Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào?

Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm sẽ trải qua một quy trình kỹ lưỡng và nghiêm ngặt trong mỗi bước bao gồm: phân lập, nuôi cấy tế bào, cho ăn và chăm sóc, kiểm soát ô nhiễm và giai đoạn biệt hoá.

Vậy, các nhà khoa học đã nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào? Hãy cùng Medeze tìm hiểu câu trả lời trong bài viết dưới đây nhé!

Thông tin chung về tế bào gốc

Tế bào gốc là gì?

Tế bào gốc là loại tế bào vạn năng có khả năng tăng sinh và biệt hóa thành các loại tế bào khác trong cơ thể. Nhờ đặc tính tuyệt vời này, tế bào gốc có tiềm năng trong việc hỗ trợ điều trị sức khỏe cho con người.

Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào?
Tế bào gốc có khả năng biệt hóa thành tế bào khác

Các nguồn lấy tế bào gốc

Tế bào gốc được lấy từ hai nguồn chính là tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells) và tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells). Ngoài ra, các nhà khoa học đã nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm thành công, tức tế bào gốc vạn tiềm năng cảm ứng (Induced Pluripotent Stem Cells – iPSCs).

Tế bào gốc phôi 

Tế bào gốc phôi là các tế bào gốc có ở trong phôi ở giai đoạn phôi nang (blastocyst). Nếu khối tế bào này được tách khỏi môi trường bình thường của phôi và được nuôi cấy trong một số điều kiện thích hợp, các tế bào gốc phôi có thể tiếp tục phân chia và vẫn duy trì được tiềm năng biệt hóa để tạo ra bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể. Chúng được coi là những tế bào vạn tiềm năng. 

Tế bào gốc trưởng thành

Cho đến nay, các loại tế bào gốc không phải là tế bào gốc phôi được ứng dụng trong y học thành công hơn cả mặc dù tiềm năng của chúng đã ít nhiều bị hạn chế hơn so với tế bào gốc phôi. Tế bào gốc trưởng thành có ở trong các mô trưởng thành, được thu thập ở tủy xương, máu ngoại vi, máu dây rốn… Tế bào gốc trưởng thành phân làm 3 loại chính gồm: Tế bào gốc máu (HSCs), Tế bào gốc trung mô (MSCs), Tế bào gốc biểu mô (EpSCs). Đây là nguồn tế bào dồi dào dùng để sử dụng trong việc nuôi tế bào gốc.

Tế bào gốc đa tiềm năng cảm ứng

Năm 2006, một nhóm các nhà khoa học Nhật đứng đầu là giáo sư Shinya Yamanaka đã khám phá ra tế bào gốc nhân tạo, được gọi là tế bào gốc đa tiềm năng cảm ứng (Induced Pluripotent Stem Cells – iPSCs). Chúng là các tế bào soma hay tế bào sinh dưỡng được tái lập trình để quay trở lại thành tế bào gốc nhờ cảm ứng bằng các yếu tố phiên mã. Chúng mang tiềm năng trở thành những công cụ hữu ích cho việc phát triển thuốc và nghiên cứu bệnh tật.

Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào?
Giáo sư Shinya Yamanaka nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm và tạo ra loại tế bào gốc nhân tạo.

Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào?

Quy trình nuôi tế bào gốc

Phân lập 

Đây là bước đầu tiên nhằm chuẩn bị tế bào gốc. Tế bào gốc có ở nhiều nguồn khác nhau như phôi, mô trưởng thành… sẽ được tách ra bằng các kỹ thuật và quy trình cụ thể.

Nuôi cấy tế bào

Sau khi có được số lượng tế bào gốc nhất định, các nhà nghiên cứu sẽ tạo ra một môi trường nuôi cấy thích hợp để nuôi tế bào gốc. Họ chuẩn bị một chiếc đĩa nuôi cấy, bên trong có nước dinh dưỡng và các thành tố cần thiết cho tế bào. Môi trường nuôi cấy này được mô phỏng môi trường tự nhiên mà tế bào gốc cần cho sự phát triển. Các tế bào gốc sẽ được trải đều trên bề mặt đĩa.

Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào?
Nuôi tế bào gốc trong đĩa nuôi cấy
Cho ăn và chăm sóc

Tế bào gốc cần được cho ăn và chăm sóc thường xuyên để đảm bảo chúng có thể tồn tại và tăng trưởng một cách tốt nhất. Nhà nghiên cứu cần thường xuyên vệ sinh môi trường nuôi cấy bằng cách loại bỏ chất thải và tế bào chết. Đồng thời, họ cũng cần phải bổ sung dinh dưỡng để tế bào gốc được phát triển một cách tốt nhất.

Kiểm soát ô nhiễm

Môi trường bị ô nhiễm sẽ khiến việc nuôi tế bào gốc bị thất bại. Để tránh điều này, các nhà khoa học áp dụng các kỹ thuật rất nghiêm ngặt bằng cách sử dụng các thiết bị như Tủ cấy sinh học (Laminar Flow Hood) để ngăn chặn sự xâm nhập của các chất gây ô nhiễm có thể ảnh hưởng tới tế bào gốc. 

Giai đoạn biệt hóa

Từ các tế bào ban đầu, hàng triệu tế bào gốc có thể được tạo ra. Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu hoặc ứng dụng, tế bào gốc có thể được chuyển đi để biệt hóa thành các loại tế bào cụ thể. Để làm được điều này, nhà nghiên cứu có thể di chuyển các tế bào gốc sang một điều kiện nuôi cấy khác, thay đổi thành phần hóa học của môi trường nuôi tế bào gốc hiện tại,… Từ đây, những tế bào gốc được biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác, giúp ích cho việc nghiên cứu hoặc ứng dụng vào điều trị bệnh lý.

Các loại hình nuôi cấy tế bào gốc

Nuôi cấy tế bào gốc phụ thuộc vào trung chuyển

Đây là hình thức nuôi tế bào gốc có sử dụng tế bào trung chuyển (feeder cells) nhằm hỗ trợ tính đa năng và tăng sinh của chúng. Các đĩa nuôi tế bào sẽ được bổ sung nguyên bào sợi (fibroblasts) – một loại tiền tế bào đóng vai trò trung chuyển. Các tế bào trung chuyển sẽ điều hòa môi trường nuôi cấy, cung cấp protein cần thiết, hỗ trợ sự gắn kết và tăng sinh của tế bào.

Nuôi cấy tế bào gốc không phụ thuộc vào trung chuyển

Trái ngược với loại hình trên, đây là hình thức nuôi tế bào gốc không sử dụng tế bào trung chuyển. Tế bào gốc được nuôi cấy trong môi trường chỉ gồm axit amin thiết yếu, muối, các yếu tố dinh dưỡng và các yếu tố thúc đẩy tăng trưởng. 

So với việc sử dụng tế bào trung chuyển, hình thức nuôi cấy này sẽ đỡ tốn công sức hơn cho nhà nghiên cứu. Bên cạnh đó, việc này cũng tránh được nguy cơ lây nhiễm mầm bệnh từ tế bào trung chuyển sang tế bào được nuôi cấy. Hình thức này có tính linh hoạt cao, phù hợp để ứng dụng trong quy mô nuôi cấy tế bào gốc lớn. 

Cách kiểm tra kết quả nuôi tế bào gốc

Nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm như thế nào?
Tế bào mới sẽ thường xuyên được kiểm tra

Trong quá trình nuôi tế bào gốc, nhà nghiên cứu sẽ thực hiện nhiều cuộc kiểm tra để xác nhận xem tế bào mới có mang đặc tính của tế bào gốc hay không. Những xét nghiệm có thể diễn ra như:

  • Kiểm tra biểu hiện và tính toàn vẹn của những gen quan trọng, làm nên chức năng của một tế bào gốc
  • Kiểm tra tốc độ phát triển của tế bào
  • Tác động để buộc tế bào trải qua quá trình biệt hóa nhằm kiểm tra tiềm năng biệt hóa của tế bào

Cách bảo quản tế bào gốc

Sau khi nuôi tế bào gốc thành công, các nhà nghiên cứu sẽ  bảo quản chúng nhằm ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau như nghiên cứu, chữa bệnh… Tế bào gốc có thể được bảo quản lạnh để lưu trữ lâu dài. Tế bào gốc sẽ được đông lạnh ở nhiệt độ thấp bằng cách sử dụng các chất bảo vệ lạnh và bảo quản chúng trong nitơ lỏng. Nhờ vậy, nhà nghiên cứu có thể bảo tồn các đặc tính sinh học của các tế bào, bảo vệ chúng khỏi sự phá hủy, ô nhiễm và thoái hóa. Sau khi được lưu trữ trong thời gian dài, tế bào gốc có thể được rã đông để sử dụng khi cần thiết.

Có thể thấy, việc nuôi tế bào gốc trong phòng thí nghiệm đã mở ra rất nhiều tiềm năng cho các nghiên cứu y học. Nếu bạn đang có nhu cầu muốn tìm hiểu thông tin về tế bào gốc như công dụng, cách lưu trữ… đừng ngần ngại liên hệ với Medeze – đơn vị hàng đầu về lưu trữ tế bào gốc. Medeze với đội ngũ bác sĩ trình độ cao cùng nhiều năm kinh nghiệm sẽ mang lại dịch vụ chất lượng, an toàn và tận tâm cho khách hàng. 

Medeze – Ngân Hàng Lưu Trữ Tế Bào Gốc – Bảo Hiểm Sức Khỏe Trọn Đời Cho Bé

TP. Hồ Chí Minh

  • C34, Khu Biệt thự Thạnh Xuân, Phường Thạnh Xuân, Quận 12, Thành phố Hồ Chí Minh.
  • 116 Nguyễn Văn Hưởng, Phường Thảo Điền, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.

Hà Nội

  • Tòa nhà Icon4, Tầng 16, 243A Đê La Thành, Quận Đống Đa, Hà Nội.

Hotline: 1900 633 686.

Tham khảo:

yourgenome.org

lifesciences.vn

yourgenome.org

ibsgacademic.com

microbiologynote.com