Tế bào nguồn sinh máu (hemopoietic stem cetls)

Các nhóm tế bào và tên gọi

Từ nhiều kết quả nghiên cứu khác nhau, tối nay - cuối thế kỷ XX người ta đã thừa nhận thuyết một nguồn gốc trong tạo máu ở người. Tế bào này có khả năng sinh sản ra tất cả các dòng tế bào máu. Chúng được gọi là tế bào nguồn sinh máu (hemopoietic stem cells).

Tế bào nguồn sinh máu có thể chia làm ba nhóm dựa trên quá trình phân chia và biệt hoá của chúng.

Tế bào nguồn sinh máu vạn năng hay toàn năng (pluripotential stem cells)

Tế bào vạn năng hay còn gọi là tế bào “trùm”, tế bào “gốc” là tế bào sinh máu đầu tiên được tách ra từ tổ chức bào vói sự hỗ trợ của tế bào s troma (stromal cells). Tế bào này có một số đặc điểm sau:

Phát hiện đầu tiên từ nghiên cứu đơn dòng (cloning) tế bào lách chuột, nên được gọi là đơn vị tạo cụm tế bào lách CFU-S (colony íbrming unit - spleen).

Tế bào nhỏ giông lympho về hình thái, nhưng không chuyển dạng khi nuôi cấy vói PHA.

Có số lượng rất ít trong các nhóm tế bào của tuỷ xương, khoảng 0,01% - 0,05%, ở máu khoảng < 0,001% trong tổng số tế bào có nhân.

Có dấu ấn bề mặt (marker) CD34+.

Bản thân mỗi tế bào có thể tự tái sinh (selt renewal) ra chính nó và sinh sản ra tất cả các dòng tế bào nguồn kế cận. Nhưng từ tế bào kế cận (progenitor cells) không thể trở lại thành tế bào nguồn vạn năng. Đó là sự khác nhau cơ bản giữa tế bào gôc (stem cells) và tế bào sinh sản (progenitor cells).

Tế bào này có mặt ở tuỷ xương, máu ngoại vi, máu cuống rốn, gan phôi người và động vật có vú.

Tế bào nguồn đa năng (multipotential progenitor cells)

Còn gọi là tế bào định hưởng tuỷ CFU-GEMM (myloid progenitor cells) hoặc định hướng lympho CFU-L (lymphoid progenitor cells). Tế bào này có khả năng sinh ra nhiều dòng tế bào kế cận: tế bào đa năng hướng tuỷ sinh ra dòng: HC, TC, B/C hạt; tế bào đa năng hướng lympho có khả năng sinh: lympho B, T, NK.

Tế bào nguồn đơn khả năng: (mono hoặc unipotential progenitor cells)

Tế bào này có thể coi là tế bào mẹ, hay tế bào nguồn đầu dòng chúng chỉ sinh ra một dòng tế bào. Thí dụ:

Dòng hồng cầu: BFU-E, CFU-E: các tế bào nguồn đơn khả năng của dòng hồng cầu chúng chỉ sinh ra hồng cầu.

Dòng mẫu tiểu cầu = CFƯ - Meg, chỉ sinh mẫu tiểu cầu.

Dòng bạch cầu hạt trung tính = CFU-G, chỉ sinh bạch cầu hạt trung tính.

Dòng đơn nhân: CFU-M, chỉ sinh bạch cầu đơn nhân lớn.

Dòng bạch cầu ái toan: CFU-Eo, chỉ sinh ra bạch cầu hạt ưa acid.

Dòng bạch cầu ái kiềm: CFFU-Ba, chỉ sinh ra bạch cầu hạt ưa base.

Quá trình phát triển trên đây được thể hiện ở sơ đồ.

Số lượng tế bào nguồn qua các giai đoạn phát triển

Số lượng này được nghiên cứu và xác định như sau: có một lượng rất ít trong quần thể tế bào tuỷ, chừng 0,01- 0,05%, ở máu chừng < 0,001%, khi nuôi cấy tế bào có nhân của tuỷ, người ta thấy tế bào có chức năng hỗn hợp (Mix-cells) rất ít, tế bào biệt hoá chiếm tỷ lệ cao (bảng).

Bảng. Số lượng các đơn vị tạo cụm khi nuôi cấy tế bào gốc CD34+

Điều hòa phát triển tế bào nguồn

Quá trình phát triển tế bào nguồn có hai cơ chế điều hoà:

Điếu hoà bằng cơ chế kiểm soát tại chỗ

Vai trò của tế bào stroma tại tuỷ, các tế bào máu có mặt các tổ chức và cơ quan khác nhau. Từ đó phản ảnh lại tuỷ xương để kích thích hoặc ức chế sản xuất (Feed-Back).

Điều hoà thể dịch

Vai trò của các cytokin và các chất ức chế tạo máu

Các cytokin kích thích sinh máu và vị trí tác dụng:

Cho tới nay người ta đã phát hiện khoảng > 25 các cytokin khác nhau (xem bài cytokin). Trong đó có một sô cytokin chủ yếu có vai trò trong điều hoà sinh máu (bảng).

Bảng. Các cytokin kích thích sinh máu

Ghi chú: HPP = Ligh proliferating potential – CFC; LIF = Leukemia inhitory factor.

Đôi tác gây ảnh hưởng của các cytokin tuy có khác nhau song tác dụng hợp đồng là chủ yếu. Tác dụng này chung cho tất cả các cytokin.

Hình. Điểu hoà tại chỗ và điều hoà thể dịch ở các giai đoạn phát triển và biệt hoá tế bào sinh máu

Tế bào gốc (stem cells) chịu sự kiểm soát theo cơ chế điều hoà tại chỗ. Tế bào gốc tiếp cận và trao đổi với tế bào stroma, tác dụng này giảm dần đối với tế bào sinh sản.

Các tế bào sinh sản (progenitor cells) và tế bào chức năng chịu ảnh hưởng của các yếu tố điều hoà thể dịch cytokin là chủ yếu.

Hình. Vị trí (đối tác) tác dụng của các cytokin tạo máu

Các yếu tố ức chế sinh máu: Tạo máu được kiểm soát theo hướng ức chế bởi các tác dụng sau đây:

Do tế bào chết theo chương trình apoptosis, thiếu chất kích thích hoặc tế bào không tiếp nhận kích thích chúng sẽ chết tại chỗ (chết theo chương trình: programmed cell death).

Do các chất ức chế sinh sản và biệt hoá tế bào:

MIF (macrophage Inhibitor íactor) ức chế phát triển tế bào Mix, GM-, E.

TGF-(3 (transíbrming grovvth factor) ức chế bào nguồn HPP, BFU-E.

P-glu-glu-Asp-cys-lys: ức chế phát triển tế bào GM.

Ngoài ra cần có một yếu tố thể dịch khác ức chế tạo máu như interferon, prostaglandin, yếu tố 4 tiểu cầu, các chất kích thích phát triển và các chất ức chế phát triển hoạt động cân bằng nhằm đảm bảo số lượng tế bào sinh máu đủ đáp ứng nhu cầu cơ thể trong mỗi giai đoạn.

Các dấu ấn bề mặt tế bào nguồn vạn năng (stem cells)

Dấu ấn sớm nhất là CD34, ngoài ra chưa có dấu ấn nào trên bề mặt tế bào gốc vạn năng.

Bảng. Các dấu ấn màng: phân biệt giữa tế bào gốc và tế bào progenitor

Vòng sống tế bào nguồn

Sinh sản, phát triển và thoái hoá là vòng sông của tế bào nguồn.

Quá trình này gồm bốn sự kiện quan trọng xảy ra liên tiếp trên tế bào:

Sự phân chia - sinh sản (proliíeration): theo hình thức phân bào (mitosis). Sự phân chia này phụ thuộc vào nhu cầu của cơ thể. Riêng tế bào gốc (CD34+) tự duy trì bằng cách tái tạo lại còn các tế bào đã biệt hóa thì không quay trơ lại (không tự duy trì).

Quá trình biệt hoá (differentiation): quá trình này có các diễn biến sau:

Thay đối về hình thái: nhân, NSC, các dấu ấn màng tẽ bào...

Trang bị và hoàn thiện về chức năng: HC vận chuyển oxy, bạch cầu làm nhiệm vụ chống nhiễm trùng...

Làm chức năng phục vụ cho sự sông của cơ thể: tồn tại ở máu một thời gian ngắn.

Quá trình thoái hoá apoptosis xảy ra tại tổ chức, tế bào chết theo chương trình (programmed cell death). Đây là quá trình khép kín của vòng sông tế bào trong cơ thể: vòng sống này bao gồm sự sinh sản phát triển - trưởng thành, phục vụ hoạt động cơ thể rồi thoái hoá theo chương trình đã sắp đặt. Rối loạn quá trình này tạo nên bệnh lý.

Apoptosis xảy ra trong các tổ chức liên võng. Ở đẩy các tế bào già thoái hoá, tiêu huỷ, thải bỏ ra ngoài bằng các đường chuyển hoá, hô hấp, nước tiểu, mồ hôi, phân.