Vô sinh đang tạo ra một tác động lớn đến sức khỏe, tâm lý, xã hội, kinh tế của các cặp vợ chồng bị ảnh hưởng, dẫn đến chất lượng cuộc sống kém và đặc biệt là hạnh phúc gia đình. Vô sinh hiện đang được coi là một vấn đề sức khỏe toàn cầu ảnh hưởng đến khoảng 15% các cặp vợ chồng trên toàn thế giới. Nó có thể phát sinh từ các yếu tố liên quan đến nam (30%), bao gồm các vấn đề như giãn tĩnh mạch thừng tinh, tinh hoàn ẩn, ung thư tinh hoàn và không có tinh trùng. Nguyên nhân từ Nữ (khoảng 30%); bao gồm suy buồng trứng sớm và rối loạn tử cung (dày dính, sẹo niêm mạc tử cung…) hoặc cả hai đối tác (30%) [1].
Với sự tiến bộ gần đây trong công nghệ hỗ trợ sinh sản (ART), nhiều cặp vợ chồng bị ảnh hưởng có thể tìm thấy một giải pháp, các phương pháp được sử dụng rộng rãi như: Bơm tinh trùng vào tử cung IUI (Intrauterine insemination), Thụ tinh trong ống nghiệm IVF (In Vitro Fertilization), Phương pháp tiêm tinh trùng vào bào tương noãn ICSI (Intra-cytoplasmic sperm injection) và một số can thiệp khác. Tuy nhiên, một số lượng đáng kể các cặp vợ chồng không thể thụ thai ngay cả sau khi can thiệp hỗ trợ sinh sản. [2]
Tế bào gốc ngày nay đang được nghiên cứu và ứng dụng như những giải pháp trị liệu thay thế, cấy ghép đầy hứa hẹn trong y học tái tạo. Nhiều tiến bộ vượt bậc về y sinh học đã được thực hiện giúp chúng ta có thể hiểu rõ hơn về sinh học và chức năng của các tế bào gốc.
Trong những năm gần đây, có nhiều tiến bộ đáng kể đã đạt được trong quá trình biệt hóa trong phòng thí nghiệm (in vitro) của tế bào mầm đực từ tế bào gốc đa tiềm năng trong ống nghiệm. Đối với vô sinh nữ, tế bào gốc có thể được sử dụng để tái tạo buồng trứng và tạo noãn [3]. Tế bào gốc là những tế bào chưa biệt hóa tồn tại trong phôi, bào thai và người trưởng thành để tạo ra các tế bào biệt hóa. Chúng được tạo thành từ hai nguồn: tế bào phôi giai đoạn sớm và mô trưởng thành. Tế bào gốc đặc hiệu cho mô được tìm thấy trong các cơ quan đã được biệt hóa từ giai đoạn sau sinh và trưởng thành, loại tế bào gốc này đóng một vai trò quan trọng trong việc sửa chữa các tổn thương của mô và cơ quan trong cơ thể. Các loại tế bào gốc chính là tế bào gốc phôi (ESC), tế bào gốc trung mô (MSC), tế bào gốc sinh tinh (SSC) và tế bào gốc vạn năng cảm ứng (iPSCs) [4]. Tế bào gốc toàn năng là những tế bào chưa biệt hóa nhất và chỉ được tìm thấy trong giai đoạn phát triển ban đầu. Trứng đã thụ tinh và hai tế bào phân chia đầu tiên là tế bào toàn năng, vì chúng phân hóa thành các mô phôi và mô ngoại bào, có thể hình thành phôi và nhau thai. iPSCs có thể biệt hóa thành cả ba dòng tế bào gốc phôi, bao gồm trung bì, ngoại bì và nội bì, và tất cả các mô và cơ quan đều phát triển từ trung bì.
Hình ảnh: Một số bệnh lý gây vô sinh và nguồn tế bào gốc nghiên cứu sử dụng điều trị
Chức năng của tế bào gốc có thể được chia thành năm loại chính. Loại đầu tiên liên quan đến việc thay thế và sửa chữa các tế bào chết và hư hỏng. Tế bào gốc có khả năng tự tìm tới mô tổn thương (self–homing), khi được tiêm vào cơ thể con người, chúng sẽ tập chung trong các cơ quan bị tổn thương và các bộ phận tương ứng và biệt hóa thành các loại tế bào có nguồn gốc từ các cơ quan này. Ví dụ, khả năng di chuyển của tế bào gốc sinh tinh SSCs hướng chúng đến các “ổ” của chúng khi được cấy ghép vào tinh hoàn. Các SSC được cấy ghép sẽ gắn vào các tế bào Sertoli và kết nối chặt chẽ hàng rào máu-tinh hoàn (BTB) để di chuyển đến ổ của chúng trên màng đáy và phát triển tới các giai đoạn tiếp theo[5].
Loại TBG thứ hai liên quan đến việc kích hoạt các tế bào không hoạt động và tế bào bị ức chế. Sự tăng trưởng và phát triển của cơ thể con người được thực hiện thông qua quá trình phân chia tế bào. Theo tuổi tác, một số tế bào ngừng trải qua các chu kỳ tế bào bình thường sau khi phân chia và thể hiện trạng thái ngủ đông. Tế bào gốc có thể kích hoạt các tế bào không hoạt động và tế bào bị ức chế và kích thích chúng quay lại chu kỳ tế bào, tăng sinh bằng cách tiếp tục phân chia. Điều này làm tăng số lượng tế bào mới trong cơ thể và khôi phục quá trình trao đổi chất của cơ thể trở lại bình thường hoặc thậm chí đảo ngược chu trình tế bào (trẻ hóa tế bào). Mô hình tiền lâm sàng gây suy buồng trứng sớm do hóa trị (POF) trên chuột đã chỉ ra rằng các tế bào gốc được cấy ghép này có thể cư trú trong các mô buồng trứng và cứu vãn được chức năng buồng trứng; tuy nhiên, các cơ chế này cần được nghiên cứu thêm [6].
Loại thứ ba liên quan đến khả năng chế tiết các enzym, protein và cytokine khác nhau để thúc đẩy tăng sinh tế bào, ức chế quá trình chết theo chương trình (apoptosis) của các tế bào chức năng, đồng thời biệt hóa các tế bào tiền thân của mô hiện có thành các tế bào mô để sửa chữa các mô bị tổn thương và phát triển các mô mới. Sinh tinh trùng là một quá trình được điều hòa bởi testosterone, nội tiết và các yếu tố hormone tự tiết/cận tiết, chẳng hạn như họ IL-1 [7]. Trong điều kiện bệnh lý, mức độ các cytokine tiền viêm tăng cao, có ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh tinh. Do đó, sự biểu hiện của yếu tố cận tiết / tự tiết ở tinh hoàn và cơ chế điều hòa của nó cần được quan tâm hơn trong chiến lược điều trị vô sinh nam [8].
Loại thứ tư liên quan đến việc sử dụng chức năng ức chế miễn dịch thông qua cơ chế tiếp xúc tế bào – tế bào (cell – cell contact) và tiết ra các yếu tố hòa tan, ức chế sự gia tăng của các tế bào diệt tự nhiên (NK), có thể gây ảnh hưởng tích cực tới quá trình “dung nạp” miễn dịch đối với sự phát triển của phôi thai đặc biệt giai đoạn đầu thai kỳ, ngoài ra, sự hoạt động bình thường của tế bào NK còn giúp cho xâm lấn của lá nuôi vào niêm mạc tử cung, ảnh hưởng trực tiếp lên quá trình làm tổ của phôi, hỗ trợ quá trình hình thành động mạch xoắn và thúc đẩy cung cấp chất dinh dưỡng cho sự phát triển của phôi.
Loại thứ năm liên quan đến việc thúc đẩy sự phục hồi của tín hiệu liên tế bào. Phân tử tín hiệu của tế bào tương tác với protein thụ thể trên màng tế bào, gây ra sự thay đổi cấu trúc trong thụ thể và sau đó sản sinh ra chất tín hiệu mới bên trong tế bào. Điều này gây ra phản ứng, chẳng hạn như tính thấm ion, thay đổi hình dạng tế bào hoặc một số thay đổi chức năng tế bào khác, từ đó có tác dụng kích hoạt, sửa chữa những tổn thương và và thúc đẩy sự phát triển của tế bào.
Với những tính năng đặc trưng đó, hiện nay, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng liệu pháp tế bào gốc có thể điều trị các bệnh thoái hóa, điều trị các bệnh ung thư ác tính và sửa chữa các mô bị tổn thương trong nhiều bệnh lý. Tuy nhiên, một số khía cạnh của liệu pháp tế bào gốc vẫn chưa được khám phá đầy đủ, tiềm năng to lớn của tế bào gốc chưa được khai thác đối với các ứng dụng trong điều trị các bệnh như vô sinh. Chúng tôi tin tưởng rằng trong một tương lai gần, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ y sinh, công nghệ tế bào gốc có thể mở ra nhiều cơ hội chữa khỏi hoàn toàn cho nhiều người/ nhiều cặp đôi mắc bệnh vô sinh, hiếm muộn.
Biên dịch: ThS. Nguyễn Trọng Phúc – Trung tâm Tế bào gốc
1. Sarama Saha, Partha Roy, et al. Application of Stem Cell Therapy for Infertility. Cells.2021 Jul; 10(7): 1613. Published online 2021 Jun 28. doi: 10.3390/cells10071613.
2. Jing Wang, Chi Liu et al. Stem Cells as a Resource for Treatment of Infertility-related Diseases, Curr Mol Med.2019 Sep; 19(8): 519–546. Published online 2019 Sep. doi: 10.2174/1566524019666190709172636.
3. Smith R.P., Lipshultz L.I., Kovac J.R. Stem cells, gene therapy, and advanced medical management hold promise in the treatment of male infertility. Asian J. Androl. 2016;18(3):364. doi: 10.4103/1008-682X.179249.
4. Chen D., Gell J.J., Tao Y., Sosa E., Clark A.T. Modeling human infertility with pluripotent stem cells. Stem Cell Res. (Amst.) 2017;21:187–192. doi: 10.1016/j.scr.2017.04.005.
5. Oatley J.M., Brinster R.L. Regulation of spermatogonial stem cell self-renewal in mammals. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2008;24:263–286. doi: 10.1146/annurev.cellbio.24.110707.175355.
6. Kawamura K., Kawamura N., Hsueh A.J. Activation of dormant follicles: A new treatment for premature ovarian failure? Curr. Opin. Obstet. Gynecol.2016;28(3):217–222. doi: 10.1097/GCO.0000000000000268.
7. Rozwadowska N., Fiszer D., Jedrzejczak P., Kosicki W., Kurpisz M. Interleukin-1 superfamily genes expression in normal or impaired human spermatogenesis. Genes Immun. 2007;8(2):100–107. doi: 10.1038/sj.gene.6364356.
8. Huleihel M., Lunenfeld E. Regulation of spermatogenesis by paracrine/autocrine testicular factors. Asian J. Androl. 2004;6(3):259–268.
Để nhận tư vấn trực tiếp từ Tổ tư vấn Tế bào gốc - Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội, cha mẹ hãy liên hệ:
Hotline: 0862046186
Fanpage Tổ tư vấn Tế bào gốc - Bệnh viện Phụ Sản Hà Nội: https://www.facebook.com/tebaogocpshn
Email: tebaogocpshn@gmail.com