CNSH. Nguyễn Thị Cẩm Nhung – IVFMD Tân Bình

Sự trưởng thành và chất lượng noãn bào là một trong những yếu tố quyết định đến sự thành công của kết quả điều trị hỗ trợ sinh sản. Vì vậy, các phương pháp để lựa chọn và đánh giá chất lượng noãn ngày càng được phát triển nhằm tăng hiệu quả điều trị. Hiện nay, một số phương pháp đầy hứa hẹn không xâm lấn như đánh giá những marker phân tử trong dịch nang, đánh giá các đặc tính di truyền hay thượng di truyền của tế bào cumulus đang được nghiên cứu và phát triển nhằm cải thiện việc đánh giá và chọn lựa noãn thông qua hình thái.

Trong quá trình phát triển của nang noãn, sự giao tiếp giữa noãn bào và các tế bào sinh dưỡng xung quanh (Cumulus Cells - CCs) là một quá trình phức tạp. Đây là một quá trình giao tiếp hai chiều, thông qua trao đổi các tín hiệu phân tử, các tế bào cumulus sẽ giao tiếp với noãn bào để biệt hóa các đặc điểm phù hợp với từng giai đoạn phát triển của nang noãn. Các tế bào cumulus truyền tín hiệu với noãn thông qua các cầu nối liên bào đặc hiệu (gap junctions-GJs), cho phép trao đổi chất và vận chuyển phân tử cho các con đường truyền tín hiệu. Một trong những chức năng cơ bản của CC là đồng bộ quá trình giảm phân (trưởng thành noãn) và sự trưởng thành của tế bào chất, sự đồng bộ này đạt được thông qua việc truyền các tín hiệu phân tử vào trong noãn dưới dạng các chất chuyển hóa như cAMP hoặc ion Ca ^2+. Ngoài ra, GJs đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa quá trình tế bào chết theo chương trình (Programmed cell death - PCD). Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng PCD và sự già hóa của CC ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của noãn bào và do đó, có thể được coi là các yếu tố tiên lượng mới về hiệu quả của công nghệ hỗ trợ sinh sản (ART).

PCD là một quá trình loại bỏ các tế bào không cần thiết, bị hư hỏng giúp duy trì sinh lý cân bằng nội môi. Đây là một quá trình phức tạp, được điều chỉnh về mặt di truyền, trong đó tế bào khởi động các cơ chế phân tử và sinh lý dẫn đến sự chết theo chương trình của chính nó. PCD được cảm ứng bởi các tín hiệu ngoại bào kiểm soát các hoạt động thích hợp của tế bào. Cho đến nay, hơn 150 gen đặc hiệu liên quan đến việc ngăn chặn PCD đã được tìm thấy. PCD đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành giao tử, các giai đoạn phát triển khác nhau của phôi và trong quá trình loại bỏ những tế bào bất thường. Việc rối loạn trong quá trình PCD hay sự già hóa, có thể ảnh hưởng đến sự giao tiếp giữa CC và noãn bào, làm giảm chất lượng của noãn.

Kỹ thuật phân tích microarray cho phép nghiên cứu, xác định và phân tích chức năng của các maker phân tử trong tế bào. Việc sử dụng microarray trong phân tích biểu hiện gen của tế bào hạt (GC) cho phép xác định các nhóm bản thể gen (GO – gene ontology) liên quan đến quá trình phát triển noãn bào và quá trình apoptosis. Vì vậy mục tiêu chính của nhóm nghiên cứu là xác định và mô tả các maker phân tử mới liên quan đến quá trình chết theo chương trình, đặc biệt là quá trình apoprosis và quá trình già hóa, cả trong tế bào cumulus và gián tiếp trong noãn bào.

Thiết kế nghiên cứu: Có tổng cộng 12 bệnh nhân tham gia vào nghiên cứu. Noãn sau khi chọc hút sẽ được tách trứng bằng phương pháp cơ học kết hợp với enzyme hyase 800 IU/mL. Sau khi tách, tế bào cumulus được thu nhận và nuôi cấy nhóm trong 30 ngày trong tủ cấy ẩm nhiệt độ 37^oC, 5% CO₂. Môi trường nuôi cấy sẽ được thay mới sau mỗi 3 ngày. Sau đó, tế bào CC sẽ được kiểm thu nhận vào ngày 1, 7, 15, và 30. Phân lập RNA và phân tích biểu hiện microarray.

Kết quả: Hình thái cumulus - Trong 30 ngày nuôi cấy in vitro, những thay đổi về hình thái và kiểu hình tiềm năng của tế bào cumulus đã được đánh giá bằng kính hiển vi quang học. Nghiên cứu thấy rằng tế bào CC bám sát đáy bình sau vài giờ nuôi cấy. Hình ảnh bên dưới biểu hiện hình thái của CC tại các khoảng thời gian trong quá trình nuôi cấy. CC đã thay đổi hình dạng từ hình sao (star-like) sang dạng kéo dài (elongated), rồi hình thoi (Spindle-like).



Đặc điểm biểu hiện gene
Nghiên cứu này tập trung chủ yếu vào 133 gene liên quan đến quá trình apoptosis, quá trình chết theo chương trình của tế bào và quá trình già hóa, sự biểu hiện của các gen được chia thành ba nhóm rõ rệt. Nhóm 1: các gen có sự giảm biểu hiện trong in vitro, bao gồm SFRP5, HMGCR, HMGB1 và ​​ZC3H8. Các gen này có sự giảm đồng đều vào ngày 7, 15 và 30 khi so với thời điểm 24h. Trong đó HMGCR và ARF6, có sự giảm đều vào ngày 7 và 15. Vào ngày thứ 30, chúng giảm ở mức thấp nhất. Nhóm 2 bao hồm những gen có sự tăng biểu hiện trong quá trình nuôi cấy: gen NLRP, TLE1, COL3A1, SFRP4 và TNFRSF1B. Trường hợp của COL3A1, gen này bắt đầu tăng biểu hiện vào ngày 7 và sự biểu hiện tăng gấp 5 lần vào ngày 30. Nhóm thứ 3 bao gồm những gen có sự biểu hiện không tuyến tính. Gen ITSN1 biểu hiện cao nhất vào ngày thứ 7 trong quá trình nuôi cấy. Trong khi đó, các gen CTGF và VCAM lại biểu hiện cao nhất vào tuần thứ 2. Sau tuần đầu tiên, các gen STK17A và HTR2B tăng sự biểu hiện và sau đó, giảm vào ngày 15 và tăng trở lại vào ngày 30. Đặc biệt, gen HTR2B biểu hiện vào ngày 30 cao hơn gấp mười lần so với ghi nhận vào ngày 15. Nhìn chung các gen COL3A1, SFRP4, CTGF, HTR2B, VCAM1, TNFRSF11B, được xác định là các gen tiềm năng thông tin về chất lượng noãn.

Kết luận:
Nghiên cứu hiện tại đã mô tả đặc điểm biểu hiện gen của tế bào cumulus trong quá trình nuôi cấy sơ cấp dài ngày in vitro (30 ngày). Việc phân tích chi tiết biểu hiện 16 gen giúp hiểu sâu hơn về quá trình lão hóa và chết tế bào theo chương trình của tế bào cumulus. Việc đo lường sự biểu hiện gen vào ngày đầu tiên nuôi cấy cho thấy các kiểu biểu hiện phát triển ngay sau khi rụng trứng, giúp theo dõi các cơ chế phân tử trong việc hình thành hoàng thể. Trong số ba nhóm gen được phân tích, nhóm gen có biểu hiện tăng dường như là nhóm quan trọng nhất đối với các chức năng của CC. Nhóm này chứa các gen ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng CC, và thông qua mạng lưới liên lạc chặt chẽ có thể ảnh hưởng gián tiếp đến chất lượng noãn bào.
 
Nguồn: Chermuła, B., W. Kranc, K. Jopek, J. Budna-Tukan, G. Hutchings, C. Dompe, L. Moncrieff, K. Janowicz, M. Józkowiak & M. J. C. Jeseta (2020) Human Cumulus Cells in Long-Term In-67yVitro Culture Reflect Differential Expression Profile of Genes Responsible for Planned Cell Death and Aging—A Study of New Molecular Markers. 9, 1265.

Từ khóa: tế bào cumulus, noãn, microarray, apoptosis, chết theo chương trình, sự già hóa