1. Tính chất sinh học của tế bào

•    Đặc điểm hình thái: iPSCs có hình thái tương tự tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells – ESCs), với tế bào tròn, nhân lớn và ít tế bào chất. Các cụm (colony) iPSCs tương tự ESC. 

•    Sinh trưởng: iPSCs nguyên phân, tự đổi mới, tăng sinh và phân chia với tốc độ tương tự ESC

•    Các dấu hiệu nhận diện: iPSCs biểu hiện các dấu ấn kháng nguyên bề mặt tương tự như ESC, như SSEA-3, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81, TRA-2-49/6E và Nanog. iPSC biểu hiện gen được biểu hiện trong ESC chưa phân hóa, bao gồm Oct-3/4, Sox2, Nanog, hTERT và không biểu hiện các gen của tế bào chuyên hóa (kể cả của tế bào đã tạo nên nó)

2. Tính chất đa tiềm năng (pluripotency) của iPSCs tương tự như ESC

•    Biệt hóa in vitro: iPSCs có khả năng biệt hóa thành các loại tế bào chuyên hóa có nguồn gốc từ cả ba lá phôi

•    Hình thành thể phôi (embryoid body): iPSCs khi được nuôi cấy có thể tạo thành cấu trúc giống như phôi (gọi là thể phôi), gồm những tế bào chuyên hóa hoàn toàn từ cả ba lá phôi ở ngoài, bao lấy lớp lõi là iPSC hoạt động và phân chia.

•    Hình thành u quái (teratoma): Khi được tiêm vào chuột suy giảm miễn dịch, iPSCs có khả năng hình thành u quái (khối u chứa nhiều loại tế bào có nguồn gốc từ cả ba lá phôi, khác với các khối u khác thường chỉ có một loại tế bào).

3. Ứng dụng

•    Xây dựng mô hình bệnh ở người: iPSCs có thể biệt hóa thành tất cả các loại tế bào trong cơ thể, nên đặc biệt có lợi thế khi biệt hóa thành các loại tế bào khó thu nhận (như não) để nghiên cứu bệnh học trên những loại tế bào này.

•    Phát triển thuốc: Sử dụng iPSCs biệt hóa thành các loại tế bào chuyên hóa để tạo nên organoid (các cơ quan mini trong phòng thí nghiệm) để thử thuốc, giúp nghiên cứu tác động của thuốc đến các cơ quan trong cơ thể một cách chính xác hơn so với trước đây sử dụng nuôi cấy tế bào 2D hoặc mô hình động vật.

•    Sửa chữa mô và tổng hợp cơ quan: Các nhà khoa học đang nghiên cứu tổng hợp được cơ quan hoặc các phần của cơ quan trong cơ thể từ iPSCs kết hợp công nghệ in 3D sinh học.

•    Liệu pháp tế bào: công nghệ iPSC có thể được sử dụng để tạo ra các loại tế bào khó tiếp cận (như tế bào gốc thần kinh) và phục hồi sinh lý mô bình thường sau khi cấy ghép.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Cerneckis J., Cai H., & Shi Y. (2024). Induced pluripotent stem cells (iPSCs): molecular mechanisms of induction and applications. Signal Transduction and Targeted Therapy, 9(1), 112.
2. Marei H.E., Khan M.U.A., & Hasan A. (2023). Potential use of iPSCs for disease modeling, drug screening, and cell-based therapy for Alzheimer’s disease. Cellular & Molecular Biology Letters, 28(1), 98.
3. Rowe R.G., & Daley G.Q. (2019). Induced pluripotent stem cells in disease modelling and drug discovery. Nature Reviews Genetics, 20(7), 377-388.
4. Bellin M., et al. (2012). Induced pluripotent stem cells: the new patient?. Nature reviews Molecular cell biology, 13(11), 713-726.