Tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS) là các tế bào đã được kích thích để trở về trạng thái gốc giống như tế bào gốc phôi nhờ vào biểu hiện các yếu tố phiên mã đặc biệt của phôi. Những tế bào iPS này có khả năng phát triển thành các tế bào thuộc ba lớp : ngoại bì, trung bì và nội bì, và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng y khoa khác nhau.
1. Quá trình phát hiện tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC)
Tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC) có thể được dùng để phát triển các phương pháp điều trị bệnh, nghiên cứu và tạo ra thuốc mới, cũng như trong các liệu pháp tái tạo tế bào gốc theo nhu cầu của từng người.
1.1 Các thử nghiệm đầu tiên
Mặc dù tế bào gốc vạn năng cảm ứng được phát hiện chính thức năm 2006, nhưng nhiều nghiên cứu trước đó đã đặt nền móng quan trọng cho phát hiện này. Vào năm 1962, John Gurdon đã chứng minh khả năng tái lập trình tế bào bằng cách tạo ra con nòng nọc từ tế bào trứng không có nhân của ếch, sau khi đưa nhân từ tế bào biểu mô của nòng nọc vào. Phương pháp này, gọi là chuyển nhân tế bào, đã mở đầu cho khái niệm về nhân bản.
35 năm sau, vào năm 1997, Ian Wilmut và nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp chuyển nhân tế bào trên để tạo ra cừu Dolly. Những thí nghiệm này chứng minh rằng nhân tế bào thể có đủ thông tin di truyền để tạo ra một sinh vật hoàn toàn mới. Các dòng tế bào gốc phôi của chuột và người được thành lập lần lượt vào năm 1981 và 1998. Những tế bào này được lấy từ phôi trước khi được cấy vào tử cung, có khả năng phát triển thành hầu như mọi loại tế bào trong cơ thể.
Vào năm 2001, Takashi Tada và nhóm của ông đã đạt được một phát hiện quan trọng bằng cách hợp nhất tế bào sinh dưỡng trưởng thành với tế bào gốc phôi, tạo ra các tế bào có khả năng biểu hiện các gen liên quan đến tính đa năng.
1.2 Tế bào gốc đa năng cảm ứng
Tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSCs) được phát triển bởi Shinya Yamanaka và Kazutoshi Takahashi vào năm 2006. Họ đã tạo ra một phương pháp mới để chuyển đổi các tế bào trưởng thành thành tế bào gốc bằng cách sử dụng retrovirus để đưa vào bốn yếu tố quan trọng: Oct4, Klf4, Sox2 và c-Myc - gọi chung là yếu tố OSKM. Phương pháp này giúp tạo ra tế bào iPS của người, mở ra nhiều cơ hội mới trong nghiên cứu và điều trị
2. Sản xuất tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPS) để ứng dụng trong nghiên cứu và y học
Các nghiên cứu trước đã chỉ ra rằng, trứng chưa thụ tinh và tế bào gốc phôi chứa những yếu tố quan trọng giúp loại tế bào này có khả năng trở thành nhiều loại tế bào khác nhau. Dựa trên điều này, Yamanaka và nhóm của ông đã nghĩ rằng các yếu tố này có thể được sử dụng để biến các tế bào trưởng thành thành tế bào gốc đa năng.
Các yếu tố như Oct3/4, Sox2 và Nanog đã được biết đến là cần thiết để duy trì tính đa năng của tế bào gốc phôi. Ngoài ra, các gen khác như Stat3, E-Ras, c-Myc, Klf4 và b-catenin cũng liên quan đến sự phát triển của tế bào gốc phôi. Vì vậy, vào năm 2006, Yamanaka và cộng sự đã chọn các yếu tố này để kiểm tra khả năng kích hoạt tính đa năng ở tế bào trưởng thành.
Trong thí nghiệm, họ đã lựa chọn 24 gen kứng viên liên quan đến tính đa năng để đánh giá. Họ đưa các gen này vào tế bào nguyên bào sợi chuột bằng retrovirus. Để sàng lọc, họ sử dụng kháng sinh G418 kết hợp với một gene báo cáo (reporter) gắn với promoter của gene Fbx15, dấu hiệu của trạng thái tái lập trình. Chỉ những tế bào nào kích hoạt Fbx15 mới sống sót trong môi trường có kháng sinh G418. Qua quá trình sàng lọc, họ xác định 4 yếu tố chính là gen Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc giúp tế bào kháng kháng sinh và có đặc điểm giống tế bào gốc phôi về hình thái, marker, tạo teratoma.
Tuy nhiên, khi loại bỏ bốn yếu tố quan trọng trên, các tế bào không phát triển thành tế bào gốc đa năng hoặc chỉ tạo thành tế bào kém phát triển. Điều này chứng tỏ rằng bốn yếu tố này rất quan trọng trong việc tạo ra tế bào gốc đa năng từ tế bào trưởng thành.
Tế bào gốc đa năng cảm ứng đã mở ra một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu và ứng dụng y học. Phát hiện của Shinya Yamanaka và Kazutoshi Takahashi về khả năng tái lập trình các tế bào trưởng thành thành tế bào gốc đa năng không chỉ làm thay đổi cách chúng ta hiểu về sự phát triển của tế bào mà còn tạo ra cơ hội vô cùng quan trọng trong lĩnh vực y học.
Những ứng dụng tiềm năng của iPS bao gồm nghiên cứu bệnh lý, phát triển thuốc và thậm chí điều trị các bệnh di truyền và thoái hóa. Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ và hiểu biết về tế bào gốc, tế bào gốc đa năng cảm ứng hứa hẹn sẽ mang lại những cải tiến đáng kể trong việc điều trị và chăm sóc sức khỏe, đồng thời mở rộng khả năng nghiên cứu và ứng dụng y học trong tương lai.
Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HOTLINE, đặt mua GÓI DỊCH VỤ hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Tải và đặt lịch khám tự động trên ứng dụng My Vinmec để quản lý, theo dõi lịch và đặt hẹn mọi lúc mọi nơi ngay trên ứng dụng.
