Bước tiến trong nghiên cứu tế bào gốc trên thế giới

Tế bào gốc là gì?

Mọi động vật, bao gồm cả con người, đều hình thành từ một tế bào đơn lẻ – một tế bào trứng được thụ tinh, gọi là hợp tử. Tế bào này phân chia thành hai tế bào, hai tế bào này phân chia thành bốn và tiếp tục như vậy cho đến khi có hơn một nghìn tỉ tế bào. Mỗi loại tế bào có chức năng khác nhau – tế bào máu khác với tế bào da, nơ-ron khác tế bào tim.

Tuy vậy, trong cơ thể cò có một loại tế bào đặc biệt, xuất hiện đầu tiên, nguồn gốc của tất cả, có khả năng biệt hóa thành bất kỳ loại tế bào nào trong cơ thể người. Đó gọi là tế bào gốc vạn năng.

Từ năm 1868, nhà sinh vật học người Đức Ernst Haeckel đã sử dụng thuật ngữ tế bào gốc để mô tả việc trứng thụ tinh có khả năng biệt hóa thành bất cứ loại tế bào nào trong cơ thể. Từ đó, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu về sử dụng tế bào gốc trong y học. Theo lý thuyết, khi một cơ quan sinh học bị suy yếu, cơ thể chỉ cần tạo ra một cơ quan mới từ tế bào gốc vạn năng – vốn có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào. Khi đó, các tế bào được sử dụng để tạo thành cơ quan mới hoàn toàn giống với tế bào ban đầu về mặt di truyền học, nên cơ thể không đào thải nó.

Tế bào gốc vạn năng - phát kiến đạt giải Nobel

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học luôn phải đối mặt “thường trực” với một thách thức to lớn trong nghiên cứu tế bào gốc: Tìm tế bào gốc.

Có thể tìm thấy tế bào gốc ở dây rốn sau khi đứa trẻ sinh ra, nhưng không phải ai cũng có thể tiếp cận các cơ sở y tế có khả năng thu thập và lưu trữ đúng cách. Tế bào gốc cũng hiện diện trong cơ thể người trưởng thành – nhưng với số lượng rất nhỏ. Thêm nữa, khi đưa tế bào này ra khỏi môi trường quen thuộc, tốc độ phân bào không còn tốt nữa.

Những vấn đề trên dần được giải đáp trong vòng 10 năm trở lại. Vào vào năm 2006-2007, nhà khoa học, giáo sư Shinya Yamanaka đã thành công trong việc thử nghiệm biến tế bào trưởng thành trở thành tế bào gốc vạn năng. Ông gọi đó là loại tế các tế bào gốc vạn năng cảm ứng, viết tắt là tế bào iPS.

Với phát hiện này, việc thu thập tế bào gốc từ phôi thai hoặc cố gắng để tìm chúng trong cơ thể người không cần thiết nữa. Thay vào đó là tạo ra các tế bào iPS.

Nghiên cứu tế bào gốc - nỗ lực của Ajinomoto với ngành nghiên cứu về sức khỏe

Ajinomoto nổi tiếng với các sản phẩm như mì chính (bột ngọt), hạt nêm. Tuy vậy, ít ai biết Ajinomoto có đóng góp quan trọng trong công trình nghiên cứu tế bào gốc với nhà khoa học Shinya Yamanaka.

Vào năm 2010, giáo sư Shinya Yamanaka thành lập Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Tế bào iPS (Center for iPS Cell Research and Application - là CiRA), nhằm nghiên cứu sử dụng tế bào iPS cho những phương pháp điều trị y học mới. Và với tư cách là công ty hàng đầu trên thế giới về nghiên cứu và sản xuất axit amin, Công ty Ajinomoto được lựa chọn tham gia dự án “Phát triển môi trường nuôi cấy lý tưởng cho nghiên cứu tế bào iPS của CiRA”.

Sau khi hình thành từ tế bào trưởng thành, tế bào iPS cần được nhân lên. Để quá trình phân bào diễn ra suôn sẻ, chúng cần ở ở trong môi trường thích hợp, giống như hạt giống cần có đất màu mỡ để lớn lên. Môi trường thích hợp để nuôi dưỡng tế bào là môi trường nuôi cấy, một hỗn hợp gồm có các axit amin, vitamin, glucô, lipit, các yếu tố phát triển và lượng nhỏ các chất khoáng thiết yếu để tế bào phát triển.

Góp phần vào dự án, Ajinomoto sử dụng công nghệ sản xuất thành phần, cung cấp axit amin không có nguồn gốc từ động vật và có thể truy xuất nguồn gốc đầy đủ; đồng thời xác định nhanh chóng thành phần tối ưu trong hàng chục thành phần tạo nên một môi trường nuôi cấy.

Ngoài ra, công ty còn có công nghệ phân tích axit amin và tạp chất nhạy bén, chính xác, cho phép tạo ra một môi trường nuôi cấy hiệu suất cao với sự kiểm soát chất lượng khắt khe.

Kết quả, Ajinomoto hợp tác với CiRA nuôi cấy tế bào iPS trong StemFit – môi trường nuôi cấy hiệu suất, chất lượng và an toàn vì nguy cơ nhiễm bẩn sinh học ngẫu nhiên được giảm thiểu, giúp tế bào tăng trưởng tốt hơn. Nói cách khác, việc tạo ra môi trường nuôi cấy lý tưởng như StemFit, đã góp phần giúp việc nghiên cứu tế bào iPS phát triển mạnh mẽ, mở ra nhiều cơ hội cho ngành y học trong việc khám phá dược phẩm mới, mang lại các phương pháp điều trị tiềm năng cho nhiều bệnh và tổn thương như Parkinson, đái tháo đường, bệnh tim, đa xơ cứng, bỏng và chấn thương tủy sống.

CiRA còn đang phát triển dự án Kho Tế bào iPS cho Y học Tái tạo, nhằm sản xuất và lưu trữ kho dự trữ tế bào iPS. Việc này giúp gỡ bỏ rào cản về chi phí và thời gian cần để sản xuất tế bào iPS từ các tế bào trưởng thành, hứa hẹn tương lai xán lạn cho nghiên cứu này.