Bài 2: Tế Bào Gốc Và Một Số Thành Tựu | Chuyên đề học tập Sinh học 10 | Chuyên Đề 1: Công Nghệ Tế Bào Và Một Số Thành Tựu - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 11)

YÊU CẦU CẦN ĐẠT

• Trình bày được khái niệm tế bào gốc.
• Trình bày được một số thành tựu trong sử dụng tế bào gốc.

I – TẾ BÀO GỐC

Tế bào gốc là tế bào có khả năng phân chia và biệt hoá thành nhiều loại tế bào khác nhau. Trong cơ thể, các tế bào gốc phân chia biệt hoá thay thế các tế bào bị chết hoặc tổn thương. Dựa vào tiềm năng biệt hoá thành nhiều hay ít loại tế bào chuyên hoá, tế bào gốc được chia thành nhiều loại khác nhau.

- Tế bào gốc toàn năng

Tế bào gốc toàn năng là những tế bào có thể phân chia và biệt hoá thành mọi loại tế bào của cơ thể, kể cả những tế bào của màng bao bọc phôi thai, phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh. Ở người và các động vật có vú, chỉ có hợp tử và các tế bào phôi sớm (hình thành sau một vài lần phân bào đầu tiên của hợp tử giai đoạn tế bào) là những tế bào gốc toàn năng.

Ở một số loài khác, chỉ có tế bào hợp tử mới là toàn năng, còn những tế bào sinh ra từ hợp tử không có khả năng phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh, nói cách khác chúng đã giảm dần tiềm năng phát triển.

- Tế bào gốc vạn năng

Tế bào gốc vạn năng là những tế bào phôi sớm có thể biệt hoá thành mọi loại tế bào phôi ngoài trừ hình thành nên lớp màng bao bọc phôi. Từ tế bào này hình thành nên ba lớp: phôi ngoài, phôi giữa và phôi trong, từ đó biệt hoá thành mọi loại tế bào của cơ thể người và động vật có xương sống (H 2.1).

Hình 2.1. Tế bào gốc vạn năng có thể biệt hoá thành bất kì tế bào chuyên hoá nào trong cơ thể

Tế bào gốc vạn năng

Phôi

Tái tạo

Tế bào thần kinh

Tế bào biểu bì

Tế bào sụn

Tế bào hồng cầu

Tế bào mỡ

Tế bào niêm mạc ruột

Tế bào tim

(Trang 12)

- Tế bào gốc đa tiềm năng

Một loại tế bào gốc mà tiềm năng biệt hoá đã bị hạn chế, được gọi là tế bào gốc đa tiềm năng. Những tế bào này chỉ có thể biệt hoá thành một số loại tế bào chuyên hoá nhất định. Ví dụ: tế bào gốc đa tiềm năng có thể tạo ra nhiều loại tế bào máu khác nhau.

- Tế bào gốc đơn năng

Tế bào gốc đơn năng là những tế bào chỉ có thể biệt hoá thành một loại tế bào chuyên hoá nhất định. Ví dụ: tế bào gốc đơn năng trong tinh hoàn người và động vật chỉ có thể phân chia và biệt hoá thành tinh trùng.

Ngoài cách phân chia dựa vào tiềm năng biệt hoá, tế bào gốc còn được phân loại theo vị trí phát sinh. Nếu ở phôi thì gọi là tế bào phôi, còn ở môi trường thành thục thì gọi là tế bào gốc trưởng thành.

Ở các mô và cơ quan của cơ thể trưởng thành luôn tồn tại một số lượng nhỏ các tế bào gốc trưởng thành. Những tế bào này có thể phân chia và biệt hoá để thay thế các tế bào chuyên hoá bị già hoặc bị tổn thương. Ví dụ: các tế bào gốc trong tuỷ xương có thể biệt hoá thành các loại tế bào máu khác nhau thay thế các tế bào già hoặc các tế bào bị tổn thương. Hình 2.2 cho thấy tế bào gốc phân chia và tạo ra các tế bào gốc khác nhưng đồng thời một số lại có thể biệt hoá thành các tế bào khác nhau tuỳ thuộc vào những tín hiệu hoá học mà chúng nhận từ các tế bào lân cận.

1) Tế bào gốc phân chia thành tế bào gốc và tế bào tiền thân (hoặc 2 tế bào gốc hoặc 2 tế bào tiền thân) 

Tế bào gốc

Phân bào

Tế bào gốc

(2) Tế bào tiền thân có thể biết hoá thành một hoặc một vài kiểu tế bào khác, tuỳ thuộc vào yếu tố môi trường.

Tế bào tiền thân

Tế bào mỡ hoặc Tế bào tim hoặc Tế bào hồng cầu

Hình 2.2. Tế bào gốc có nguồn gốc từ tế bào tuỷ xương phân chia tạo ra các tế bào gốc, đồng thời có thể biệt hoá thành các tế bào khác nhau tuỳ thuộc vào tín hiệu mà chúng nhận được từ các tế bào lân cận

(Trang 13)

II – THÀNH TỰU TRONG SỬ DỤNG TẾ BÀO GỐC

Tế bào gốc được sử dụng trong nghiên cứu nhằm làm sáng tỏ quá trình phát triển cả thể, qua đó hiểu rõ cơ chế điều hoà hoạt động gene dẫn đến sự biệt hoá từ các tế bào gốc phôi được sinh ra qua nguyên phân thành các tế bào chuyên hoá.

Từ những tế bào chuyên hoá, con người tìm cách để giải biệt hoá thành tế bào gốc đặc biệt gọi là tế bào gốc cảm ứng. Năm 2006, Shinya Yamanaka, nhà sinh học tế bào người Nhật Bản đã tìm ra con đường chuyển các tế bào chuyên hoá ở người trưởng thành thành các tế bào phôi, mở ra nhiều hướng nghiên cứu ứng dụng công nghệ tế bào trong y học. Những năm gần đây, các nhà khoa học vì kì vọng tạo ra được các mô, cơ quan nhân tạo để thay thế các mô, cơ quan bị bệnh ở người (H 2.3).

Hình 2.3. Sử dụng tế bào gốc từ các nguồn khác nhau, nuôi cấy và cho biệt hoá thành nhiều loại tế bào chuyên hoá

Tế bào gốc phôi

Tế bào gốc trưởng thành

Nuôi cấy tế bào gốc

Nuôi cấy trong các điều kiện khác nhau

Tế bào gan

Tế bào thần kinh

Tế bào hồng cầu

Tế bào gốc cũng đã được nghiên cứu sử dụng trong chữa trị bệnh ở người như hỗ trợ chữa trị một số bệnh ung thư, chữa bệnh tiểu đường type 1,…

Các nhà khoa học đã có những thành công bước đầu trong việc hỗ trợ chữa trị bệnh và tạo thành các cơ quan nhóm mục đích nghiên cứu và chữa bệnh. Ví dụ: nuôi cấy tế bào gốc để tạo ra các cơ quan nhỏ trong ống nghiệm như phế nang của người, thành công đó đem lại những ứng dụng hữu ích trong y học. Nhờ việc tạo được mô phế nang từ tế bào niêm mạc phôi của người trong ống nghiệm, con người có thể nghiên cứu cơ chế hoạt động của các loại virus gây bệnh nhiễm đường hô hấp có khả năng phân huỷ và triển vọng của điều trị bệnh. Bên cạnh đó, các nghiên cứu khác đã nuôi cấy các tế bào gốc của động vật (như lợn) được chuyển gene của người để phát triển thành tim, phổi,… Triển vọng của sử dụng tế bào gốc tạo ra các mô, cơ quan, tạng,… dùng trong chữa bệnh ở người. Việc ghép các mô, cơ quan, tạng tạo ra từ tế bào gốc của chính cơ thể người bệnh sẽ hạn chế phản ứng miễn dịch đào thải sau ghép.

(Trang 14)

Nhiều thành tựu ứng dụng tế bào gốc sẽ được trình bày trong bài công nghệ tế bào động vật và thành tựu.