Biệt hóa – Khả năng vượt trội của tế bào gốc

Ở bài viết về quy trình cấy ghép tế bào gốc trước, Doctor B&H đã giới thiệu về cơ chế tách chiết tế bào gốc. Trong bài viết lần này, chúng tôi sẽ đi sâu vào giai đoạn biệt hóa tế bào gốc.

Trong sinh học phát triển, biệt hóa tế bào là quá trình trong đó một tế bào biến đổi từ một loại tế bào thành một loại khác, phổ biến nhất là biến đổi thành một loại chuyên biệt hơn. Sự biệt hóa xảy ra nhiều lần trong quá trình phát triển của một sinh vật đa bào khi biến đổi từ một hợp tử đơn giản thành một hệ thống phức tạp gồm mô và các loại tế bào. Sự biệt hóa tiếp tục diễn tiến tới khi tế bào gốc trưởng thành, phân chia và tạo ra những tế bào con biệt hóa hoàn toàn trong quá trình sửa chữa mô và quá trình thay thế tế bào. Một số biệt hóa xảy ra nhằm đáp lại việc tiếp xúc với kháng nguyên. 

Sự biệt hóa làm thay đổi kích cỡ, hình thái, điện thế màng, tiềm năng của tế bào, hoạt động trao đổi chất và khả năng phản ứng với tín hiệu tế bào. Những thay đổi này phần lớn là do những biến đổi được kiểm soát ở mức độ cao trong biểu hiện gen, cũng là đối tượng nghiên cứu của di truyền học biểu sinh. 

Các tế bào có khả năng biệt hóa thường được biết đến như là những tế bào gốc. Tế bào gốc là tế bào sinh học ở tất cả các sinh vật đa bào. Nó có thể phân chia thông qua quá trình giảm phân và biệt hóa thành các loại tế bào chuyên hóa và có thể tự đổi mới để sinh thêm các tế bào gốc khác. Trong ngành bệnh học tế bào, mức độ biệt hóa của tế bào được sử dụng để đánh giá sự tiến triển của bệnh ung thư. 

Các tế bào gốc được phân loại dựa vào phạm vi khả năng biệt hóa: 

• Tế bào gốc toàn năng (totipotent) có thể biệt hóa thành các loại tế bào phôi và ngoài phôi để tạo nên cơ thể sống hoàn chỉnh. Các tế bào này được tạo ra từ sự dung hợp giữa trứng và tinh trùng. Các tế bào được tạo ra trong lần phân chia đầu tiên của trứng thụ tinh cũng gọi là tế bào gốc toàn năng. 

• Tế bào gốc vạn năng (pluripotent) là thế hệ tế bào con của tế bào gốc toàn năng, có thể biệt hóa thành hầu hết các loại tế bào trong cơ thể, ví dụ như các tế bào từ ba lá mầm (germ layer). 

• Tế bào gốc đa năng (multipotent) có thể biệt hóa thành nhiều tế bào nhưng chỉ là những tế bào có quan hệ họ hàng với nó. 

• Tế bào gốc tiềm năng (oligopotent) có thể biệt hóa thành một số tế bào như tế bào gốc bạch huyết hoặc tế bào gốc tủy. 

• Tế bào đơn năng (unipotent) chỉ tạo ra một loại tế bào như bản thân chúng, nhưng có đặc tính tự đổi mới, ví dụ như tế bào gốc cơ.

Theo định nghĩa kinh điển, một tế bào gốc phải có 2 yếu tố sau:

• Tính chất tự làm mới: khả năng đi xuyên suốt các chu kỳ sinh sản của tế bào nhưng vẫn giữ được tình trạng không biệt hoá. 

• Tiềm năng: khả năng biệt hoá thành các dạng tế bào chuyên biệt. Trong định nghĩa mới nhất, khả năng này đòi hỏi tế bào gốc phải là hoặc totipotent hay pluripotent để có khả năng tạo ra dạng tế bào trưởng thành bất kỳ mặc dù tế bào tiền thân multipotent hay unipotent thỉnh thoảng vẫn được xem như là tế bào gốc.

Tế bào chư­a có chức năng chuyên biệt tức là tế bào chư­a có cấu trúc và chức năng của một loại mô cơ quan nào, nên có thể biệt hóa tạo ra nhiều loại tế bào khác nhau. Tự làm mới là khả năng sinh ra những tế bào có mức độ biệt hóa giống hệt với nó.

Cơ chế biệt hóa

Mỗi loại tế bào được biệt hóa biểu hiện một số lượng gen nhất định của bộ gen, được hình thành qua một kiểu biểu hiện riêng của gen được điều hòa. Sự biệt hóa tế bào trong suốt quá trình phát triển có thể được hiểu là kết quả của một mạng lưới các tương tác điều hòa gen. Một gen điều hòa và thành tố đồng điều hòa của nó là những giao nối trong mạng lưới điều hòa. 

Dạng chính của quá trình tế bào kiểm soát sự biệt hóa tế bào liên quan đến việc truyền tín hiệu. Nhiều phân tử tín hiệu truyền thông tin từ tế bào này đến tế bào khác trong suốt quá trình được gọi là các nhân tố sinh trưởng. Mặc dù chi tiết của các con đường truyền tín hiệu rất đa dạng, nhưng các con đường này thường có những bước chung. Một phối tử được tạo bởi một tế bào gắn với một chất nhận trên tế bào khác, kích ứng sự thay đổi cấu hình ở chất nhận. Cấu dạng của vùng tế bào chất ở vị trí chất nhận thay đổi, và chất nhận đòi hỏi sự tham gia hoạt động của enzyme. Chất nhận sau khi xúc tác các phản ứng phosphoryl hóa các protein khác sẽ được hoạt hóa. Một loạt phản ứng phosphoryl hóa xảy ra cuối cùng làm hoạt hóa một nhân tố phiên mã bị bất hoạt hoặc protein cấu trúc tế bào, vì vậy dẫn đến quá trình biệt hóa tế bào mục tiêu. Các tế bào và mô rất khác nhau về năng lực đáp ứng với các tín hiệu bên ngoài, do đó chúng sẽ có những định hướng biệt hóa riêng.

Cơ chế biệt hóa tế bào

Các cơ chế quan trọng khác thuộc kiểu phân chia tế bào bất đối xứng, và tạo ra thế hệ tế bào sau có hướng phát triển khác nhau. Phân chia bất đối xứng có thể xảy ra do sự phân tách các yếu tố quyết định ở tế bào chất hoặc do các tín hiệu truyền đến. 

Thông th­ường các tế bào phân chia theo cách nhân đôi đối xứng tạo ra hai tế bào giống hệt nhau về mức độ biệt hóa. Tế bào gốc không chỉ có khả năng phân chia đối xứng mà còn có khả năng phân chia kiểu không đối xứng thành hai tế bào khác nhau, trong đó có một tế bào biệt hóa hơn và sẽ biệt hóa tiếp thành các tế bào tiền thân để sau đó trở thành tế bào chuyên biệt. Chính nhờ khả năng này, l­ượng tế bào gốc vẫn được duy trì và không bị hao tốn trong quá trình biệt hóa.

Như vậy sau khi được biệt hóa, tế bào gốc đã có đủ khả năng để cấy ghép vào cơ thể con người để thực hiện sứ mệnh của mình tùy theo nguyện vọng của khách hàng. Để giúp quý khách hàng có được sự hỗ trợ và giúp đỡ tận tâm nhất để thấu hiểu về tình trạng sức khỏe của mình, công ty TNHH Doctor B&H đã đang trở thành người bạn đồng hành đáng tin cậy trong hành trình sống khỏe của bạn.

Địa chỉ: Daeha Center Building, 360 Kim Mã, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội 

Văn phòng: (024)66666059 

Hotline: 0868006611 

Email: info@doctorbh.vn  

Website: doctorbh.vn