CVPH. Lê Thị Thu Thảo_IVFMD Tân Bình

Thoi vô sắc (meiotic spindle) giữ vai trò quan trọng trong việc hoàn tất quá trình giảm phân và được kiểm soát nhờ vào sự di chuyển của các nhiễm sắc thể (NST) qua các giai đoạn khác nhau của quá trình giảm phân. Sự xuất hiện spindle giai đoạn MII của noãn đánh dấu cho sự trưởng thành hoàn toàn về nhân, đảm bảo khả năng thụ tinh cũng như khả năng phát triển tốt nhất cho phôi sau này. Hiện nay, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm chứng tỏ mối liên hệ giữa sự xuất hiện cũng như các thuộc tính của spindle (độ sáng, chiều dài, hình dạng, góc lệch giữa spindle và thể cực) với các kết cục lâm sàng trong hỗ trợ sinh sản như: tỉ lệ thụ tinh, tỉ lệ tạo phôi, kết cục thai…

1. Cấu trúc và vai trò spindle



Spindle là một cấu trúc dạng hình trụ gồm các vi ống được cấu tạo bởi các đơn phân β- tubulin được tích hợp với các protein khác (các motor protein như dynein và kinesin). Cấu trúc này hình thành và hoàn thiện từ trước metaphase I, sau đó tiêu biến telophase I và tái lập ở metaphase II.
Hình. Cấu trúc hệ thống spindle trong noãn MII (vi ống – xanh lá; NST – xanh dương)
 
Nhờ vào cấu trúc spindle mà các nhiễm sắc thể tương đồng được phân phối chính xác về hai cực của tế bào, đảm bảo số lượng nhiễm sắc thể của các tế bào con.

2. Ứng dụng spindle trong công nghệ hỗ trợ sinh sản

a) Sự hiện diện và hình dạng spindle
Sự hiện diện và hình thái spindle đóng vai trò quan trọng trong việc thể hiện sự trưởng thành nhân ở noãn. Do đó vắng mặt spindle hay hình dạng bất thường spindle có thể liên quan đến các yếu tố như tỷ lệ thụ tinh thấp hay tiềm năng phát triển kém của phôi.

Nghiên cứu của Kilani và cộng sự (2014) đã thực hiện kiểm tra mối tương quan giữa sự hiện diện của spinlde bình thường và tỷ lệ thai lâm sàng, trẻ sinh sống trên bệnh nhân sẩy thai liên tiếp (RIF). Hình ảnh spindle được chụp bằng kính hiển vi phân cực (Oosight) vào thời điểm ICSI và được phân tích sau đó qua các nhóm đặc điểm: spindle bình thường với hình thái rõ ràng (hình thái thùng rượu) và spindle bất thường với tất cả các loại còn lại. Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ thai lâm sàng và tỷ lệ sinh sống ở nhóm bệnh nhân được chuyển ít nhất một phôi từ noãn có spindle bình thường cao hơn đáng kể so với nhóm bệnh nhân được chuyển phôi từ nhóm spindle bất thường (tỷ lệ thai lâm sàng: 31% và 7%; tỷ lệ sinh sống: 24% và 4%). Như vậy hình ảnh spindle có tiềm năng trong quá trình lựa chọn phôi chuyển ở bệnh nhân sẩy thai liên tiếp [1].

Nghiên cứu của Tilia và cộng sự (2016) đánh giá mối tương quan giữa hình thái spindle với tỷ lệ phôi nguyên bội ngày 3. Spindle được phân loại bằng hệ thống kính hiển vi phân cực trên 1645 noãn MII: 445 noãn có spindle bình thường (27%). Sau khi sinh thiết phôi tỷ lệ phôi nguyên bội là 21.2%. Noãn có spindle bình thường có tỷ lệ phôi nguyên bội cao hơn nhóm bất thường (30.4 và 18.4%). Đặc biệt, ở nhóm bệnh nhân lớn tuổi (>38 tuổi), tỷ lệ phôi nguyên bội nhóm spindle bất thường gần như giảm đi một nửa so với nhóm bình thường (OR 0.49, 95% CI 0.23–1.05)[2]. Tương tự vậy, năm 2018 tác giả và cộng sự tiến hành đánh giá hình dạng spindle thông qua kính hiển vi phân cực trên nhóm bệnh nhân được chỉ định PGT-A. Hình dạng của 2056 thoi vô sắc đã được phân loại thành các nhóm như: hình thái và ranh giới thoi vô sắc quan sát rõ (normal), hình thái và ranh giới thoi vô sắc không đều và không quan sát rõ (dysmorphic), thấy được vùng thoi vô sắc nhưng không thấy rõ (translucent), thoi vô sắc nối với thể cực thứ nhất (telophase), không nhìn thấy thoi vô sắc (not visible). Kết quả cho thấy có mối liên hệ giữa hình dạng thoi vô sắc với tỷ lệ thụ tinh, phôi phân chia và phôi tốt ngày 5. Như vậy, hình dạng thoi vô sắc bình thường có liên quan tới tỷ lệ phôi nang lưỡng bội và có thể là tiêu chuẩn hình thái tiềm năng hỗ trợ chọn lọc phôi chuyển [3].

b) Vị trí spindle
Góc của thoi vô sắc (so với thể cực thứ nhất) có liên quan với góc thể cực thứ 2 (so với thể cực thứ nhất và trục 2 tiền nhân) và có ảnh hưởng đến chất lượng phôi. Một nghiên cứu vào 2016 tiến hành đánh giá vị trí spindle (góc lệch giữa thoi vô sắc và thể cực thứ nhất) với các nhóm: nhóm 1 (0° –29°); nhóm 2 (30° –89°); nhóm 3 (≥90°), và nhóm 4 (không nhìn thấy thoi vô sắc). Nghiên cứu cho rằng tỷ lệ mang thai tốt hơn đối với noãn bào có góc thoi vô sắc từ 0° –29°[4]. Tương tự vậy, bài nghiên cứu của Kim và cộng sự (2018) nhằm mục đích xác định xem liệu rằng góc của thoi vô sắc với thể cực thứ hai có liên quan đến phôi lưỡng bội hay không? Phôi được chia thành 3 nhóm dựa vào góc của thoi vô sắc (0°-30°, >31°, không xuất hiện). Nếu góc của thoi vô sắc tăng lên, thì góc của thể cực thứ 2 cũng tăng lên (0-30°,15,9°; >30°, 31,2°). Tỉ lệ phôi lưỡng bội ở nhóm 0°-30° (25,6%) cao hơn đáng kể so với nhóm >30° (10%); nhóm 0°-30° cho tỉ lệ phôi phân chia (64,1% vs 56%) và tỉ lệ phôi chất lượng tốt cũng cao hơn nhóm >30° (61,5% vs 52%) nhưng không có ý nghĩa thống kê. Ở nhóm không hiện diện thoi vô sắc thì tỉ lệ phôi lưỡng bội, phôi phân chia và tỉ lệ phôi chất lượng tốt đều giảm. Nghiên cứu đã cho thấy ở các noãn có góc thoi vô sắc và góc thể cực thứ 2 càng nhỏ thì có tỉ lệ phôi lưỡng bội càng cao [5].

c) Kích thước spindle
Bằng việc sử dụng hệ thống PolScope giúp phân tích chất lượng noãn thông qua hình ảnh spindle, trong đó kích thước spindle được cho rằng có mối quan hệ với tiềm năng phát triển noãn sau khi ICSI. Nghiên cứu Tomari và cộng sự tiến hành phân tích kích thước spindle ở bệnh nhân dưới 40 tuổi được thực hiện ICSI. Noãn được chia làm 3 nhóm theo kích thước spindle: nhóm A (< 90mm²), nhóm B (90-120 mm²) và nhóm C (>120 mm²). Kết quả phân tích cho thấy tỷ lệ thụ tinh, tỷ lệ hình thành phôi nang, tỷ lệ thai lâm sàng ở nhóm B đều cao hơn so với nhóm A và C. Nghiên cứu đưa ra kết luận rằng kích thước spindle từ 90-120 mm² cho các kết quả lâm sàng tốt nhất với spindles có kích thước nhỏ hơn hoặc lớn hơn [6].

d) Chuyển spindle
Một ứng dụng khác của spindle là thay thế spindle. Việc thay thế spindle áp dụng cho các đối tượng có noãn bất thường về tế bào chất và cần loại bỏ để ngăn chặn các bệnh di truyền được tạo ra. Nghiên cứu của Zang và cộng sự (2017) thực hiện trên phụ nữ mắc hội chứng Leigh (Đột biến mtDNA 8993 T > G), thất bại nhiều lần trong mang thai và có trẻ bị tử vong sau sinh. Tiến hành chuyển spindle ở noãn bệnh nhân vào tế bào chất của noãn hiến tặng. Kết quả việc chuyển spindle làm giảm tải đột biến từ mẹ sang con. Vẫn có khoảng 6% đột biến mtDNA được chuyển từ mẹ nhưng mức độ đột biến mtDNA ở cá thể sinh ra vẫn thấp hơn so với mẹ. Phương pháp này hứa hẹn tiềm năng cho các bệnh về đột biến mtDNA trong tương lai nhưng cần có nhiều nghiên cứu rộng hơn trên nhiều đối tượng bệnh [7].
 
Như vậy, sự hiện diện và các đặc điểm spindle trong noãn có liên quan tích cực với việc cấy phôi, tỷ lệ làm tổ và tỷ lệ trẻ sinh sống. Tuy nhiên, review mới nhất của Valverde và cộng sự (2019) nhận định rằng nhiều nghiên cứu khác nhau có phương pháp đánh giá, đo lường khác nhau. Vì vậy cần một nghiên cứu lớn hơn với việc đánh giá spindle như đánh giá riêng lẻ và định lượng để hạn chế những sai lệch có thể xảy ra do phụ thuộc của các tham số định tính[8].
 

Tài liệu tham khảo
[1] S. Kilani and M. G. Chapman, “Meiotic spindle normality predicts live birth in patients with recurrent in vitro fertilization failure,” Fertil. Steril., vol. 101, no. 2, pp. 403-406.e1, 2014.
[2] L. Tilia, C. Venetis, S. Kilani, S. Cooke, and M. Chapman, “Is oocyte meiotic spindle morphology associated with embryo ploidy? A prospective cohort study,” Fertil. Steril., vol. 105, no. 4, pp. 1085-1092.e7, 2016.
[3] L. Tilia, C. Venetis, S. Cooke, and M. Chapman, “Oocyte meiotic spindle morphology is a predictive marker of blastocyst ploidy. A prospective cohort study,” Hum. Reprod., vol. 33, p. i15‐, 2018.
[4] A. M. Mahfoudh, J. H. Moon, S. Henderson, E. Garcia-Cerrudo, W. Y. Son, and M. H. Dahan, “Relationship between pre-ICSI meiotic spindle angle, ovarian reserve, gonadotropin stimulation, and pregnancy outcomes,” J. Assist. Reprod. Genet., vol. 34, no. 5, pp. 609–615, 2017.
[5] S. Kim et al., “Meiotic spindle position and second polar body orientation enable the prediction of embryonic developmental potential and embryo euploidy,” Fertil. Steril., 2018.
[6] H. Tomari et al., “Meiotic spindle size is a strong indicator of human oocyte quality,” Reprod. Med. Biol., vol. 17, no. 3, pp. 268–274, 2018.
[7] J. Zhang et al., “Live birth derived from oocyte spindle transfer to prevent mitochondrial disease,” Reprod. Biomed. Online, vol. 34, no. 4, pp. 361–368, 2017.
[8] S. García-Oro and D. Valverde, “Does the meiotic spindle really predicts embryo implantation and live birth rates? An update,” Zygote, vol. 27, no. 1, pp. 17–24, 2019.