Tế Bào Gốc Biểu Mô Là Gì? Đặc Điểm Và Ứng Dụng Y Học

Tác giả: Ngô Thị Thúy An , bài viết được tư vấn chuyên môn bởi: BÁC SĨ TAKAHIRO HONDA (Pajili) Giám đốc Viện Nghiên cứu Điều trị Cấy ghép Tế bào Gốc Tokyo (TSRI)

Tế bào gốc biểu mô là một trong những loại tế bào gốc đóng vai trò quan trọng trong quá trình duy trì và tái tạo các mô biểu mô của cơ thể. Nhờ khả năng tự đổi mới và biệt hóa thành các tế bào chuyên biệt, loại tế bào này đang được quan tâm trong nhiều nghiên cứu về tái tạo mô và ứng dụng y học.

Vậytế bào gốc biểu mô là gì, có những đặc điểm nào và được ứng dụng ra sao trong y học? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây để có cái nhìn rõ hơn về loại tế bào đặc biệt này.     

1. Tế bào gốc biểu mô là gì? 

Tế bào gốc biểu mô (epithelial stem cells)là những tế bào gốc nằm trong các mô biểu mô, có khả năngtự đổi mới và tạo ra các tế bào chuyên biệt của mô mà chúng cư trú. Đây là nhóm tế bào đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc, chức năng và khả năng phục hồi của nhiều mô biểu mô trong cơ thể.

Mô biểu mô tạo nên lớp bao phủ bên ngoài cơ thể nhưbiểu bì da, đồng thời lót mặt trong của nhiều cơ quan nhưđường tiêu hóa, đường hô hấp, hệ tiết niệu – sinh dục và giác mạc. Những mô này thường xuyên chịu tác động từ môi trường, ma sát, tổn thương hoặc quá trình đào thải tế bào nên cần liên tục thay mới. Tế bào gốc biểu mô chính là một trong những nguồn cung cấp tế bào mới để duy trì quá trình này.

Khi được kích hoạt, tế bào gốc biểu mô có thể phân chia để tạo ra cáctế bào con, trong đó một phần tiếp tục duy trì đặc tính tế bào gốc, còn một phần trở thành các tế bào tiền thân có khả năng tăng sinh nhanh rồi biệt hóa thành những loại tế bào chuyên biệt của mô. Nhờ vậy, mô biểu mô có thể duy trì trạng thái ổn định và phục hồi sau tổn thương.

2. Đặc điểm sinh học của tế bào gốc biểu mô 

Khả năng tự đổi mới

Tự đổi mới (self-renewal)là đặc điểm cốt lõi của tế bào gốc. Sau quá trình phân chia, một hoặc một số tế bào con có thể tiếp tục duy trì đặc tính của tế bào gốc, giúp bảo tồn nguồn tế bào này trong mô trong thời gian dài.

Nhờ khả năng này, các mô biểu mô có thể liên tục bổ sung tế bào mới để thay thế những tế bào già, chết hoặc bị tổn thương.

Khả năng biệt hóa

Bên cạnh tự đổi mới, tế bào gốc biểu mô có khả năngbiệt hóa thành các tế bào chuyên biệt thuộc mô tương ứng. Sau khi được kích hoạt, chúng có thể tạo ra các tế bào tiền thân tăng sinh nhanh, sau đó những tế bào này tiếp tục biệt hóa để đảm nhiệm chức năng cụ thể.

Khả năng biệt hóa của tế bào gốc biểu mô thường mang tínhđặc hiệu theo mô, thay vì có khả năng tạo ra mọi loại tế bào trong cơ thể như tế bào gốc đa năng.

Khả năng tái tạo và sửa chữa mô

Một chức năng quan trọng khác của tế bào gốc biểu mô làduy trì sự tái tạo và phục hồi mô sau tổn thương. Khi biểu mô bị tổn thương, các tế bào gốc và tế bào tiền thân có thể được kích hoạt, tăng sinh và tạo ra tế bào mới để góp phần khôi phục cấu trúc mô.

Chẳng hạn, biểu mô ruột có tốc độ thay mới rất nhanh, trong khi tốc độ tái tạo của biểu mô da và phổi chậm hơn đáng kể. Điều này cho thấy hoạt động của tế bào gốc biểu mô được điều chỉnh khác nhau tùy theo đặc điểm và nhu cầu của từng mô.

Phụ thuộc vào “môi trường sống” của tế bào gốc

Tế bào gốc biểu mô không hoạt động độc lập mà chịu ảnh hưởng mạnh từniche – vi môi trường tế bào gốc. Đây là khu vực gồm các tế bào lân cận, chất nền ngoại bào, yếu tố tăng trưởng và nhiều tín hiệu phân tử giúp điều chỉnh khả năng sống sót, tự đổi mới, tăng sinh và biệt hóa của tế bào gốc.

Có thể hiểu đơn giản,“tế bào gốc là gì” chưa đủ để dự đoán chúng sẽ hoạt động như thế nào; vị trí của tế bào và các tín hiệu mà chúng nhận được từ môi trường xung quanh cũng đóng vai trò rất quan trọng.

Khả năng đáp ứng với tổn thương

Trong điều kiện bình thường, tế bào gốc biểu mô giúp duy trìcân bằng nội môi của mô (tissue homeostasis). Khi mô bị tổn thương, hoạt động của chúng có thể thay đổi để thúc đẩy quá trình sửa chữa và tái tạo. Một số nghiên cứu còn cho thấy các tế bào biểu mô đã biệt hóa có thể thể hiện tính linh hoạt nhất định và tham gia vào quá trình tái tạo trong những điều kiện đặc biệt.

3. Phân loại tế bào gốc biểu mô theo vị trí 

3.1. Tế bào gốc biểu mô da và nang lông 

Da và nang lông chứa nhiều quần thể tế bào gốc biểu mô, đảm nhiệm việc duy trì và tái tạo các cấu trúc của da.

Ởbiểu bì, các tế bào gốc nằm chủ yếu ở lớp đáy của biểu mô và góp phần tạo ra các tế bào keratinocyte mới để duy trì hàng rào bảo vệ của da. Khi da bị tổn thương, hoạt động tăng sinh của các tế bào gốc và tế bào tiền thân tăng lên, hỗ trợ quá trình sửa chữa biểu mô.

Đối vớinang lông, một quần thể tế bào gốc quan trọng nằm tại vùng gọi làbulge(vùng phình của nang lông). Các tế bào này có thể được kích hoạt theo chu kỳ phát triển của nang lông, tạo ra các tế bào tham gia hình thành thân tóc và các cấu trúc liên quan. Một số tế bào gốc tại vùng này cũng có khả năng tham gia sửa chữa biểu bì sau tổn thương.

3.2. Tế bào gốc biểu mô giác mạc 

Tế bào gốc biểu mô giác mạc thường được gọi làtế bào gốc vùng rìa (limbal stem cells). Chúng tập trung chủ yếu ở vùngrìa giác mạc (limbus)– khu vực chuyển tiếp giữa biểu mô giác mạc và kết mạc.

Các tế bào này liên tục tạo ra tế bào biểu mô mới, giúpduy trì bề mặt giác mạc trong suốt và hỗ trợ quá trình lành thương. Khi nguồn tế bào gốc vùng rìa bị tổn thương nghiêm trọng, chẳng hạn do bỏng hóa chất, bỏng nhiệt hoặc một số bệnh lý, có thể xảy rathiếu hụt tế bào gốc vùng rìa (limbal stem cell deficiency – LSCD). Tình trạng này có thể dẫn đến mạch máu xâm nhập giác mạc, giác mạc đục và suy giảm thị lực.

Chính vì vai trò đặc biệt này, tế bào gốc biểu mô giác mạc là một trong những nhóm tế bào gốc biểu mô cóứng dụng tái tạo mô được nghiên cứu và phát triển tương đối rõ, bao gồm ghép mô vùng rìa hoặc sử dụng tế bào được nuôi cấy để phục hồi bề mặt giác mạc trong những trường hợp phù hợp.

3.3. Tế bào gốc biểu mô đường tiêu hóa – hô hấp 

Ởruột, tế bào gốc nằm chủ yếu tại vùng đáy của các hốc tuyến (intestinal crypts). Chúng tạo ra các tế bào tiền thân, sau đó biệt hóa thành nhiều loại tế bào biểu mô khác nhau nhưenterocyte, tế bào hình đài (goblet), tế bào nội tiết ruột và tế bào Paneth. Nhờ cơ chế này, niêm mạc ruột có khả năng thay mới liên tục.

Ởđường hô hấp, các tế bào gốc và tế bào tiền thân biểu mô cũng tham gia duy trì hàng rào bảo vệ của đường thở và sửa chữa biểu mô sau tổn thương. Quá trình này chịu ảnh hưởng lớn từvi môi trường xung quanh và các tín hiệu phân tử, giúp cân bằng giữa tự đổi mới, tăng sinh và biệt hóa.

3.4. Tế bào gốc biểu mô màng ối, màng dây rốn 

Màng ối và các mô quanh thai kỳ là nguồn chứa nhiều loại tế bào có tiềm năng được ứng dụng trong nghiên cứu tái tạo và liệu pháp tế bào.Trong đó, tế bào biểu mô màng ối (human amniotic epithelial cells – hAECs) nằm ở lớp trong của màng ối và có những đặc tính sinh học đáng chú ý.

Các nghiên cứu cho thấy tế bào biểu mô màng ối cótính dẻo (plasticity), khả năng biệt hóa trong những điều kiện nhất định và đặc tính điều hòa miễn dịch, vì vậy đang được nghiên cứu trong nhiều hướng của y học tái tạo.

Đối vớimô dây rốn, cần lưu ý rằng thuật ngữ “tế bào gốc dây rốn” có thể bao gồm nhiều loại tế bào khác nhau. Dây rốn, tĩnh mạch dây rốn, màng ối/nhau thai vàWharton's jelly (thạch Wharton)đều có thể chứa các quần thể tế bào gốc hoặc tế bào đệm với đặc tính khác nhau. Trong đó, nhiều nghiên cứu về dây rốn tập trung vàotế bào trung mô (mesenchymal stromal/stem cells – MSCs), chứ không nên mặc định tất cả đều là “tế bào gốc biểu mô”.

4. Ứng dụng của tế bào gốc biểu mô trong điều trị 

4.1. Điều trị bỏng nặng, tái tạo da   

Một trong những hướng ứng dụng đáng chú ý của tế bào gốc biểu mô làtái tạo lớp biểu bì cho người bị bỏng nặng hoặc tổn thương da rộng.

Tế bào gốc biểu bì và các tế bào sừng (keratinocyte) có thể được lấy từ một vùng da còn lành của người bệnh, sau đónuôi cấy và tăng sinh trong phòng thí nghiệmđể tạo thành các tấm biểu mô. Những tấm tế bào này có thể được sử dụng để che phủ vùng da bị tổn thương, góp phần phục hồi hàng rào biểu mô.

Phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa khidiện tích bỏng quá lớn và không còn đủ da lành để ghép theo phương pháp thông thường. Tuy nhiên, kỹ thuật nuôi cấy keratinocyte vẫn có những hạn chế như thời gian chuẩn bị, chi phí, nguy cơ nhiễm trùng và yêu cầu vùng nền da phù hợp để tế bào có thể bám và phát triển.

4.2. Điều trị vết thương mạn tính, loét do tiểu đường  

Vết thương mạn tính và loét bàn chân do tiểu đườngthường khó lành do nhiều yếu tố như tuần hoàn kém, viêm kéo dài và khả năng tái tạo mô bị suy giảm. Vì vậy, tế bào gốc đang được nghiên cứu như một hướng hỗ trợ quá trình lành thương.

Các nghiên cứu lâm sàng và phân tích tổng hợp cho thấy một số liệu pháp tế bào có thểcải thiện khả năng đóng vết loét, hình thành mạch máu và một số chỉ số liên quan đến phục hồi mô. Tuy nhiên, các nghiên cứu sử dụng nhiều loại tế bào, nguồn tế bào và phương pháp đưa tế bào khác nhau; chất lượng bằng chứng giữa các kết quả cũng chưa đồng nhất.

4.3. Điều trị bệnh lý bề mặt giác mạc, phục hồi thị lực 

Tế bào gốc vùng rìa giác mạc (limbal stem cells)đóng vai trò duy trì và tái tạo lớp biểu mô bao phủ bề mặt giác mạc. Khi các tế bào này bị tổn thương nghiêm trọng, chẳng hạn do bỏng hóa chất hoặc bỏng nhiệt, người bệnh có thể gặp tình trạngthiếu hụt tế bào gốc vùng rìa, gây tổn thương bề mặt giác mạc và suy giảm thị lực.

Đây là một trong những lĩnh vực mà liệu pháp tế bào gốc biểu mô đã cóứng dụng lâm sàng rõ ràng hơn. Một ví dụ làHoloclar, liệu pháp sử dụng tế bào lấy từ vùng rìa của chính người bệnh, sau đó được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và ghép trở lại để phục hồi bề mặt giác mạc. EMA cho biết Holoclar được sử dụng ở người trưởng thành bị thiếu hụt tế bào gốc vùng rìa mức độ vừa đến nặng do bỏng mắt vật lý hoặc hóa chất.

Trong dữ liệu được EMA đánh giá,75/104 bệnh nhân (72%)đạt tiêu chí ghép thành công sau một năm, với bề mặt giác mạc ổn định; bệnh nhân cũng ghi nhận giảm đau, giảm viêm và cải thiện thị lực.

4.4. Kết hợp liệu pháp gen: điều trị ly thượng bì bọng nước (JEB)  

Một ứng dụng đặc biệt của tế bào gốc biểu mô làkết hợp với liệu pháp gen để điều trị một số bệnh di truyền về da, điển hình làly thượng bì bọng nước thể nối (Junctional Epidermolysis Bullosa – JEB).

JEB có thể liên quan đến đột biến ở các gene mã hóa protein cần thiết đểliên kết các lớp của da, khiến da rất dễ hình thành bọng nước và tổn thương. Một hướng tiếp cận là lấy tế bào gốc biểu bì của chính người bệnh,sửa gene gây bệnh trong phòng thí nghiệm, sau đó nuôi cấy các tế bào đã được chỉnh sửa để tạo thành mô biểu bì và ghép trở lại cho bệnh nhân.

Một nghiên cứu được công bố trênNature Medicineđã ghi nhận việc ghép các mảnh biểu bì được tạo từ tế bào gốc biểu bì đã được sửa gene ở một bệnh nhân JEB. Các mảnh ghép đã tạo thành lớp biểu bì có khả năng bám chắc và duy trì trong thời gian theo dõi một năm.

Đây là ví dụ tiêu biểu cho tiềm năng kết hợptế bào gốc + liệu pháp gen: thay vì chỉ bổ sung tế bào mới, các nhà khoa học tìm cáchsửa nguyên nhân di truyền trong tế bào gốc rồi sử dụng chính những tế bào đã được chỉnh sửa để tái tạo mô.

5. So sánh tế bào gốc biểu mô với các loại tế bào gốc khác 

5.1. So với tế bào gốc trung mô (MSC)  

Tế bào gốc biểu mô cư trú trong các mô biểu mô và có nhiệm vụ chủ yếu làduy trì, thay mới và sửa chữa lớp biểu mô của mô tương ứng. Ví dụ, tế bào gốc biểu bì góp phần tạo tế bào da mới, còn tế bào gốc vùng rìa giúp duy trì biểu mô giác mạc.

Trong khi đó,MSC (mesenchymal stromal cells)được tìm thấy ở nhiều mô như tủy xương, mô mỡ và mô dây rốn. Chúng có khả năng tạo ra một số dòng tế bào thuộc mô liên kết trong những điều kiện nhất định, đồng thời có các đặc tính liên quan đếnđiều hòa miễn dịch và tương tác với môi trường mô. 

Một điểm cần lưu ý là thuật ngữ“mesenchymal stem cell”và“mesenchymal stromal cell”đôi khi được sử dụng đan xen. Các tổ chức chuyên môn khuyến nghị thận trọng khi gọi MSC là “tế bào gốc”, bởi đặc tính và khả năng biệt hóa của chúng trong cơ thể phức tạp hơn cách mô tả đơn giản “có thể biến thành nhiều loại tế bào”. (isscr.org)

Điểm khác biệt dễ hiểu nhất:

• Tế bào gốc biểu mô → tập trung vàoduy trì và tái tạo lớp biểu mô.
• MSC → được nghiên cứu nhiều vềsửa chữa mô, tương tác với tế bào xung quanh và điều hòa miễn dịch.

5.2. So với tế bào gốc tạo máu (HSC)  

Tế bào gốc tạo máu (Hematopoietic Stem Cells – HSC)có chức năng rất khác so với tế bào gốc biểu mô. HSC có khả năng tự đổi mới và tạo ra các dòng tế bào máu, bao gồmhồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Chúng tồn tại chủ yếu trong tủy xương và cũng có thể được thu nhận từ máu ngoại vi hoặc máu cuống rốn. (ncbi.nlm.nih.gov)

Ứng dụng nổi bật nhất của HSC làghép tế bào gốc tạo máu, được sử dụng trong điều trị một số bệnh lý ác tính và không ác tính của hệ tạo máu và miễn dịch, chẳng hạn một số bệnh bạch cầu, lymphoma, đa u tủy và các bệnh suy giảm tủy xương. (nhlbi.nih.gov)

Ngược lại, tế bào gốc biểu mô chủ yếu tạo ra các tế bào biểu mô của mô mà chúng cư trú,không có vai trò chính trong việc tái tạo hệ thống tế bào máu.

Kết luận 

Tế bào gốc biểu môcó khả năng tự đổi mới và tạo ra các tế bào biểu mô mới, góp phần duy trì, phục hồi và tái tạo những mô bị tổn thương. Với những đặc tính này, tế bào gốc biểu mô đang trở thành đối tượng được nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực y học, đặc biệt là tái tạo mô và phục hồi tổn thương. 

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Tế bào gốc biểu mô có ở những đâu trong cơ thể?

Tế bào gốc biểu mô được tìm thấy ở nhiều mô có khả năng tự tái tạo liên tục như da, niêm mạc đường tiêu hóa, đường hô hấp và giác mạc. Chúng có vai trò thay thế các tế bào biểu mô bị tổn thương hoặc mất đi.  

Tế bào gốc biểu mô có thể hỗ trợ điều trị bệnh gì? 

Tế bào gốc biểu mô đang được nghiên cứu và ứng dụng trong một số lĩnh vực nhưđiều trị bỏng và tổn thương da, phục hồi giác mạc, tái tạo niêm mạcvà hỗ trợ sửa chữa mô bị tổn thương. Hiệu quả phụ thuộc vào từng bệnh và phương pháp điều trị cụ thể. 

Khám và chẩn đoán tự kỷ cho trẻ hết khoảng bao nhiêu tiền?

Chi phí khám và chẩn đoán tự kỷ phụ thuộc vàocơ sở y tế, độ tuổi của trẻ và số lượng đánh giá cần thực hiện. Tại Việt Nam, chi phí có thể dao động từvài trăm nghìn đến vài triệu đồng. Phụ huynh nên liên hệ trực tiếp cơ sở chuyên khoa để được báo giá chính xác.

Có nên lưu trữ tế bào gốc biểu mô cho trẻ sơ sinh không? 

Không phải trường hợp nào cũng cần lưu trữ tế bào gốc biểu mô cho trẻ sơ sinh.Quyết định nên dựa trên mục đích sử dụng, nguồn tế bào, khả năng ứng dụng trong tương lai và tư vấn từ bác sĩ/chuyên gia.