CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Đặc điểm cấu trúc màng ối 1. Nguồn gốc màng ối Màng ối được hình thành từ lá phôi ngoài có nguồn gốc từ khối nội bào. Ở loài người, đến ngày thứ 8 sau thụ tinh, ở cực phôi xuất hiện một khoang nhỏ dần dần lớn lên, tạo thành khoang ối.
Những tế bào phủ trần khoang này tạo thành màng ối [20]. Sơ đồ rau thai và màng ối 1. Cuống rốn, 2: Đĩa đệm, 3: Màng ối, 4: Vùng ranh giới giữa rau thai và màng bào thai, 5: Màng đệm Nguồn: theo Kurt Benirschke và CS [21] 4 Khoang ối, từ một khoang nhỏ nằm ở mặt lưng phôi (mặt ngoại bì) đến cuối tháng thứ nhất khi phôi đã khép mình trở thành một khoang ngày càng lớn chứa đựng toàn bộ phôi. Trong khoang ối, phôi tắm mình trong nước ối.
Còn màng ối được cấu tạo bởi 2 lớp mô có nguồn gốc khác nhau: biểu mô phủ trên mặt có nguồn gốc từ ngoại bì và một lớp trung mô có nguồn gốc từ lá thành trung bì ngoài phôi [20]. Khi phôi tiếp tục lớn lên, khoang ối ngày càng to ra, nước ối ngày càng được tạo ra nhiều, màng ối ngày càng giãn rộng ra tiến sát tới màng đệm. Phần lá thành trung bì ngoài phôi phủ ngoại bì màng ối tới sát nhập vào màng đệm. Vì vậy, khoang ngoài phôi ngày càng hẹp lại và cuối cùng biến mất.
Theo tác giả Đỗ Kính, khi phôi nang bắt đầu làm tổ trong nội mạc thân tử cung mẹ, về mặt cấu tạo phôi nang được cấu thành từ hai dòng tế bào: đại phôi bào và tiểu phôi bào. Những đại phôi bào sẽ tạo ra phôi chính thức và một số bộ phận phụ của phôi như biểu mô màng ối, các biểu mô túi noãn hoàng và niệu nang [20]. Cấu trúc màng ối Màng ối được cấu tạo bởi 3 lớp chính: lớp biểu mô đơn (single epithelial layer), màng đáy dày (basement membrane) và lớp vô mạch (avascular mesenchyme) [22]. Màng ối không có thần kinh, mạch máu hay bạch huyết (Hình 1.2), nằm ngay sát khoang ối (amniotic cavity) và các tế bào lá nuôi (trophoblast cell) và có thể dễ dàng phân tách khỏi màng đệm (chorion) nằm ngay dưới đó.
Màng ối được nuôi dưỡng bởi chất dinh dưỡng và oxy từ dịch ối bao xung quanh và mạch máu của thai. Phân tích về mặt mô học, màng ối gồm hai lớp biểu mô đơn và trung mô. Lớp biểu mô đơn là một lớp tế bào biểu mô đơn hình trụ, một phần tự do và 5 một phần tiếp xúc với màng đáy. Nằm dưới màng đáy là lớp trung mô màng ối gồm các mô liên kết được tạo bởi các tế bào giống nguyên bào sợi.
Sơ đồ cấu trúc màng ối Nguồn theo Parry và CS [23] Màng ối ở vùng rìa cách cuống rốn khoảng 10 cm được bao phủ bởi 1 lớp biểu mô vuông đơn. Đây là vùng chứa ít tế bào gốc nhưng lại rất tốt khi sử dụng để sản xuất tấm màng ối đông khô trong điều trị. Màng ối lấy từ vùng này có độ đàn hồi cao. Chức năng của màng ối Màng ối đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển thai nhi và chuyển dạ.
Trong khởi điểm và duy trì co thắt tử cung, prostaglandin đóng vai trò cốt yếu. Biểu mô màng ối không chỉ là một trong những nguồn cung cấp prostaglandin, đặc biệt là prostaglandin E2 [24], mà nó còn tạo ra các enzym sinh tổng hợp prostaglandin (prostaglandin - biosynthesis enzyme) ví dụ như phospholipase, prostaglandin synthase và cyclooxygenase. Hơn nữa, các 6 enzyme này được điều hòa bởi human chorionic gonadotropin (hCG), các thụ cảm thể của chúng cũng tìm thấy trong màng biểu mô màng ối. Biểu mô màng ối có mức độ hoạt động chuyển hóa cao trong quá trình thai nghén và nó có chức năng điều hòa pH của dịch ối, giữ nó ở trạng thái hằng định là khoảng 7,1.
Laminin là thành phần chính của màng đáy tế bào gốc màng ối tham gia vào quá trình biệt hóa tế bào, duy trì hình dạng và hoạt động tế bào, duy trì kiểu cấu trúc mô đồng thời thúc đẩy sự tồn tại của các mô thông qua các thụ cảm thể của tế bào như integrin và dystroglycan [25]. Vì vậy, xác định đặc điểm các chuỗi dưới đơn vị của laminin ở màng ối người là rất quan trọng. Laminin có nhiều đồng dạng khác nhau bao gồm các chuỗi α-, β-, và γ- mà mỗi chuỗi này có nhiều dạng chuỗi dưới đơn vị : α1– 5, β1 – 3, γ1 – 3 [24]. Laminin được tạo ra và bài tiết từ ngay biểu mô nằm trên màng đáy vì vậy biểu hiện gen của các chuỗi dưới đơn vị laminin trong các tế bào biểu mô màng ối (human amniotic epithelial cells - HAE) được phát hiện bằng phản ứng reverse transcription- polymerase chain reaction (RT-PCR).
Tế bào gốc màng ối 1. Một số khái niệm tế bào gốc Tế bào gốc (TBG) là các tế bào chưa có chức năng chuyên biệt, có tiềm năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau (hình 1.1) và có khả năng tự thay mới (selfrenewal). Các tế bào này là các tế bào chưa biệt hóa (unspecialized cell) hoặc đang ở những giai đoạn khác nhau nhưng chưa kết thúc quá trình biệt hóa (tế bào vạn tiềm năng, tế bào đa tiềm năng, tế bào ít tiềm năng, tế bào đơn tiềm năng), do vậy chúng có thể đi theo nhiều hướng khác nhau để tạo thành nhiều loại tế bào khác nhau [26]. Một số tế bào gốc Nguồn: Phan Kim Ngọc và CS[26] 8 + Tế bào gốc phôi (embryonic stem cells - ESCs) và tế bào mầm phôi (embryonic germ cells) Tế bào gốc phôi là các tế bào gốc vạn năng được lấy từ phôi giai đoạn sớm (4 - 7 ngày tuổi).
Ở giai đoạn này phôi có hình cầu và được gọi là phôi túi (blastocyst). Blastocyst có một nhóm có khoảng 30 tế bào vạn năng nằm lệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (inner cell mass). Dùng một loại enzyme đặc biệt để phân tách các tế bào của khối này sẽ thu được các tế bào gốc phôi. Tế bào mầm phôi là các tế bào mầm nguyên thủy có tính vạn năng.
Đó là các tế bào sẽ hình thành nên giao tử (trứng và tinh trùng) ở người trưởng thành. Các tế bào mầm nguyên thủy này được phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi hoặc từ thai nhi. So với tế bào gốc phôi, các tế bào mầm phôi khó duy trì dài hạn hơn trong nuôi cấy nhân tạo do chúng ở giai đoạn biệt hóa cao hơn. + Tế bào gốc thai (foetal stem cells) Là các tế bào vạn năng hoặc đa năng được phân lập từ tổ chức thai sau nạo phá thai.
Nhiều người cho rằng, tế bào gốc thai thuộc loại tế bào gốc trưởng thành ở giai đoạn biệt hóa thấp. Việc nghiên cứu và sử dụng các tế bào này có ảnh hưởng khá nặng nề về đạo đức nghiên cứu, nên thường chỉ giới hạn vào mục đích tìm hiểu quá trình phát triển phôi thai. + Tế bào gốc nhũ nhi (infant stem cell) Tế bào gốc nhũ nhi được phân lập từ trẻ sơ sinh hoặc các phần phụ của thai như dây rốn, nhau thai, màng ối, dịch ối… Các tế bào này thường là đa tiềm năng hoặc vạn tiềm năng. Tùy theo cách thu thập có thể ảnh hưởng hoặc không ảnh hưởng đến đối tượng cho tế bào.
Chọc dịch ối trước khi sinh hoặc chọc tĩnh mạch dây rốn trước sinh để lấy tế bào gốc của em bé có trong dịch ối hoặc trong máu dây rốn có những nguy cơ của các kỹ thuật này là nhiễm trùng, chảy máu, sẩy thai hoặc đẻ non… Tuy nhiên, lấy máu dây rốn từ dây rốn hoặc 9 bánh rau sau khi đã “mẹ tròn con vuông” vừa được tế bào có thành phần giống hệt máu tĩnh mạch của trẻ sơ sinh lại không ảnh hưởng gì đến em bé. Tương tự như vậy, lấy các tế bào từ mô dây rốn và bánh rau sau khi sinh cũng không ảnh hưởng đến sức khỏe của em bé vì các thành phần này là sản phẩm bỏ đi sau khi sinh. + Tế bào gốc trưởng thành (adult stem cells / somatic stem cells) Còn gọi là tế bào gốc thân, là các tế bào chưa biệt hóa được tìm thấy với một số lượng ít trong các mô của người trưởng thành (máu ngoại vi, mô não, mô da, mô cơ…). Tuy nhiên, cũng có thể tìm thấy ở trẻ em, thai nhi và có thể tách chiết từ máu cuống rốn.
Trong cơ thể, vai trò chủ yếu của các tế bào gốc trưởng thành là duy trì và sửa chữa tổ chức mà ở đó chúng được tìm ra. Bình thường, các tế bào gốc trưởng thành được cho là có tính đa năng, chúng có thể phát triển thành nhóm các tế bào có quan hệ mật thiết với nhau trong cùng một tổ chức. Ví dụ tế bào gốc tạo máu có khả năng hình thành nên tất cả các loại tế bào máu khác nhau bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, lympho…. Tuy nhiên, các bằng chứng gần đây cho thấy một số loại tế bào gốc trưởng thành còn có thể có tính vạn năng, hoặc ít nhất có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau (tức là có tính mềm dẻo - plasticity).
+ Tế bào giống tế bào gốc phôi (embryonic - like stem cell) hay tế bào gốc vạn tiềm năng cảm ứng (induced pluripotent stem cell - iPS) Được tạo ra bằng cách cảm ứng các tế bào đã biệt hoá của cơ thể trở lại trạng thái giống như tế bào gốc phôi hay còn gọi là tế bào gốc nhân tạo. Đây là kỹ thuật chủ yếu thao tác trong phòng thí nghiệm, người cho tế bào để cảm ứng (ví dụ tế bào da) bị ảnh hưởng rất ít, có thể là sinh thiết để lấy một miếng da nhỏ 10 + Tế bào gốc ung thư (cancer stem cell) Được phân lập từ các khối u, các tế bào gốc này được coi là nguồn gốc của khối u. Trong chiến lược trị liệu miễn dịch chống ung thư, tế bào này đang được chú ý để làm vaccine chống ung thư với hy vọng điều trị được “tận gốc” ung thư. Các tế bào gốc ung thư từ khối u của chính bệnh nhân hoặc khối u cùng loại của bệnh nhân khác được dùng làm vaccine kích thích hệ thống miễn dịch của bệnh nhân chống lại các thành phần của khối u.
Các đặc điểm màng ối liên quan công nghệ tế bào gốc 1. Tính vạn tiềm năng (pluripotent) Trong lĩnh vực biệt hóa tế bào gốc, các nhà nghiên cứu quan tâm đến vấn đề liệu các tế bào gốc màng ối có thuộc tính vạn tiềm năng (pluripotent) hay không.