Các nguồn thu nhận tế bào gốc nha khoa

Bài viết bởi Chuyên viên y tế, Thạc sĩ Nguyễn Tiến Lung - Chuyên viên Y tế Tế bào gốc - Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec

Công nghệ tế bào gốc là một trong những thành tựu y học đáng kinh ngạc nhất của thế kỷ 20. Việc sử dụng tế bào gốc đã mang lại tiềm năng lớn trong điều trị nhiều bệnh lý nguy hiểm như các bệnh tự miễn, tim mạch, thần kinh,... Tế bào gốc có thể được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau như tủy xương, máu ngoại vi, mô mỡ, dây rốn, máu cuống rốn,... Hiện nay, các loại tế bào gốc nha khoa (dental stem cells – DSCs) đang nhận được sự quan tâm lớn của các nhà khoa học.

Ở người trưởng thành, tế bào gốc có thể được thu nhận từ máu ngoại vi, mô mỡ, tủy xương, ... và các nguồn từ răng (răng sữa, răng khôn, dây chằng nha chu, vỏ xương hàm).

Các loại DSCs có thể được thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau, từ đó được gọi tên khác nhau với những đặc điểm riêng biệt.

Từ nang răng: tế bào gốc nang răng (DFSCs), tế bào tiền thân mầm răng (TGPCs); từ răng sữa: tế bào gốc tủy răng sữa (stem cells from human exfoliated deciduous teeth – SHED); từ răng trưởng thành: tế bào gốc tủy răng (DPSCs), tế bào gốc nhú đỉnh (SCAP), tế bào gốc dây chằng nha chu (PDLSCs); từ các cấu trúc ngoài răng: tế bào gốc vỏ xương (PSCs), tế bào gốc tủy xương (BMSCs), tế bào gốc trung mô từ nướu (lợi) răng (GMSCs), tế bào tiền thân nội mô răng (OESCs), tế bào gốc tuyến nước bọt (SGSCs).

Răng trưởng thành có cấu trúc phức tạp, với lớp men răng cứng chắc bao ngoài, ở giữa là lớp ngà răng xốp có chức năng tạo cảm giác cho răng, đồng thời bao bọc phần tủy răng ở trong. Do răng có khả năng tự tái tạo phức hệ ngà – tủy răng nên từ những năm 1980, các nhà khoa học cho rằng phần tủy răng có chứa tế bào gốc chịu trách nhiệm phục hồi, sửa chữa ngà răng khi bị tổn thương. Từ năm 2000, tế bào gốc tủy răng (DPSCs) được phân lập thành công.

DPSCs thể hiện các đặc điểm tương tự như tế bào gốc trung mô (MSC): bám dính với hình dạng nguyên bào sợi điển hình; khả năng biệt hóa thành tế bào mỡ, sụn, xương; biểu hiện các protein bề mặt CD73, CD90, CD105, biểu hiện kém các marker CD34, CD45, HLA-DR. Ngoài ra, DPSCs biểu hiện một số marker tế bào gốc phôi như Oct4, Nanog, Sox2, Klf4, SSEA4, c-Myc, có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác như tế bào gan, cơ tim, thần kinh, có thể tạo thành ngà răng, cấu trúc giống tủy răng.

Vào lúc trẻ được 3-4 tuổi hầu hết sẽ có 20 chiếc răng sữa. Phần lớn trẻ bắt đầu có răng sữa lung lay ở độ tuổi 5 - 6 tuổi, cũng có một số trẻ có răng sữa lung lay bắt đầu ở độ tuổi sớm hơn lúc 4 tuổi hoặc muộn hơn lúc 7-8 tuổi. Răng sữa thường được thay thế bởi răng vĩnh viễn theo thứ tự cái nào mọc trước sẽ được thay trước. Khi răng sữa rụng, thông thường nó sẽ bị loại bỏ, tuy nhiên đây lại là nguồn tế bào gốc quý giá.

Trong tủy răng sữa có chứa quần thể tế bào gốc (SHED) mang nhiều đặc điểm tương tự như DPSCs. Răng sữa khác răng trưởng thành về quá trình phát triển, cấu trúc mô và chức năng răng, do đó SHED có những đặc điểm khác DPSC như khả năng tăng sinh cao hơn, không có khả năng hình thành phức hợp ngà – tủy.

Dây chằng nha chu được tìm thấy giữa răng và xương ổ răng, bao gồm các sợi giữ cho răng bám vào xương hàm. Khi nhổ răng, một phần dây chằng vẫn dính vào chân răng, do đó có thể dễ dàng thu nhận và phân lập PDLSCs. Tương tự DPSCs, PDLSCs cũng biểu hiện một số marker tế bào gốc phôi như SSEA1, SSEA3, SSEA4, TRA-1-60, TRA-1-81, Oct4, Nanog, Sox2, Rex1, ALP. Các nghiên cứu đã cho thấy PDLSCs có thể hình thành các cấu trúc tương tự xương răng, ngà răng, dây chằng nha chu, nên nó có tiềm năng rất lớn trong điều trị các bệnh nha chu.

Nhú đỉnh là lớp mô mềm nằm ở chóp của chân răng, tiền thân của tủy răng. SCAP được phân lập chủ yếu từ nhú đỉnh của răng khôn được nhổ và răng có chóp hở. SCAP có thể biệt hóa thành nguyên bào xương, nguyên bào sợi đã được chứng minh có tỷ lệ biệt hóa cao hơn và hiệu quả hơn DPSCs đối với sự hình thành răng. Vì vậy, SCAP có tiềm năng lớn trong tái tạo các thành phần trong răng (tủy răng, mạch máu).

XEM THÊM: Tiềm năng ứng dụng của tế bào gốc tủy răng sữa trong y học tái tạo

Về mặt sinh học, DSCs có cùng đặc điểm với tế bào gốc trung mô từ tủy xương, mô mỡ, dây rốn, nhau thai... về khả năng tăng sinh in vitro không giới hạn, khả năng biệt hoá thành nguyên bào xương, sụn, tế bào mỡ, tế bào thần kinh, tuyến tụy, gan, ... Đặc biệt, DSCs có khả năng biệt hóa cao thành các loại tế bào thần kinh (neuron, tế bào thần kinh hình sao, tế bào thần kinh ít nhánh) nên có tiềm năng lớn trong ứng dụng điều trị các bệnh lý thần kinh.

Ngoài ra, việc thu thập mẫu để phân lập DSCs thường không đòi hỏi thêm các thao tác xâm lấn. SHED được thu nhận từ tủy của răng sữa thay tự nhiên. Răng trưởng thành (đặc biệt là răng khôn) sau khi nhổ có thể thu nhận tủy, nhú đỉnh, dây chằng, dịch tủy xương từ hốc răng, mảnh nướu (lợi),... để tách tế bào gốc. Quá trình thu thập DSCs đơn giản chỉ là tận dụng lại thành phần được coi là rác thải sinh học, không cần thêm tác động xâm lấn gây đau đớn.

DSCs mang các đặc điểm sinh học tương tự tế bào gốc trung mô từ tủy xương, mô mỡ, dây rốn,... và trong nhiều trường hợp DSCs được phân loại là tế bào gốc trung mô từ răng. Trong những năm trở lại đây, số lượng thử nghiệm lâm sàng sử dụng tế bào gốc trung mô nói chung và DSCs nói riêng đã tăng vượt bậc để điều trị các bệnh lý thần kinh, tim mạch, các bệnh tự miễn, viêm xương khớp, gan, rối loạn hô hấp, các bệnh nha chu, Covid-19,... Nhìn chung, các thử nghiệm trên đã cho thấy tính an toàn cao khi sử dụng, đồng thời cải thiện được đáng kể tình trạng bệnh.

Thêm vào đó, DSCs có khả năng cao biệt hoá thành tế bào thần kinh, có khả năng hỗ trợ sự tái phát triển của vùng não bộ bị thương tổn cũng như giảm tối đa kích ứng miễn dịch trong cấy ghép. Do vậy, nó cung cấp một công cụ tuyệt vời cho y học tái tạo, đặc biệt là về chữa trị các bệnh liên quan đến hệ thần kinh trung ương. Ngoài ra, DSCs còn được sử dụng trong việc tái tạo xương (như hộp sọ hay xương hàm cho bệnh nhân bị tai nạn giao thông hoặc tai nạn lao động).