Tế Bào Mầm và Chức Năng Tạo Máu

Tế Bào Mầm và Chức Năng Tạo Máu

Phỏng theo “Overview of Hematopoiesis and Stem Cell Function

Author: Collin A Sieff, MB,BCH – Section Editor: Robert S Negrin, MD – Stephen A Landraw, MD, PhD

By Courtesy of Dr. Khoalinh Luong

Lương Tấn Lực – Master, Computer Science

Nhập ĐỀ

Những hồng huyết cầu luân lưu được cấu tạo trong tủy xương (bone marrow) thông qua chức năng tạo máu (hematopoiesis).  Tủy xương có một khả năng sản sinh lớn lao; người ta ước tính 1010 hồng cầu trưởng thành (erythrocytes) và từ 108 đến 109 bạch cầu (leukocytes) được sản sinh mỗi giờ trong trạng thái liên tục (steady state).  Ngoài ra, trong khi số lượng tế bào được duy trì trong những giới hạn tương đối nhỏ hẹp nơi người bình thường thì số lượng đó có thể phóng đại theo yêu cầu.

Số lượng tế bào khổng lồ  nầy là những hậu duệ trực tiếp của những tế bào trưởng thành bắt nguồn từ những tổ tiên có số lượng nhỏ hơn.  Những tổ tiên nầy lại bắt nguồn từ những nhóm tế bào mầm tạo máu (hematopoietic stem cells – HSC) có số lượng càng nhỏ hơn thế nữa được nghĩ là hầu hết đều ở trong một trạng thái bất động hay bất phân (resting or nondividing state) và có khả năng tự tái tạo (self-renew) – do đó duy trì được số lượng của chúng.

Những tế bào mầm tạo máu thì đa năng (multipotent) và có khả năng phân hoá (differentiate) thành những tế bào của tất cả 10 loại máu –  erythrocytes (hồng cầu), platelets (tiểu cầu), neutrophils (bạch cầu trung tính), eosinophils (tế bào hấp thụ màu), basophils (bạch cầu biến màu), monocytes (bạch cầu đơn nhân), T and B lymphocytes (bạch cầu không hạt T và B), natural killer cells (tế bào sát hại tự nhiên), và dendritic cells (tế bào nhánh).

Cấu Trúc Tủy Xương Và Vi Môi

(Bone Marrow And Microenvironment)

Để phát triển và phân hóa, những tế bào tạo máu thủy tổ (hematopoietic progenitor cells) cần có dinh dưởng tế bào và dinh dưởng ở dạng hoà tan (cellular and soluble growth factor). Dinh dưởng tế bào được cung ứng bỡi các mô liên kết tủy xương (bone marrow stroma) hay vi môi (microenvironment).

Vi môi của hóc tủy (marrow cavity) là một mạng lưới bao la gồm những tuyến động mạch thường (vascular channels) hay động mạch hình xoang (sinusoids) nằm giửa những lá nổi (float fronds) của các tế bào tạo máu, kể cả tế bào mỡ.  Những nguyên bào sợi hình lưới (reticular fibroblastoid cells) tạo ra phần ngoại mạc (adventitial surfaces) của những động mạch hình xoang và nối dài các tiến trình bào tương (cytoplasmic processes) để lập thành một mạng lưới chứa đựng những tế bào máu.  Mạng lưới nầy có thể được thể hiện qua những vệt có dạng mô lưới (reticulin stains) của các khu tủy, trong khi hình thể (conformation) hệ mô lưới và vị trí của những tế bào tạo máu trong mạng lưới của các động mạch hình xoang được minh họa bằng cách soát xét những electron qua kính hiển vi.

Các tế bào mầm và tế bào thủy tổ được hổ trợ bỡi những tế bào liên kết (stromal cells) bao gồm những nguyên bào sợi, tế bào nội mô (endothelial cells), đại thực bào (macrophages); những tế bào nầy cung ứng cho các tế bào mầm tạo máu sự hổ trợ liên kết giữa các tế bào với tế bào (cell-to-cell), một dạng hổ trợ ít được hiểu biết.  Mạng lưới nguyên bào sợi cung ứng hai chức năng chính: (1) một khung kết nạp (adhesive framework) trên đó các tế bào đang phát triển được giử lại, và (2) sản sinh những dinh dưởng chính yếu để tạo máu.  Cùng với những bạch cầu không hạt T (T lymphocytes), các tế bào hổ trợ nầy sản xuất nhiều loại dinh dưởng khác nhau dùng tạo máu hay điều tiết tố (cytokines) được xem như hổ trợ cho sự sinh tồn, phát triển, và phân hóa của các tế bào mầm tạo máu và tế bào thủy tổ.

Sự tuần hoàn của tủy gồm có những động mạch trung ương và ngoại biên phân nhánh ra thành những mao mạch ngoại tầng (cortical capillaries), nối liền các động mạch tủy hình xoang (marrow sinusoids), và dẩn thẳng vào xoang trung ương (central sinus).  Những tế bào đi ra từ tủy len lỏi vào tuần hoàn tỉnh mạch qua các tỉnh mạch đồng thời (concommitant veins). Mặt trong của các động mạch hình xoang nằm ngay hàng với những tế bào nội mô, những phần nối dài bào tương trùng lắp hay cuộn xoắn vào nhau.Những tế bào tạo máu đang phát triển thoát qua xoang để vào hệ tuần hoàn chung nhờ vào những khe trống trong tập hợp của những tế bào nội mô trên và nhờ những lổ bào tương của những tế bào đó.

Tế Bào Mầm Tạo Máu

(Hematopoietic Stem Cells – HSC)

Một số thí nghiệm đã giúp chứng minh được tính đa năng (pluripotency) của tế bào mầm.  Khái niệm cho rằng tiến trình tạo máu liên tục là do các tế bào mầm đa năng bắt nguồn từ nhận định rằng những con chuột có thể được bảo vệ khỏi những hậu quả tữ vong của việc nhiểm xạ trên toàn cơ thể bằng cách tạm thời đưa lá lách ra ngoài và bảo bọc nó thật kỹ trước khi thí nghiệm. Thí nghiệm cho thấy kết qủa có được là do can dự của tế bào, vì những tế bào mầm nơi lá lách không bị tổn hại có thể giúp phục hồi và thiết lập lại tiến trình tạo máu nơi thú vật bị nhiểm xạ.

Từ giả thuyết cho rằng tính chất sao chép của khả năng tạo máu và từ quan niệm cho rằng chĩ một tế bào mầm cũng có khả năng tái tạo toàn bộ hệ thống tạo máu, người ta chứng minh được rằng những tập đoàn (colonies) của những tế bào tạo máu nơi loài chuột có thể quan sát thấy trong lá lách của những con chuột nhiểm xạ trong vòng 10 ngày sau khi chúng đuợc cấy tế bào mầm.  Những đơn vị phục hồi tập đoàn nầy đã sản sinh những tập đoàn có sự hiện diện của những tế bào mẹ của các hồng cầu (erythrocytes), bạch cầu hạt (granulocytes), đại thực bào (macrophages), và tế bào nhân khổng lồ (megakaryocytes).

Những thí nghiệm tiếp theo sữ dụng những tế bào kiểu nhân (karyotypically marked cells) xác nhận nguồn gốc sao chép của các tế bào được phân  hóa trong tập đoàn, chứng minh rằng một tế bào mầm đa năng duy nhất đã sản sinh những tế bào phân hóa nầy. Thí nghiệm cũng cho thấy rằng mỗi tập đoàn được hình thành vào ngày thứ 12 sau khi cấy đều có một số lượng tế bào có khả năng thành lập một tập đoàn nữa gồm những hậu duệ được phân hóa (differentiated progeny), chứng minh khả năng tự sinh sản của chúng.  Ngược lại, những tập đoàn hình thành vào ngày thừ 8 chĩ có tiềm năng sinh hồng cầu tủy mà thôi (myeloerythroid potential).

Việc chứng minh một tế bào đa năng trong tủy xương trưởng thành (adult bone marrow) đã đưa đến một nghiên cứu có hệ thống  liên quan đến nguồn gốc cá thể (ontogenic origin) của các tế bào mầm tạo máu (HSC).  Những nghiên cứu tiếp theo cho thấy rõ sự hiện diện của những tế bào có khả năng tái tạo tủy trưởng thành trong noãn hoàn (yolk sac) và gan thai chuột (murine fetal liver).  Tuy nhiên, mặc dù những tế bào thủy tổ (progenitors) xuất phát cùng một lúc trong noãn hoàn và trong một vùng cạnh động mạch chủ bên trong phôi (intraembryonic paraaortic region), những tế bào sinh trước chĩ có tiềm năng sinh tủy trong khi những tế bào sinh sau thì có khả năng sinh ra được cả những bạch cầu và tủy cầu (lymphoid and myeloid cells). Ngoài ra, những tế bào có hoạt động tái sinh sản dài hạn trước tiên xuất hiện trong vùng nội phôi liên quan đến động mạch/tuyến sinh dục/trung thận (intraembryonic aorta/gonad/mesonephros region – AGM) chứ không phải trong noãn hoàn hay các vùng nội phôi khác, nghĩa là những tế bào mầm tạo máu (HSC) trước tiên thành hình bên trong đặc khu của phôi.  Một tổ hợp những tế bao phi sinh sản (stromal cell line) – được gọi là AGM-23 bắt nguồn từ vùng AGM trong một phôi của chuột – có khả năng giúp tạo ra những tế bào thủy tổ đa năng nơi người từ máu giây rốn (cord blood) khi thiếu những chất điều tiết cytokine quen thuộc như yếu tố kích thích sản sinh bạch cầu hạt (granulocyte colony-stimulating factor) và dinh dưỡng tế bào mầm (Steel factor).

Khả Năng Tạo Mô của Tế Bào Mầm

(Stem Cell Plasticity)

Những tế bào mầm với chức năng đặc thù (organ specific stem cells) hiện hữu không những cho những mô bội phân nhanh khác như da và ruột, nhưng cho cả những mô thần kinh và cơ bắp.  Gây ngạc nhiên nhiều hơn nữa là những chứng minh gần đây về khả năng tạo mô (plasticity) của tế bào mầm, theo đó những tế bào mầm với chức năng đặc thù được báo cáo đã  phân hóa thành những tế bào của các chi hệ khác, trong phòng thí nghiệm hay sau khi cấy thực sự.  Những báo cáo đầu tiên về tủy xương (của chuột) được lấy từ những tế bào phân hóa thành nảo và cơ bắp, và về những tế bào thần kinh phân hóa thành máu, ngày nay đã được tiếp nối với những nghiên cứu liên quan đến tủy xương phi sinh sản phân hóa thành nảo, tủy xương phân hóa thành gan và những mô ngoại bì khác (ectodermal tissues), những tế bào thần kinh phân hoá thành cơ tim, và những tế bào cơ bắp phân hóa thành máu.

Bản chất của những hiện tượng nầy hãy còn nhiều tranh cải.  Ví dụ, những tế bào mầm cơ bắp có khả năng tạo máu rất có khả năng đến từ tủy xương.  Điều nầy đã gây ra nhiều chú ý, vì nó thách thức giáo điều cho rằng sự chuyển hóa của các tế bào mầm phôi đa năng thành những tế bào mầm có chức năng đặc thù trong quá trình tạo phôi (embryogenisis) là không thể đảo ngược (irreversible), cũng như những áp dụng trị liệu tiềm tàng của chúng.  Do đó, điều quan trọng là phải tra cứu gắt gao những tuyên bố liên quan đến những kết quả phân hóa bất ngờ (unexpected differentiation outcomes).

Nhận Diện Tế Bào Mầm và Tế Bào Thủy Tổ

(Identification of Stem and Progenitor Cells)

Tế bào mầm được nhận diện qua một số phân tích.  Những yếu tố điều tiết sinh sản không được hiểu biết đầy đủ và bao gồm nhiều bộ điều tiết chi hệ liên quan đến các mô phi sinh sản của tủy hay các dịch của cơ thể (humoral or marrow stroma).

Những tế bào mẹ đang trưởng thành và những tế bào đã trưỏng thành (maturing precursors and mature cells) có thể nhận diện qua kính hiển vi.

Ngược lại, về mặt hình thể, các tế bào thủy tổ (progenitors) và tế bào mầm không thể phân biệt được, và cần phải có những phân tích chức năng hay nhận diện những đặc tính kháng thể bề mặt (surface antigenic characteristics) mới có thể phát hiện được chúng.  Những tế bào thủy tổ sẽ tạo ra những tập đoàn tế bào sắp trưởng thành của những chi hệ khác nhau (different lineages) nếu chúng được giữ yên trong một môi trường nửa lỏng nửa đặt (semisolid medium), như methycellulose hay agar (thạch), và được kích thích bỡi những chất dinh dưởng. Chúng được gọi chung là những tế bào hay đơn vị sinh sản tập đoàn (colony forming cells or units – CFU).

Phân Tích Trong Phòng Thí Nghiệm

(In-vitro Assays)

Nhiều phân tích trong phòng thí nghiệm nhằm đo lường những chức năng của tế bào mầm đã được đề nghị như những phân tích thay thế (surrogate assays), nhưng bao lâu những tập hợp tế bào thuần nhất (homogenious populations) cả trong phòng thí nghiệm và cấy trên cơ thể sống chưa có thể lượng định được thì không có thể xác định chính xác loại tế bào nào đang được đo lường.  Tính đa năng được chứng minh bỡi những tập đoàn trong dung dịch sệt (semisolid medium)  có chứa bạch cầu hạt, hồng cầu, bạch cầu đơn nhân, và tế bào nhân khổng lồ (CFU-GEMM) trong methylcellulose dùng nuôi tủy xương của người.

Bằng chứng sự hiện diện của những tế bào mầm tạo máu đa năng cũng được lấy ra từ kỹ thuật nuôi cấy tế bào tủy xương của người trong dung dịch, theo đó những tế bào tủy thủy tổ được giữ trong khoảng hai tháng trong một lớp mô liên kết.  Những tế bào thủy tổ có thể được phát hiện bằng cách tái nạp vào methylcellulose với chất dinh dưởng cho từ 5 đến 8 tuần, như thế để chứng minh được rằng những tế bào đơn năng vá đa năng được sản sinh trong hệ nuôi cấy đó.

Trong khi những phân tích trong phòng thí nghiệm nầy đo lường những thuộc tính của tế bào mầm như tính đa năng hay khả năng sinh sản lớn, chúng không thể xác định thuộc tính chính yếu liên quan đến khả năng tái lập chức năng tạo máu dài hạn của các tế bào mầm tạo máu.

Yêu cầu lý tưởng để tìm hiểu thuộc tính nầy chính là một phân tích việc cấy tế bào trên cơ thể sống (in-vivo transplantation).

Một phân tích khác đã được triển khai trên một con chuột để định lượng hóa những tế bào mầm tạo máu.  Phân tích nầy dựa trên việc cấy một số tế bào mầm vô danh cùng với một lượng tiêu chuẩn những tế bào cạnh tranh vào những con chuột bị nhiểm xạ.  Ngoài ra, những lượng tế bào mầm tạo máu của người có thể đưa vào những con chuột bị mất khả năng miễn nhiểm trầm trọng.  Những con chuột nầy được theo dõi từ 6 đến 8 tuần lễ để tìm ra bằng chứng những tế bào người được cấy vào tủy xương của chuột.

Người ta tin rằng tế bào dùng trong thí nghiệm trên tượng trưng cho một tế bào gần giống với một tế bào mầm tạo máu hơn là một tế bào được đo lường trong phòng thí nghiệm.   Tương quan khả thể giửa những tế bào được đo lường trong những phân tích khác nhau nầy liên quan đến các tế bào và những thủy tổ của chúng được tóm lượt trong hình dưới đây.

Những Dấu Ấn Kháng Thể trên Mặt Tế Bào

(Cell Antigenetic Markers)

Những đặc tính về bề mặt tế bào đã được dùng đê thanh hóa hay xác định những dân số tế bào bao gồm tế bào mầm và tế bào thủy tổ.  Những dấu ấn được thường xuyên sữ dụng nhất  là kháng thể CD34, thể hiện trên những tế bào mầm tạo máu và các tế bào thủy tổ, và kháng thể CD38, thể hiện nơi một chi hệ của những tế bào thủy tổ trưởng thành hơn và nơi những tế bào đang trưởng thành, nhưng không thấy nơi các tế bào mầm.

Những tế bào tạo máu sơ khai nhất nơi người được nghĩ là CD34+ và CD38-.  Tuy nhiên, những tế bào CD34+ bao gồm khoảng 2% đến 5%  tế bào nhân (nucleated cells) trong tủy xương, trong khi những tế bào HSC và tế bào thủy tổ thì hiếm hơn nhiều (khoảng 1/20,000 của tế bào tủy xương).  Như vậy, trong khi những dấu ấn như CD34 ích lợi để làm giàu cho các tế bào sơ khai thì chúng chĩ là một biểu hiện gián tiếp của sự hiện diện của HSC.

Tính Bất Đồng Nhất của Tế Bào Mầm

(Stem Cell Heterogeneity)

Những nghiên cứu đã cung ứng một mô hình của ngăn tế bào mầm (stem cell compartment) cho thấy sự liên tục của những tế bào với khả năng tái tạo giảm xuống, cơ may phân hóa tăng lên, và hoạt động sinh sản tăng lên.  Các tế bào tiến triển một chiều trong liên trình đó (continuum).

Chính những tế bào sơ khai nhất với khả năng tái tạo lớn nhất mới tái lập quá trình tạo máu dài hạn sau khi cấy ghép vào những con chuột bi nhiểm xạ.  Những tế bào nầy có thể được tách ra khỏi những tế bào thủy tổ bằng phương pháp tách ngược chiều (countercurrent elutriation), và không có khả năng giúp chống nhiểm xạ ngắn hạn (short-term radioprotection).

Tuy nhiên, việc thanh hóa những HSC nơi chuột trên căn bản những kháng thể bề mặt và tế bào Rh-123-low cho thấy ít nhất 5 tế bào có khả năng tái sinh sản dài hạn, nhưng tính bất đồng nhất vẫn còn hiện diện, vì những tế bào với hoạt tính LTR-HSC (thuần túy dài hạn) hay với hoạt tính hổn hợp vừa dài hạn vừa ngắn hạn cùng ở chung một nơi.  Hầu hết các tế bào với khả năng chống nhiểm xạ ngắn hạn thường biểu hiện những kháng thể bề mặt giống nhau nhưng có màu sắc sáng hơn đối với dạng Rh-123.

Điều Hành Tế Bào Mầm

(Stem Cell Regulation)

Những yếu tố tìm thấy trong máu của các loài động vật có xương sống, kể cả người, liên tục bị thay thế nhằm bảo tồn một số lượng cố định về hồng cầu (red cells), bạch cầu (white cells),và tiểu cầu (platelets). Số lượng tế bào của mỗi loại được duy trì trong một tầm hạn hẹp (narrow range) nơi một người trưởng thành bình thường về mặt sinh lý (physiologically normal) – có khoảng 5000 bạch cầu hạt (granulocytes), 5×106 hồng cầu, và từ 150,000 đến 300,000 tiểu cầu trong một phần tỉ lít máu (microliter of whole blood).  Những hệ điều động dùng duy trì sự sinh sản thăng bằng những tế bào máu mới hiện hoàn toàn chưa được hiểu biết đầy đủ, nhưng bằng chứng có được hiện nay mạnh mẽ đảm bảo những nguyên tắc căn bản sau dây:

  • Bằng cách phát triển theo sao chép sinh học, một tế bào mầm đa năng có khả năng sản sinh nhiều tế bào mầm thủy tổ, những tế bào mẹ được phân hóa và có thể nhận diện được của những dạng tế bào máu đặc biệt, và những tế bào trưởng thành.  Ngoài ra, hầu hết các tế bào mầm đa năng đều trầm lặng (quiescent), và chức năng tạo máu trong trạng thái liên tục hình như có được là nhờ hậu duệ của một nhóm nhỏ những tế bào mầm được khởi động.  Giả thuyết “sao chép hàng loạt (clonal succession)” – theo đó một loạt những tế bào mầm có thể liên tiếp cống hiến những bản sao để duy trì tiến trình tạo máu suốt một đời người – là một giài thích hấp dẩn về sự tồn tại của những tế bào mầm “động (active)” và “tỉnh (resting)”, và được tán đồng mạnh mẽ mặc dù những kết quả thực nghiệm chưa hoàn toàn nhất trí.  Những dữ kiện phân loại thực tế (in-vivo labeling data) cho thấy rằng khoảng 8% tế bào mầm của chuột đi vào chu kỳ tế bào (cell cycle) mỗi ngày.
  • Tế bào mầm đa năng có khả năng tự tái tạo (self-renewal), nhưng khả năng nầy không phải là không hạn chế.  Tiềm năng tự tái tạo của HSC bị giới hạn bỡi lịch sử sao chép và cũng có lẽ bỡi những tổn hại tích lủy của DNA.  Bên cạnh tiềm năng sinh sản bị hạn chế, những tế bào thủy tổ được tạo ra cũng chết vì phân  hóa, và số lượng của chúng lệ thuộc vào số lượng tế bào mầm đa năng đã được đưa vào.
  • Những tế bào thủy tổ được tạo ra có khả năng đáp ứng với những hệ điều động liên quan đến dịch cơ thể hay tủy liên kết.  Một số tế bào nầy được tạo ra do phản ứng với các trình độ tuần hoàn của một loại tế bào đặc biệt đã được phân hóa.  Khi đáp ứng như thế, các tế bào thủy tổsinh sản và phân hóa để tạo ra những tế bào máu cò thể nhận dạnh được.  Dưới hình thức kiểm soát nầy, việc phóng đại sinh sản xảy ra ở trình độ của tế bào thủy tổ được tạo ra.
  • Đa số các đơn tử điều động (regulatory molecules) được sản sinh bỡi những tế bào tạo máu phụ (hematopoietic accessory cells) tiếp cận với các tế bào thủy tổ.  Những đơn tử nầy được sản xuất ra như một phần của một hệ thống điều động không được hiểu biết đầy đủ, hoạt động ngắn tầm và có thể đưa đến những đối tác giửa tế bào phụ và tế bào thủy tổ (accessory cell-progenitor cell interactions).
  • Phân hóa của tiến trình tạo máu đòi hỏi một vi môi thích hợp (approriate microenvironment).  Nơi người bình thường, vi môi nầy được giới hạn vào tủy xương, trong khi nơi chuột, vi môi nầy bao gồm cả lá lách và xương tủy.  Những tế bào thủy tổ có thể hiện hữu bên ngoài tủy xương nhưng không phân hóa bình thường bên ngoài tủy.

Một số những tế bào tạo máu sinh ra sớm, bao gồm những tế bào mầm đa năng và một số tế bào thủy thổ, đã được chứng minh trong hệ tuần hoàn nơi những người bình thường hay thú vật đem ra thí nghiệm.  HSC cũng có thể được tìm thấy trong máu giây rốn lấy tử nhau ngay sau khi sanh.  Máu giây rốn rất giàu tế bào mầm so với tủy xương hay tuần hoàn ngoại biên (peripheral circulation) và có thể cung ứng cho công tác cấy tế bào mầm (stem cell transplantation).

Khác Nhau giửa Tự Tái tạo và Phân Hóa

(Self-renewal versus Differentiation)

Hai mô hình được đề nghị để giải thích những bộ máy ảnh hưởng đến sự lựa chọn tế bào mầm căn cứ trên khả năng tự tái tạo hay khả năng phân hóa. Theo mô hình thứ nhất, tự tái tạo hay phân hóa được xem như xảy ra một cách tùy tiện may rủi, chĩ được định đoạt theo một sác xuất nào đó.  Mô hình thứ hai thì cho rằng vi môi tạo máu là thành phần của một hệ thống phức tạp nhất quán (HIM – hematopoietic inductive microenvironment), trong đó sự phát triển hay phân hoá rất khó nhận diện.  Mô hình nầy căn cứ trên nhận định rằng địa bàn của một chi hệ nào đó (domains of a given lineage) hiện hữu trong những tập đòan lẽ loi của lá  lách (single spleen colonies).  Tuy nhiên, ưu thế của những tế bào phân hóa của dạng nầy hay dạng khác trong các tập đoàn hình như bắt nguồn từ những biến cố ảnh hưởng đến sự trưởng thành chứ không phải do chi phối của chi hệ (lineage commitment).

Ngày nay nhiều bằng chứng tán trợ mô hình thứ nhất liên quan đến hiện tượng phân chia chi hệ và hạn chế tiềm năng phân hóa (lineage commitment and restriction of differentiation potetial).  Theo mô hình nầy, tổng hợp của những yếu tố phiên mã nguyên tử (nuclear transcription factors) đã được lập định và đóng một vai trò trong việc chuyên biệt hóa các tế bào mầm từ những tế bào trung mô (mesenchymal cells) và trong thời kỳ đầu của quá trình sản sinh tế bào mầm (early stem cell proliferation), trong khi những dạng yếu tố phiên mã khác có vẽ như được khởi động (activated), có lẽ một cách tùy tiện (randomly).  Những yếu tố phiên mã nầy là then chốt đối với sự phát triển của các chi hêẹ té bào khác nhau bỡi vì chúng ra lệnh tổng hợp những proteins chuyên biết cho từng chi hệ (specific lineage proteins) như những thụ thể dinh dưởng bề mặt tế bào (cell surface growth factor receptors).Không ai rõ vai trò khả thể của những yếu tố ngoại lai (extrinsic factors) – như chứng giảm bạch cầu và bệnh thiếu máu (leukopenia and anemia) –  trong việc điều tiết các trình độ của tế bào mầm.

Ứng Dụng của Tế Bào Mầm

(Uses of Stem Cells)

Một tế bào có những đặc tính đa năng và tự tái tạo chưa được xác định rõ ràng nơi người.  Tuy nhiên, sự hiện diện của những tế bào có khả năng tái tạo máu dài hạn (LTR-HSC) được suy diển từ sự thành công trong công tác cấy tế bào mầm bằng cách sữ dụng tùy xương, hóa liệu pháp (chemotherapy), và máu khởi động (G-CSF mobilized blood), hay máu giây rốn (umbilical cord blood).

  • Cấy tế bào mầm dị thể nhưng đồng chủng (allogeneic) để tái tạo máu nơi những bệnh nhân mang bệnh tủy xương hay bệnh di truyền (genetic disease).
  • Cấy tế bào mầm nội sinh (autologous) hay dị thể nhưng đồng chủng để tái tạo máu nơi những bệnh nhân đã trải qua điều trị bệnh ác tính (malignant disease) bằng hóa học phóng xạ cường độ cao (intensive radiochemotherapy).
  • Đưa những bản sao gene lành mạnh (normal gene copies) vào những tế bào mầm hư hỏng.  Nhưng tế bào nầy sau đó được cấy và lập định dài hạn ở những trình độ đủ cao để chửa trị bệnh di truyền.
  • Đưa những bản sao gene bổ sung nhằm tạo khả năng đề kháng của các tế bào mầm lành mạnh chống lại hậu quả của hóa liệu pháp, nhờ đó cho phép tăng liều lượng để chửa những bệnh ác tính.

Nhiều nghiên cứu hiện nay tập trung trong việc xác định những người cống hiến (donor) và nguồn gốc (source – như tùy xương hay máu) nào tốt nhất cho tế bào mầm đem cấy; trong việc thanh hóa (purification) tế bào mầm để loại bỏ những tế bào u bứu lây lan (contaminating tumor cells), giảm thiểu sự kháng cự của cơ thể đối với tế bào được ghép, và cũng tối ưu hóa việc cấy gene; cũng như tăng cường số lượng tế bào mầm trong cơ thể để giảm thiểu sự lây lan của tế bào ác tính hay tăng cường số lượng tủy để cấy tế bào thành công.

Trong hầu hết các trường hợp, việc nuôi dưởng những tế bào mầm LTR-HSC trong tủy có vẽ phải cần một ngách lỏm vi môi (microenvironmental niche).  Số lượng tủy từ ngoài đưa vào sẽ không hiệu quả trừ phi bệnh nhân được được điều trị bằng bức xạ (irradiated) hay nhận những lượng chất độc tế bào (cytotoxic drugs) để tạo ra đủ số lượng ngách lỏm.  Tuy nhiên, thực tế việc làm trên không cần thiết nếu cấy tế bào mầm với số lượng thật dồi dào.

Ứng Dụng Khả Năng Tạo Mô của Tế Bào Mầm

(Stem Cell Plasticity Applications)

Tủy xương trưởng thành và máu ngoại vi (adult bone marrow and peripheral blood) hình như có chứa  nhiều tế bào có khả năng phân hóa thành những tế bào không tạo máu (nonhematopoietic cells) – như gan, thận, tim, óc, màng trong tử cung, cơ khung xương, mạch máu, móng tay.  Liệu khả năng  nầy có thể sữ dụng để phục vụ lợi ích trị liệu hay không đang là một đề tài nghiên cứu ráo riết.

Tóm Lượt

Tiến trình tạo máu được duy trì suốt cuộc đời của mỗt cá nhân nhờ một số lượng nhỏ những tế bào mầm đa năng chậm chạp luân hoàn từ một trung khu thầm lặng rộng lớn hơn (larger quiescent pool).  Tế bào mầm có khả năng tự tái tạo và sát nhập vào một chi hệ nào đó của những tế bào mầm tạo máu theo một tiến trình tùy tiện điều động một lập trình sinh sản và phân hóa dưới sự chỉ đạo của những tập hợp các yếu tố phiên mã.

Hình như có hai hệ kiểm soát ngoại lai có thể ảnh hưởng sự điều tiết của tế bào mầm.  Trình độ một là do sự kiểm soát của những tế bào liên kết, có lẽ chủ yếu trên sự tồn tại của tế bào mầm nhưng cũng có thể trên sự đáp ứng của chúng trước những yếu tố dịch cơ thể.  Ở trình độ thứ nhì là những dịch dinh dưởng có vẽ chi phối những tế bào mầm nhưng có lẽ có ảnh hưởng lớn hơn  trên sự phóng đại và phân hóa của những tế bào thủy tổ và tế bào mẹ đã phân hệ.

  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: