Câu hỏi Mở đầu: Năm 1981, lần đầu
tiên các nhà khoa học phát hiện các tế bào gốc phôi từ phôi chuột giai đoạn sớm.
Đến năm 1998, các tế bào mầm phôi của phôi nang lần đầu được phân lập và nuôi cấy
trong phòng thí nghiệm. Năm 2006, các nhà nghiên cứu đã tìm ra điều kiện cho
phép một số loại tế bào soma ở người trưởng thành có thể trở về trạng thái giống
như tế bào gốc.
Những khám phá nêu trên về tế bào gốc phôi mở ra những triển
vọng nào trong nghiên cứu và ứng dụng của công nghệ tế bào gốc, đặc biệt trong
lĩnh vực y học?
Trả lời:
Những khám phá về tế bào gốc phôi mở ra nhiều
triển vọng trong nghiên cứu và ứng dụng của công nghệ tế bào gốc,
đặc biệt trong lĩnh vực y học như:
- Tái tạo tế bào, mô, cơ quan lành để thay thế các
tế bào, mô, cơ quan bị tổn thương hoặc bị bệnh cho con người mà không
gặp phải tình trạng thải loại đồng thời khắc phục được tình trạng
khan hiếm nguồn cơ quan cấy ghép.
- Sử dụng tế bào gốc để sản xuất các loại dược
phẩm, chế phẩm sinh học,... phục vụ cho nhiều lĩnh vực trong đời
sống.
- Tạo ra các mô hình cho nhiều thí nghiệm sinh học khác, thúc đẩy nhanh việc nghiên cứu các bệnh ở người.
I. Khái niệm về tế bào gốc động vật
Câu hỏi 1: Quan sát hình 6.1 và cho biết:
a) Tế bào gốc có những đặc điểm nào?
b) Các đặc điểm của tế bào gốc có ý nghĩa như thế nào đối với
sự phát triển cơ thể và tiềm năng ứng dụng?
Trả lời:
- Các loại tế bào gốc đều có hai đặc điểm:
+ Khả năng tự tái tạo: Các tế bào gốc tăng trưởng và phân
chia (tăng sinh) tạo nên các tế bào gốc thế hệ con.
+ Khả năng biệt hoá thành các loại mô và tế bào của cơ thể: Dưới sự điều hoà của các phân từ truyền tin, các tế bào gốc có thể biệt hoá thành các loại tế bào chuyên biệt như da, cơ, xương, tế bào máu,...
Luyện tập 1: Tế bào gốc
có thể phân chia và biệt hóa thành những loại tế bào nào?
Trả lời:
- Tế bào gốc có thể phân chia và biệt hóa thành tất các loại
tế bào chuyên biệt trong cơ thể như da, cơ, xương, tế bào máu,…
Luyện tập 2: Trong các loại tế bào gốc (tế bào gốc phôi
và tế bào gốc trưởng thành), loại nào có khả năng biệt hóa hình thành nhiều loại
mô hơn? Vì sao?
Trả lời:
- Trong các loại tế bào gốc (tế bào gốc phôi và tế bào gốc trưởng
thành), loại có khả năng biệt hóa hình thành nhiều loại mô hơn là tế bào gốc
phôi.
- Vì tế bào gốc phôi có thể biệt hóa thành hầu hết các loại mô và cơ quan của cơ thể.
Luyện tập 3: Hãy nêu các
tiêu chí phân loại tế bào gốc.
Trả lời:
Việc phân loại tế bào gốc được dựa trên nhiều tiêu
chí khác nhau như:
- Phân loại dựa vào nguồn gốc: tế bào gốc phôi, tế bào
gốc trưởng thành.
- Phân loại dựa vào tiềm năng biệt hóa: tế bào gốc toàn
năng, tế bào gốc vạn năng, tế bào gốc đa năng, tế bào gốc đơn năng.
Câu hỏi 2: Quan sát hình 6.5 và mô tả phương pháp tạo tế bào gốc phôi in vitro. Phương pháp này khắc phục được trở ngại gì của việc cấy ghép mô, cấy ghép tạng từ nguồn khác? Giải thích.
Trả lời:
- Lấy phôi nang được tạo ra bằng cách chuyển nhân tế bào soma
vào trứng đã loại nhân để tách và nuôi cấy tạo tế bào gốc phôi và hình thành
các mô khác nhau.
- Khi ghép cấy mô, tạng khác nguồn sẽ có một số nhược điểm:
+ Độ tương thích không quá cao, dẫn đến tình trạng cơ thể có
nhiều khả năng đào thải thận được ghép vào
+ Bệnh nhân sẽ phải chờ rất lâu (có thể là 5 năm hoặc hơn) để
có thận hiến phù hợp
+ Phương pháp tạo tế bào gốc là tạo được mô trị liệu từ chính người bệnh nhờ đó nguy cơ loại thải mô cấy ghép được giảm thiểu do tính tương hợp mô được đáp ứng.
II. Thành tựu của công nghệ tế bào gốc
Câu hỏi 3: Hãy kể một số
thành tựu của công nghệ tế bào gốc và đánh giá vai trò của các thành tựu đó về
mặt khoa học và thực tiễn.
Trả lời:
- Một số thành tựu của công nghệ tế bào gốc:
+ Tạo được mô trị liệu từ chính các tế bào người bệnh thông
qua tế bào gốc vạn năng cảm ứng nhằm điều trị nhiều bệnh như bệnh đái
tháo đường type I, bệnh Parkinson, bệnh tim mạch, xương,...
+ Cấy ghép tế bào gốc trưởng thành hoặc tế bào
gốc cuống rốn có thể thay thế các tế bào bị tổn thương do điều trị
ung thư hoặc tế bào bị bệnh được áp dụng hỗ trợ điều trị một số
loại bệnh ung thư và các bệnh liên quan đến máu,...
- Đánh giá vai trò của các thành tựu đó về mặt khoa học và
thực tiễn: Những thành tựu trên đóng góp những vai trò to lớn về mặt
khoa học và thực tiễn.
+ Trong nghiên cứu: Tế bào gốc được sử dụng nhằm
làm sáng tỏ quá trình phát triển cá thể, cơ chế điều hòa hoạt
động gene dẫn đến sự biệt hóa từ các tế bào gốc phôi,...
+ Trong thực tiễn: Các thành tựu về tế bào gốc đã
mở ra cho con người nhiều hướng nghiên cứu mới trong nhiều lĩnh vực,
đặc biệt là trong y sinh học, giúp con người có cơ hội để chữa trị
nhiều bệnh mà các phương pháp trước đây không chữa trị được.
Vận dụng 1: Nếu lấy phôi nang được tạo ra bằng cách
chuyển nhân tế bào soma vào trứng đã loại nhân để cấy vào tử cung của cá thể
khác, hoặc tách thành nhiều phôi rồi cấy các phôi đó vào tử cung đế tiếp tục
phát triển, người ta thu được kết quả gì?
Trả lời:
- Kết quả trở thành nhân bản vô tính.
Vận dụng 2: Vì sao cấy
ghép mô được tạo thành bằng công nghệ tế bào gốc có thể giảm nguy cơ loại thải
mô cấy ghép so với các phương pháp cấy ghép mô từ nguồn khác?
Trả lời:
- Cấy ghép mô được tạo thành bằng công nghệ tế bào gốc có thể
giảm nguy cơ loại thải mô cấy ghép so với các phương pháp cấy ghép mô từ nguồn
khác vì: Nhờ công nghệ tế bào gốc, từ chính các tế bào của người bệnh (mô
tự thân) có thể tạo nên các mô, cơ quan tạng thay thế. Do đó, các mô,
cơ quan tạng thay thế này có các "dấu chuẩn" đặc trưng khiến
hệ miễn dịch của cơ thể có thể không nhận diện thành các tế bào ngoại
lai mà gây ra phản ứng đào thải.
Luyện tập 4: Công nghệ tế bào gốc phôi trong trị liệu
và công nghệ tế bào trong nhân bản vô tính động vật có điểm gì giống nhau và
khác nhau?
Trả lời:
- Giống nhau:
+ Đều tạo ra phôi nang bằng cách dùng trứng đã loại bỏ nhân kết
hợp với nhân là tế bào soma.
- Khác nhau:
+ Phôi nang được tạo trong nhân bản vô tính sau đó được chuyển
vào tử cung để nhân bản vô tính động vật.
+ Phôi nang được tạo trong công nghệ tế bào nhân sau đó được nuôi cấy tạo tế bào gốc phôi và hình thành các mô khác nhau.
Câu hỏi 4: Nêu những khó
khăn, thách thức có thể gặp phải trong ứng dụng công nghệ tế bào gốc để điều trị
bệnh ở người.
Trả lời:
Những khó khăn, thách thức có thể gặp phải trong ứng dụng
công nghệ tế bào gốc để điều trị bệnh ở người:
- Khó thu nhận được nguồn tế bào gốc: Gây tranh cãi
về vấn đề đạo đức y sinh học khi tạo dòng tế bào gốc phôi bằng
cách phá hủy phôi nang, khó xác định và thu nhận các tế bào gốc
trưởng thành.
- Đòi hỏi trình độ chuyên môn, kĩ thuật cao: Việc
kích thích tế bào gốc biệt hóa thành các loại tế bào mong muốn
đòi hỏi trình độ chuyên môn, kĩ thuật cao và chưa thể đảm bảo hiệu
quả 100 %.
- Có thể gây ra những biến chứng nguy hiểm cho người
bệnh: Các tế bào gốc phôi có thể tạo thành các tế bào không tương thích với bệnh
nhân dẫn đến bị loại thải khi được cấy ghép gây nguy hiểm cho người bệnh.
Ngoài ra, mô được cấy ghép có thể phát triển thành những khối mô
bất thường như khối u ác tính.
Câu hỏi 5: Theo em, công nghệ tế bào gốc có thể gặp những
trở ngại nào? Vì sao?
Trả lời:
- Bên cạnh những ưu điểm hứa hẹn, nhiều trở ngại vẫn cần được
khắc phục khi ứng dụng tế bào gốc trong trị liệu. Các tế bào gốc phôi có thể tạo
thành các tế bào không tương thích với bệnh nhân và bị thải loại khi được cấy
ghép. Ngoài ra, kích thích tế bào gốc biệt hoá thành loại tế bào mong muốn khó
đạt hiệu quả 100%, do đó, mô được cấy ghép vẫn chứa các tế bào chưa được biệt
hoá và có thê phát triển thành những khối mô bất thường.
- Mặc dù tế bào gốc phôi đặc biệt có giá trị cho nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn đo tính vạn năng của chúng, song sử dụng tế bào gốc phôi người để nghiên cứu gây tranh cãi liên quan đến đạo đức sinh học. Trong quá trình tạo dòng tế bào gốc phôi, việc phá hủy phôi nang có thể gây nên sự chỉ trích của xã hội. Do đó, việc ứng dụng tế bảo gốc phôi trong lâm sàng bị trì hoãn.
Câu hỏi 6: Cần có những
lưu ý gì trong nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ tế bào gốc?
Trả lời:
Khi nghiên cứu phát triển và ứng dụng công nghệ tế bào gốc,
cần đảm bảo sao cho vừa có hiệu quả tốt nhất vừa đảm bảo đạo đức
sinh học. Bởi vậy, trên cơ sở các mức độ vi phạm đạo đức sinh học,
cần nên lưu ý các vấn đề sau:
- Cần tra cứu những quy định của luật pháp về các
khía cạnh liên quan trước khi tiến hành nghiên cứu hay ứng dụng tế
bào gốc.
- Cần xem xét các mức độ vi phạm đạo đức của nghiên
cứu đó.
- Tham khảo ý kiến của xã hội, Hội đồng khoa học,
Hội đồng Y đức, đồng nghiệp và cộng sự.
- Tìm hiểu phong tục tập quán, tôn giáo, tín ngưỡng
của quốc gia trước khi đưa ra một vấn đề nghiên cứu hay ứng dụng tế
bào gốc.
- Chỉ nên triển khai nghiên cứu hay ứng dụng, khi vấn
đề nghiên cứu phù hợp với quy định của pháp luật hoặc được sự đồng
ý của Hội đồng khoa học, có sự ủng hộ của xã hội.
Vận dụng 3: Hãy lập bảng so sánh nguồn gốc và khả năng
biệt hóa khác nhau của các loại tế bào gốc động vật. Nêu ứng dụng của mỗi loại
tế bào gốc động vật này.
Trả lời:
Vận dụng 4: Ngoài những ứng
dụng trong điều trị bệnh ở người, công nghệ tế bào gốc còn có tiềm năng được ứng
dụng trong những lĩnh vực nào khác của đời sống? Hãy tìm hiểu về các sản phẩm ứng
dụng được sản xuất bằng công nghệ tế bào gốc.
Trả lời:
- Tiềm năng ứng dụng của công nghệ tế bào gốc trong lĩnh vực
khác của đời sống:
+ Sử dụng tế bào gốc để nghiên cứu nhằm làm sáng
tỏ quá trình phát triển cá thể, cơ chế điều hòa hoạt động của
gene,…
+ Nuôi cấy tế bào gốc để tạo nên các mô hình kiểm
tra tính an toàn và hiệu quả của thuốc mới, hạn chế sự thử nghiệm trên động vật.
+ Ứng dụng tế bào gốc trong lĩnh vực làm đẹp: Sử
dụng tế bào gốc để điều trị các vấn đề về da như sẹo rỗ, sẹo
lõm, thâm nám, mụn,…
- Các sản phẩm ứng dụng được sản xuất bằng công nghệ tế bào
gốc: Các dòng mĩ phẩm sử dụng tế bào gốc như tế bào gốc Eldas, tế bào
gốc GSC+, tế bào gốc DNA cá hồi Navacos Salmon Ampoule, tế bào gốc Melsmon,…