháp nêu trên.  Có lẽ vì lý do nó quá nguy hiểm khi tế bào biến thành quái tế mà chúng ta không thể kiểm soát được.  Các hiện tượng chúng tôi thấy xảy ra trong vài ngày trong phòng thí nghiệm nhưng có thể xảy ra sau nhiều năm trong cơ thể động vật. Từ “monster cells” ngày nay được dùng khá phổ biến.

Tuy nhiên gần đây một vài nghiên cứu về lối tạo tế bào gốc bằng cách kích thích tái lập trình gene trực tiếp lên các tế bào gốc đơn năng của cơ thể bằng proteins bắt đầu xuất hiện lại.  Tuy không được chú ý lắm, nhưng tôi tin đây sẽ là phương cách hửu hiệu nhất trong y học tái tạo trong tương lai.

Trong phương pháp này, bắt đầu từ các loại protein từ các gene trước đây được dùng ở Kyoto Universtity bởi KHG Shinya Yamanaka vào năm 2006 để đưa thẳng vào tế bào đã biệt hóa để tạo tế bào gốc, nay được chế tạo bằng phương pháp tái tổ hợp (recombination) và đưa thẳng lên tế bào mà không cần phải dùng vi khuẩn. Mới đây, còn đặc biệt hơn nửa, nhóm KHG của University of California, Los Angeles đã có thể dùng chỉ một protein Proteoglycan, là loại protein giúp tương tác giửa các tế bào, để tái lập trình tế bào da trở lại giống “tế bào gốc”.

Như vậy các hoạt chất trong môi trường có thể tác dụng trực tiếp lên tế bào gốc để đổi tính chất của bề mặt gene đưa đến nhiều hệ quả khác nhau. Thành quả này đã cũng cố những ý tưởng của chúng tôi từ năm 1999 trong những nghiên cứu về tế bào gốc về sự phát triển của da. 

Một chứng cớ khoa học khác cho thuyết “môi trường ảnh hưởng” trên ố kín của tế bào gốc nêu trên là trường hợp ung thư gan trong bệnh nhân bị xơ gan kinh niên do viêm gan khi môi trường không thích hợp, biến tế bào gốc trở thành tế bào ung thư - cancer stem cell.  

Khởi đầu khi mô gan bị tác hại bởi các vi khuẩn và hóa chất (rượu), gan khỏe mạnh có khả năng tái tạo hầu hết các tế bào riêng của mình khi chúng trở nên hư hỏng. Nhưng lâu ngày, các tác hại xấu vẫn tồn tại và các tế bào gan vẫn tiếp tục bị hủy từ từ và thay vào là sẹo (xơ gan). Qua giai đoạn cuối xơ gan, gan không còn khả năng có thể thay thế các tế bào bị hư hỏng. Môi trường xơ gan của phần gan bị hư tạo áp lực trên tế bào gốc còn lại của gan biến chúng thành tế bào ung thư.

Tương tự, cùng một nguyên lý gây ung thư dạ dày sau nhiều năm bị viêm loét gây ra bởi vi trùng helicobacter pylori.

Điều quan trọng rút ra từ bài học môi trường ảnh hưởng và “ổ kín” của tế bào gốc trong cơ thể là tính nhậy cảm của tế bào gốc và do đó chúng phải được bảo vệ từ các độc tố.

Các độc tố không giới hạn trong những hóa chất, mà phải kể đến một số những chất protein hoặc kích thích tố chiết xuất ra từ các sinh vật. Vì tính chất sinh hóa khác nhau giữa cơ thể con người và các sinh vật khác, các hoạt chất rút ra từ các sinh vật khác có thể bổ dưỡng cho tế bào gốc trong các sinh vật đó, nhưng ngược lại, có thể là độc tố cho tế bào gốc của con người.  Chúng có thể kích thích tế bào gốc của con người hoạt động một cách lệch lạc và biến chúng thành quái tế hay tế bào ung thư, hoặc gây ra bệnh tự kháng (autoimmune disease).

Đến đây hẳn đọc giả đã hiểu tại sao dùng những kích tố tế bào gốc một cách bừa bải, không những đã không giúp chống lão hóa hoặc giúp ta trẽ hóa, mà còn có tiềm năng gây nguy hại đến sức khoẻ của ta.

Kiến thức từ dự án bộ gene con người (Human Genome Project) khởi đầu từ bộ năng lượng Hoa Kỳ, đã hoàn thành vào năm 2003 cho bộ genome đầu tiên với sự đóng góp của các KHG trên toàn thế giới, đã giúp các nghiên cứu y sinh hóa tiến rất mau. Khi kết quả được đưa ra các KHG mới thấy phần kiến thức đã biết về genome quá nhỏ.  Chúng ta chưa hiểu hơn 2% của genome!

Toàn bộ genome trong một tế bào trứng hoặc tinh trùng của con người có khoảng 3 tỉ cặp DNA nối lại nhau.  Trong đó chỉ có khoảng 1.5% là các gene cho tổng số khoảng 20-25 ngàn proteins. Phần còn lại liên quan đến một số các RNA và DNA đã biết có vai trò điều khiển hoạt động của tế bào, và một phần lớn còn lại chúng ta vẫn chưa hiểu. Như vậy genome trong mỗi tế bào gốc có khoãng 6 tỉ cặp DNA. Trong đó phần lớn là những phần mà nhân loại còn đang tìm hiểu.

Với các dữ liệu này, các kỹ thuật nghiên cứu hiện đại như microarray ra đời.  Đây là kỹ thuật giúp chúng ta biết tất cả các gene đang hoạt động trong mỗi tế bào trong những môi trường khác nhau. Vào năm 2002 chúng tôi có may mắn là một trong các KHG đầu tiên trên thế giới sử dụng kỹ thuật này để đánh giá sự thay đổi của hoạt động của tính gene của các tế bào gốc của da, khi chúng biệt hóa thành tế bào biểu bì được cấy trong phòng thí nghiệm. 

Chúng tôi đã thấy hàng ngàn gene đang hoạt động và hàng trăm gene đã thay đổi khi tế bào gốc của da và các tế bào đang biệt hoá bị kích thích. Mỗi thay đổi mang một ý nghĩa trong phương cách hoạt động trong mỗi tế bào và các tín hiệu giao tiếp giữa các tế bào da để giúp toàn làn da phát triển. Mỗi thay đổi đã thấy là một đề tài chúng tôi phải nghiên cứu để học hỏi thêm. Càng đi sâu vào nghiên cứu chúng tôi càng thấy sự phức tạp trong hoạt động sinh hóa của các tế bào mà chúng ta cần phải nghiên cứu nhiều hơn nữa để hiểu.

Ngày nay các yếu tố điều khiển hoạt động của các tế bào gốc trong da và sự biệt hóa của chúng để trở thành các tế bào da, ổ kín của tế bào gốc trong da v.v… đã được biết rất nhiều qua rất nhiều những nghiên cứu bằng nhiều phương cách khác nhau. Đó là do sự đóng góp của rất nhiều KHG trên toàn thế giới, đáng kể nhất là các công trình nghiên cứu của các KHG Elaine Fuchs ở trường đại học Rockefeller Hoa Kỳ và Fiona Watt ở trường đại học Cambridge Anh quốc. Năm 2008 KHG Elaine Fuchs được trao tặng “National Medal of Science”, từ tổng thống Obama, là giải thưởng cao nhất về khoa học của Hoa Kỳ.

 

 

Kết Luận

Mỗi ngày chúng ta nghe nói thêm một vài khám phá mới về tế bào gốc qua các công bố khoa học.  Các tựa đề của các công bố thường đơn giản hóa vấn đề, nhưng nội dung thường rất phức tạp với những chi tiết về kỹ thuật nghiên cứu, mà với kiến thức phổ thông ta dể hiểu lầm. 

Điển hình nhất là vấn đề cloning tế bào gốc của con người.  Chúng tôi muốn nhấn mạnh nguyên lý thiên nhiên cơ bản: Tế bào gốc được tạo bằng phương pháp thiên nhiên bằng sự thụ tinh của trứng và tinh trùng, ngay cả trong ống nghiệm như trong phương pháp thụ tinh nhân tạo, khi phát triển trở thành một cá thể mới, thì cá thể đó lớn lên và sống khoẻ mạnh và thọ như một người bình thường.

Trong khi đó các Loại tế bào gốc toàn năng hoặc đa năng, được chế tạo bằng phương pháp kích thích gene hoặc hoán chuyển hạt nhân không hoàn toàn mang đặc tính thiên nhiên của tế bào gốc trong bào thai. Do đó nếu để phát triển thành nguyên một cá thể mới thì cá thể đó sẽ bất thường. Do đó mức độ sử dụng tế bào gốc đa năng và tương năng nhân tạo trong y học tái tạo chỉ giới hạn trong việc tái tạo lại các tế bào hư hỏng trong cơ quan có sẳn của một cá thể chứ không phải chế tạo ra một cá thể mới.

Chúng tôi hy vọng độc giả có thể có một số khái niệm về khoa học thực nghiệm của tế bào gốc và những tiềm năng hửu dụng của chúng để áp dụng vào đời sống.  Tiềm năng đó vẫn còn trong vòng nghiên cứu và hiện nay là tâm điểm của nghiên cứu khoa học thực nghiệm y sinh hóa. Rất khác với khoa học giả tưởng chỉ để giải trí, nhưng đôi khi bị đem ra để tiếp thị các sản phẩm không kiểm chứng.

Có lẽ khi đọc đến đây thì độc giả đã rõ. Tất cả các tiếp thị như dùng chiết xuất “tế bào gốc” trong trái táo, hoa hồng, rễ cây, cừu non, bào thai cừu, da v.v… bỏ vào kem thoa mặt hoặc những viên thuốc để “trong uống ngoài thoa” và hứa hẹn sẽ giúp “tìm lại tuổi xuân” để “trẻ mãi không già” hoặc “cải lão hoàn đồng” đều là khoa học giả tưởng rất phi khoa học và không thực. 

Các sản phẩm như vậy không những vô bổ nhưng còn có thể có tiềm năng để lại những hậu chứng nguy hại về lâu dài, như trong trường hợp đưa các kích thích tố trong huyết thanh hoặc chiết xuất (serum, extract) của bào thai cừu hoặc các động vật khác vào cơ thể con người.

Tình trạng tiếp thị phi lương tâm như vậy không những chỉ xảy ra trong cộng đồng người Việt, mà còn phổ biến khắp nơi như Trung Quốc, Hàn Quốc, Singapore, Thái Lan v.v…

Tệ nạn lường gạt liệu pháp tế bào gốc quá lộng hành ở Thái Lan bắt buộc sự can thiệp của Vua nước Thái. Gần đây nhất, vào tháng 7 năm 2013, các hội y tế Thái Lan bao gồm Viện Y Khoa Hoàng gia, Hiệp Hội Da Liễu, Hiệp hội Tim Mạch, Hiệp Hội Huyết học, Hội Thận và Hiệp Hội Thần Kinh Học của Thái Lan dưới sự bảo trợ của Hoàng gia đã ban hành tuyên bố chung nhấn mạnh rằng “Nghiên cứu lâm sàng về việc sử dụng điều trị tế bào gốc đang được tiến hành, nhưng không có bằng chứng khoa học nào chứng minh rằng liệu pháp tế bào gốc có hiệu quả trẻ hóa, tăng tuổi thọ, hoặc làm chậm sự thoái hóa cơ quan hoặc cải thiện chất lượng của cuộc sống v.v…”

Vấn đề tế bào gốc và thẩm mỹ chúng tôi sẽ thảo luận chi tiết hơn trong bài khảo luận kế tới mang tựa đề “Liệu Pháp Tế Bào Gốc Trong Thẩm Mỹ, Khoa Học Hay Thương Mãi?”

Trong khi Vua Thái Lan khuyến cáo dân Thái Lan, chúng tôi cũng hy vọng ở quê nhà các lãnh đạo của chính phủ Việt Nam cũng sẽ có biện pháp để khuyến cáo dân chúng về tệ nạn này.  Trước mắt chúng tôi hy vọng giới báo chí truyền thông có nhiệt huyết sẽ dùng phương tiện sẳn có của mình để giúp đồng bào mình với những tin tức đúng đắn.  Chúng tôi là những người làm khoa học ở Hoa Kỳ và rất ít khi có dịp để soạn một bài khảo luận về khoa học và xã hội bằng Việt ngữ, chắc chắn không tránh được những khiếm khuyết văn chương. Chúng tôi hy vọng quí vị làm văn chương sẽ giúp để truyền đạt tin tức này đến đồng bào Việt mình hiệu quả hơn.

Tài liệu tham khảo:

Cập nhật tin tức: www.lbcosmec.com/vn/

Vào phần Khoa Học bằng Việt ngữ, bấm vào “Tiếng Việt

Câu hỏi: email KHG Nguyễn Thượng Vũ

( vtn.labelle@yahoo.com)

Knoepfler Lab Stem Cell Blog: http://www.ipscell.com/tag/stem-cell-cosmetics/

Haeckel, E. (1868). Natu¨ rliche Scho¨ pfungsgeschichte (Berlin: Georg Reimer).

Neumann, E.: (1868) Über die Bedeutung des Knochenmarks für die Blutbildung, Centralblatt für die Med. Wissenschaft 44 (1868) 689

Maximow, Alexander A. (1909). "Untersuchungen über Blut und Bindegewebe I. Die frühesten Entwicklungsstadien der Blut- und Bindegewebszellen beim Säugetierembryo, bis zum Anfang der Blutbilding in der Leber." Arch. Mikroskop. Anat. 73, 444–561.

Maximow, Alexander A. (1928). "Cultures of blood leucocytes. From lymphocyte and monocyte to connective tissue". Arch Exp Zellforsch 5: 169-268

Neumann, E. (1912). Arch. f. Mikrosk. Anatomie und Entwicklungsgeschichte. 207, 480–520.

Artur Pappenheim.“Morphologische Hämatologie”. Volume 1 published by Hans Hirschfeld (1873-1944).Leipzig, W. Klinkhardt, 1919.

Siminovitch L , McCulloch EA , Till JE (1963) “The distribution of colony-forming cells among spleen colonies”.J Cell Physiol 62: 327–336

Fuchs E, Chen T.: (2013) “A matter of life and death: self-renewal in stem cells”. EMBO Rep.14(1):39-48.

Blanpain C, Fuchs E.: (2009) “Epidermal homeostasis: a balancing act of stem cells in the skin”. Nat Rev Mol Cell Biol.10 (3):207-17.

Fuchs E. (2009) “Finding one's niche in the skin”. Cell Stem Cell. Jun 5; 4 (6): 499-502. 

Watt FM, Hogan BL. (2000) “Out of Eden: stem cells and their niches.” Science. 287(5457):1427-30. Review.

Mascré G and Blanpain C. et al: (2012) “Distinct contribution of stem and progenitor cells to epidermal maintenance”. Nature. 489(7415):257-62

Gurdon, J.B. (1962). “The developmental capacity of nuclei taken from intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. Journal of Embryology and Experimental Morphology” 10:622-640.

Gurdon JB. (2013) “The egg and the nucleus: a battle for supremacy”. Development. 140(12): 2449-56.

Takahashi, K., Yamanaka, S. (2006). “Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.” Cell 126:663-676.

Yamanaka S, Takahashi K. (2006) “Induction of pluripotent stem cells from mouse fibroblast cultures”Tanpakushitsu Kakusan Koso. 51(15):2346-51.

 Tanabe K, and Yamanaka S. et al. (2013) “Maturation, not initiation, is the major roadblock during reprogramming toward pluripotency from human fibroblasts”. Proc Natl Acad Sci U S A. 110(30):12172-9.

Takahashi K, Yamanaka S.: (2013) “Induced pluripotent stem cells in medicine and biology”. Development.140(12):2457-61. 

Lewis EB. (1978) “A gene complex controlling segmentation in Drosophila”. Nature. 276(5688):565-70.

Dooley CM, Mongera A, Walderich B, Nüsslein-Volhard C. (2013) “On the embryonic origin of adult melanophores: the role of ErbB and Kit signalling in establishing melanophore stem cells in zebrafish. Development. 140(5):1003-13.

Wang YC, Khan Z, Kaschube M, Wieschaus EF. (2012) “Differential positioning of adherens junctions is associated with initiation of epithelial folding”. Nature. 484(7394):390-3.

Năm 1995, các tác giả KHG Edward B. Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard và Eric F. Wieschaus được trao tặng giải thưởng Nobel Prize về y khoa cho những khám phá về sự kiểm soát của gene trong sự phát triển của phôi thai trong thời gian đầu.

Martin GR. (1981) “Isolation of a pluripotent cell line from early mouse embryos cultured in medium conditioned by teratocarcinoma stem cells”. Proc Natl Acad Sci USA.; 78:7634–7638.

Evans MJ, Kaufman MH. (1981) “Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos”. Nature.292 (5819):154-6.

Hartwell LH. (2002) Nobel Lecture. “Yeast and cancer”. Biosci Rep. 22(3-4):373-94.

Hunt T, Nasmyth K, Novák B. (2011) “The cell cycle”. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. v366(1584):3494-7.

Hunt T, Nasmyth K. (1997) “Cell multiplication”. Curr Opin Cell Biol. 9(6):765-7.

Moseley JB, Nurse P. (2010) Cell division intersects with cell geometry. Cell. 142(2):184-8.

Năm 2001, các tác giả KHG Leland H. Hartwell, Tim Hunt và Sir Paul Nurse được trao tặng giải thưởng Nobel Prize về y khoa cho những khám phá về các yếu tố chủ chốt quản lý chu kỳ tế bào (cell cycle)

Capecchi MR. (1989) Altering the genome by homologous recombination. Science. 244(4910):1288-92.

Notarianni E, Galli C, Laurie S, Moor RM, Evans MJ. (1991) “Derivation of pluripotent, embryonic cell lines from the pig and sheep”. J Reprod Fertil Suppl. 43:255-60.

Smithies O. (2008) “Turning pages” (Nobel lecture). Chembiochem. 9(9): 1342-59.

Smithies O. (2001) Forty years with homologous recombination. Nat Med. (10): 1083-6.

Năm 2007, các tác giả KHG Mario R. Capecchi, Sir Martin J. Evans và Oliver Smithies được trao tặng giải thưởng Nobel Prize về y khoa cho những khám phá về nguyên tắc để đưa gene  đã được thay  đổi vào con chuột để nghiên cứu vai trò của gene đó trong cơ thể bằng cách sử dụng tế bào gốc trong phôi thai.

Li, J., Greco, V., Guasch, G., Fuchs, E., and Mombaerts, P. (2007). Mice cloned from skin cells. Proceeding National Academy of Science U S A. 104, 2738–2743.

Yamamoto M, and Inoue J. et al: (2013) “NF-κB non-cell-autonomously regulates cancer stem cell populations in the basal-like breast cancer subtype”. Nature Communication. 4:2299. 

Azizidoost S, Babashah S, Rahim F, Shahjahani M, Saki N.: (2013) “Bone marrow neoplastic niche in leukemia.” Hematology. Jul 31. 

Koren A, Motaln H, Cufer T.: (2013) “Lung cancer stem cells: a biological and clinical perspective”. Cell Oncol (Dordr).  6(4):265-75.

Swijnenburg RJ, Schrepfer S, and Wu JC et al: (2008) “Immunosuppressive therapy mitigates immunological rejection of human embryonic stem cell xenografts”. Proc Natl Acad Sci U S A. 105(35): 12991–12996.

Zhao T, Zhang ZN, Rong Z & Xu (2011). “Immunogenicity of induced pluripotent stem cells”. Nature 474, 212–215

Katarina Le Blanc, Ida Rasmusson, et al: (2004) “Treatment of severe acute graft-versus-host disease with third party haploidentical mesenchymal stem cells”. Lancet. 363: 1439–41

Gentry PC and Smith MF et al: (1996) “Characterization of ovine stem cell factor messenger ribonucleic acid and protein in the corpus luteum throughout the luteal phase”. Biology of reproduction. 54(5): 970-9.

 

Thomson AJ et al. (1998) “Embryonic Stem Cell Lines Derived from Human Blastocysts”. Science282, 1145

 

 

 

 

Yu J and Thomson AJ et al. (2007)” Induced Pluripotent Stem Cell Lines Derived from Human Somatic Cells”. Science 318 (5858): 1917-1920

Campbell KH, McWhir J, Ritchie WA, Wilmut I: (1996) “Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line”. Nature, 380(6569): 64-6.

 

Chi JG, Lee YS, Park YS, Chang KY (1984). "Fetus-in-fetu: report of a case". American Journal of Clinical Pathology 82 (1): 115–9.

 

Sergi C and Otto HF et al.(1999). "Huge fetal sacrococcygeal teratoma with a completely formed eye and intratumoral DNA ploidy heterogeneity". Pediatric and Developmental Pathology. 2 (1): 50–7.

 

Kuno N and Ishizuka T et al (2004). "Mature ovarian cystic teratoma with a highly differentiated homunculus: a case report". Birth Defects Research. Part a, Clinical and Molecular Teratology 70 (1): 40–6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Arlikar JD and Butale PR et al (2009). "Fetus in fetu: two case reports and review of literature". Pediatric Surgery International 25 (3): 289–92.

Lee BC and Hwang SH et al. “Dogs cloned from adult somatic cells.” Nature 436, 641 (4 August 2005)

 

Hwang WS et al. (2004). "Evidence of a pluripotent human embryonic stem cell line derived from a cloned blastocyst". Science 303 (5664): 1669–74

 

 

 

 

Kennedy D. "Editorial Retraction: Retraction of Hwang WS et al. Science. 2004 Mar 12; 303 (5664): 1669-74 and Hwang WS et al Science. 2005 Jun 17; 308 (5729): 1777-83” Science 311 (5759): 335b–335b.

"Disgraced Korean Cloning Scientist Indicted". New York Times. May 12, 2006.

Zhou H, Wu S, Joo JY, et al. (May 2009). "Generation of Induced Pluripotent Stem Cells Using Recombinant Proteins". Cell Stem Cell 4 (5): 381–4.

Tachibana M and Mitalipow S et al. (15 May, 2013) “Human embryonic stem cells derived by somatic cell nuclear transfer”. Cell. 2013; 153(6): 1228-1238.

David Cyranoski. (30 May 2013) “Fallout from hailed cloning paper. Duplicated figures raise debate over expedited publication”. Nature 497, 543–544

Tachibana M and Mitalipow S et al. (July 2013) Erratum: Human embryonic stem cells derived by somatic cell nuclear transfer. Cell.  154(2):465-466.

Flaxman BA, Harper RA. “Primary cell culture for biochemical studies of human keratinocytes. A method for production of very large numbers of cells without the necessity of subculturing techniques”. Bristist Journal of Dermatology. 1975 Mar;92(3):305-9.

 

Rheinwald JG, Green H. (1975) “Serial cultivation of strains of human epidermal keratinocytes: the formation of keratinizing colonies from single cells”. Cell. 6(3):331-43

 

 

 

 

Baum, C.M., Weissman, I.L., Tsukamoto, A.S., Buckle, A.M., and Peault, B. (1992). “Isolation of a candidate human hematopoietic stem-cell population”. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 89, 2804–2808.

http://www.youtube.com/watch?v=Ioaa08OjPDA

Paul Harker Murray “The Truth About Cord Blood Banking”

Rossi DJ, Bryde D, and Weissman IL et al: (June 28, 2005). Cell intrinsic alterations underlie hematopoietic stem cell aging. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102(26) 9194-9199

Loffredo FS, Wagers AJ and Lee RT et al. (2013)  “Growth Differentiation Factor 11 Is a Circulating Factor that Reverses Age-Related Cardiac Hypertrophy “Cell. 153(4) 828-839

Hastie, N.D., et al. (1990). “Telomere reduction in human colorectal carcinoma and with ageing”. Nature. 346:866–868.

Sharpless N.E., DePinho, R. A. (2004).”Telomeres, stem cells, senescence, and cancer”. J. Clin. Invest. 113:160–168

Chang, S., Khoo, C.M., Naylor, M.L., Maser, R.S., and DePinho, R.A. (2003). “Telomere-based crisis: functional differences between telomerase activation and ALT in tumor progression”. Genes Development. 17:88–100.

Reynolds AJ, Jahoda CA. (1991) “Hair follicle stem cells? A distinct germinative epidermal cell population is activated in vitro by the presence of hair dermal papilla cells”. J Cell Sci. 99 ( Pt 2):373-85

William ED et al. (1992) A stem cell niche theory of intestinal crypt maintenance based on a study of somatic mutation in colonic mucosa. American Journal of Pathology. 141(4):773-6.

Slavin S and Or R et al: (1998) “Nonmyeloablative Stem Cell Transplantation and Cell Therapy as an Alternative to Conventional Bone Marrow Transplantation With Lethal Cytoreduction for the Treatment of Malignant and Nonmalignant Hematologic Diseases” Blood. 91(3):756-763

Lemischka IR. (1997) “Microenvironmental regulation of hematopoietic stem cells.” Stem Cells. 15 Suppl 1:63-8.

FUCHS E and NOWAK JA: (2008) “Building Epithelial Tissues from Skin Stem Cells” Cold Spring Harb Symp Quant Biol 73: 333-350

Rodríguez LV and Ignarro LJ. : (2006) “Clonogenic multipotent stem cells in human adipose tissue differentiate into functional smooth muscle cells”. Proceeding National Academy of Science U S A. 103(32): 12167-72.

Rudolf Jaenisch and Richard Young: (2008) “Stem Cells, the Molecular Circuitry of Pluripotency and Nuclear Reprogramming”. Cell 132, 567–582,

Hsu YC and Fuchs E: “A family business: stem cell progeny join the niche to regulate Homeostasis”. Nature Review of Molecular Cell Biology; 13(2): 103–114.

Yi R and Fuchs E: “MicroRNAs and their roles in mammalian stem cells”. Journal of Cell Science 124, 1775-1783

Hsu YC, Pasolli HA, and Fuchs E: (2011) “Dynamics between Stem Cells, Niche, and Progeny in the Hair Follicle”. Cell 144, 92–105.

Fiona Doetsch and Arturo Alvarez-Buylla et al: (2002) “EGF Converts Transit-Amplifying Neurogenic Precursors in the Adult Brain into Multipotent Stem Cells”. Neuron Volume 36, Issue 6, 1021–1034

Zheng Z and Ting K et al: (2012) “Reprogramming of human fibroblasts into multipotent cells with a single ECM proteoglycan, fibromodulin”. Biomaterials 33: 5821-5831

Karen LR and Yadong Huang et al: (2012) “Direct Reprogramming of Mouse and Human Fibroblasts into Multipotent Neural Stem Cells with a Single Factor.”  Cell Stem Cell Volume 11, Issue 1, 6 July, Pages 100–109 

Vu Thuong Nguyen, et al.: (2001) “Programmed cell death of keratinocytes culminates in apoptotic secretion of a humectant upon secretagogue action of acetylcholine”. Journal of Cell Science. 114, 1189-1204

 

Vu Thuong Nguyen, et al. (2004) “Pemphigus Vulgaris IgG and Methylprednisolone Exhibit Reciprocal Effects on Keratinocytes”. Journal of Biological Chemistry. 279(3):2135-46.

Pongphon Sarnsamak: “Stem-cell therapy can be lethal”The Nation” September 7, 2013 (http://www.nationmultimedia.com/national/Stem-cell-therapy-can-be-lethal-30214325.html)

 

 

Contact Us
Tel: +1 (408) 258 2696
 
Email: info@doctorvuskincare.com
 
Payment Methods
YouTube Videos
Follow Us