Những nghiên cứu trước đây cho thấy mỗi noãn có tiềm năng phát triển khác nhau và điều này phụ thuộc một phần vào số lượng bản sao DNA ti thể (mtDNA) hiện diện trong noãn. mtDNA là phân tử vòng, mạch đôi, nằm ở màng trong ti thể, mã hoá cho khoảng 13 sản phẩm có vai trò trong quá trình vận chuyển điện tử và phosphoryl oxy hóa. Quá trình sao chép của ti thể diễn ra liên tục bắt đầu từ quá trình trưởng thành noãn và noãn trưởng thành có khoảng 50.000 đến 550.000 bản sao mtDNA. Ở giai đoạn phôi, quá trình sao chép ti thể chỉ xảy ra quanh khoảng thời gian làm tổ và mtDNA chỉ bắt đầu sao chép khi phôi nang được hình thành nên lượng mtDNA ban đầu của noãn là một trong những yếu tố quan trọng quyết định tiềm năng phát triển của phôi giai đoạn tiền làm tổ. Đã có nghiên cứu cho thấy, sự hiện diện của một số lượng lớn bản sao mtDNA trong tế bào cumulus là yếu tố dự đoán mạnh mẽ cho sự phát triển tiền làm tổ, do đó, khả năng thụ tinh của noãn tăng khi số lượng mtDNA của noãn cao. Trong quá trình phân bào ban đầu, hàm lượng mtDNA vẫn ổn định vì ti thể noãn bào và mtDNA phân bố đều cho các phôi bào tuy nhiên một nghiên cứu khác lại cho thấy có sự khác biệt về hàm lượng mtDNA của 8 phôi bào trong cùng một phôi. Hiện tại, mtDNA ở giai đoạn phôi phân cắt không thể dự đoán được phôi nguyên bội hay lệch bội nhưng quan sát thấy rằng tiềm năng làm tổ của phôi nguyên bội giảm khi hàm lượng mtDNA tăng.

Chỉ 2 đến 3 ngày sau khi kích hoạt bộ gen của phôi và sau khi biệt hoá TE và ICM, mtDNA bắt đầu sao chép ở những phôi nang nở rộng, bắt đầu từ các tế bào ở lớp TE và sau đó đến tế bào ở ICM. Tại thời điểm này, vẫn còn nhiều tranh cãi về việc mtDNA có dự đoán tình trạng nguyên bội hay lệch bội của phôi hay không. Sự thiếu hụt về năng lượng sinh học của tế bào và sản xuất ATP dưới mức tối ưu của ti thể cho thấy có ảnh hưởng xấu đến tỉ lệ thai khi chuyển phôi nang nguyên bội. Ngoài ra, một số nghiên cứu khác cho thấy mtDNA tăng có liên quan đến thất bại làm tổ.

Sự không nhất quán trong hàm lượng mtDNA ở phôi phân chia và phôi nang có thể liên quan tới nhiều yếu tố như độ tuổi, dự trữ buồng trứng, phác đồ kích thích buồng trứng, BMI,... Hiện tại, mối quan hệ giữa hàm lượng mtDNA và số lượng nhiễm sắc thể của phôi phân chia và phôi nang vẫn chưa rõ ràng. Vì vậy, Neelke De Munck và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu này nhằm đánh giá hàm lượng mtDNA ở những phôi nguyên bội và lệch bội để tìm ra mối tương quan giữa hàm lượng mtDNA với số lượng nhiễm sắc thể trong phôi, đồng thời đánh giá tác động của tuổi mẹ đến hàm lượng mtDNA.

Nghiên cứu hồi cứu thực hiện từ tháng 8/2016 đến tháng 1/2017 trên 40 bệnh nhân thực hiện PGT-A bằng kỹ thuật NGS với 112 phôi. Kết quả nghiên cứu cho thấy:
Ở giai đoạn phôi phân chia, có 41,1% phôi nguyên bội và 58,9% phôi lệch bội. Lượng mtDNA không có sự khác biệt ở hai nhóm. Kết quả này cho thấy hàm lượng mtDNA không có mối tương quan với số lượng nhiễm sắc thể phôi giai đoạn phân chia tuy nhiên những phôi phân chia nhanh có hàm lượng mtDNA thấp hơn nhiều so với phôi có động học bình thường.

Đến giai đoạn phôi nang, có 54,6% phôi nguyên bội và 45,5% phôi lệch bội, hàm lượng mtDNA cũng không có sự khác biệt ở hai nhóm phôi kể trên. Điều này chứng tỏ hàm lượng mtDNA không tương quan với tình trạng nguyên bội hay lệch bội của phôi nang. Tuy nhiên, dựa trên sự tương đồng của kết quả phân tích di truyền ở phôi phân chia phát triển thành phôi nang, nhóm tác giả thấy rằng những phôi có kết quả sinh thiết là nguyên bội ở cả giai đoạn phôi phân chia và phôi nang có hàm lượng mtDNA thấp hơn những phôi còn lại. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu còn chỉ ra rằng không có sự khác biệt khi so sánh mtDNA ở hai nhóm trẻ tuổi và lớn tuổi.

Như vậy nghiên cứu này cho thấy hàm lượng mtDNA không thể dự đoán được tình trạng phôi nguyên bội hay lệch bội, tuy nhiên những phôi có kết quả phân tích di truyền là nguyên bội ở cả sinh thiết giai đoạn phôi phân chia và giai đoạn phôi nang có hàm lượng mtDNA thấp hơn những phôi còn lại. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chứng minh được rằng độ tuổi không ảnh hưởng đến hàm lượng mtDNA.

Nguồn: mtDNA dynamics between cleavage-stage embryos and blastocysts. Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 10.1007/s10815-019-01544-4
 

Từ khóa: Mối tương quan giữa số lượng nhiễm sắc thể phôi phân chia và phôi nang với DNA ti thể (mtDNA)