CNSH. Võ Minh Tuấn – IVFMD Tân Bình

Thành công của chu kì điều trị thụ tinh ống nghiệm phụ thuộc rất lớn vào chất lượng của noãn. Chất lượng noãn thường được đánh giá thông qua hình thái và mức độ liên kết với lớp tế bào cumulus. Tuy nhiên, việc đánh giá noãn thông qua hình thái không hoàn toàn phân biệt được những noãn bất thường ở cấp độ phân tử. Vì vậy, những năm đầu tiên của thế kỉ 21, phương pháp nhuộm Brilliant cresyl blue (BCB) được sử dụng để chọn lựa những noãn có chất lượng tốt. Alm và cộng sự (2005) đã chứng minh rằng việc nhuộm noãn bằng BCB sẽ giúp cải thiện tỉ lệ phát triển phôi ở những noãn bắt màu nhuộm BCB so với nhóm đối chứng (34,1% so với 3,9%). Tuy nhiên, phương pháp này cần thời gian 2 giờ để đánh giá noãn, ngoài ra có nhiều nghiên cứu cho rằng việc nhuộm noãn bằng BCB sẽ gây tổn thương DNA, bất thường nhiễm sắc thể và ảnh hưởng đến khả năng phân chia của phôi. Vì vậy, các phương pháp chọn lọc noãn không xấm lấn là một xu hướng với ưu điểm chọn lọc noãn có chất lượng tốt nhằm tăng tỉ lệ thành công điều trị mà không tác động đến vật chất di truyền của noãn và phôi sau này. Năm 2007, Yotsushima và cộng sự đã phát hiện rằng có mối tương quan về tốc độ lắng của phức hợp noãn – cumulus (cumulus-oocyte complex – COC) trong môi trường ưu trương và chất lượng hình thái noãn, những noãn có chất lượng tốt sẽ có tốc độ lắng trong môi trường ưu trương nhanh hơn. Từ đó, ý tưởng về việc sử dụng hệ thống microfluidics để chọn lọc noãn dựa trên nguyên lý này ra đời. Năm 2018, Iwasaka và cộng sự đã sử dụng hệ thống microfluidics để chọn lọc noãn trên bò, bằng việc sử dụng dung dịch sucrose làm môi trường ưu trương và dựa vào nguyên lý cơ bản về tốc độ lắng của COC. Các COC có chất lượng hình thái tốt sẽ lắng nhanh hơn so với COC có chất lượng kém, từ đó cho phép phân lập các COC chất lượng tốt bằng hệ thống microfluidics. Trong nghiên cứu này, tác giả so sánh tiềm năng phát triển của phôi từ noãn chọn lọc bằng hệ thống microfluidics và noãn được chọn lọc bằng phương pháp nhuộm BCB.

Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu được thực hiện trên mô hình động vật. Tổng cộng 716 noãn thu nhận từ bò được chia làm hai nhóm: nhóm chọn lọc noãn bằng microfluidics (n=360) và nhóm chọn lọc noãn bằng phương pháp BCB (n=356). Đối với nhóm chọn lọc bằng microfluidics, để xác định tốc độ dòng chảy phù hợp cho quá trình chọn lọc, tác giả thực hiện quy trình ở các tốc độ dòng chảy khác nhau từ 90µl/phút đến 180µl/phút và đánh giá khả năng thu hồi noãn. Kết quả cho thấy khi tốc độ dòng chảy là 120µl/phút, tỉ lệ noãn chất lượng tốt và chất lượng kém thu được là 6:4, tương tự như nhóm chọn lọc bằng phương pháp nhuộm BCB. Vì vậy, tốc độ dòng chảy 120µl/phút được chọn làm tiêu chuẩn trong nghiên cứu này. Những noãn chất lượng tốt và chất lượng kém sau khi được chọn lọc bằng hai phương pháp sẽ được thụ tinh bằng IVF cổ điển, tỉ lệ phôi phát triển đến giai đoạn phôi nang được so sánh giữa hai nhóm.

Kết quả nghiên cứu:

Hình thái tế bào chất của noãn sau khi phân tách bằng microfluidics

Sự co lại của tế bào chất noãn trong môi trường ưu trường được quan sát thấy trong quá trình chọn lọc noãn bằng microfluidics. Nhóm tác giả quan sát được rằng hầu hết noãn thu được từ nhánh trên có tế bào chất bất thường, khả năng hồi phục màng tế bào kém, trong khi hầu hết các noãn thu được từ nhánh dưới đều có tế bào chất hồi phục nhanh, bình thường. Theo thống kê, các noãn thu nhận từ nhánh dưới có tỉ lệ tế bào chất bình thường cao hơn đáng kể so với nhóm noãn thu được từ nhánh trên (95,5% so với 24,5%). Kết quả này cho thấy rằng sự khác biệt về hình thái tế bào chất của noãn khi tiếp xúc với môi trường ưu trương sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lắng.

Khả năng phát triển của phôi từ noãn được phân tách bằng microfluidics
Tỉ lệ phôi phát triển đến giai đoạn phôi nang của những noãn có chất lượng tốt được phân lập bằng microfluidics tốt hơn so với noãn chất lượng kém (36,0% so với 14,1%). Cũng trong nghiên cứu này, để ước tính tầm quan trọng của việc chọn lọc noãn bằng microfluidics, tác giả còn sử dụng phương pháp chọn lọc noãn bằng nhuộm BCB để so sánh hiệu quả. Kết quả cho thấy tỉ lệ phôi phát triển đến giai đoạn phôi nang của hợp tử có nguồn gốc từ noãn chất lượng tốt từ phương pháp BCB (BCB+) là 35,7% và BCB- là 15,4%. Tuy nhiên, quá trình chọn lọc noãn bằng phương pháp nhuộm BCB mất rất nhiều thời gian (hơn 90 phút), ngoài ra việc nhuộm BCB cũng gây tác động tiêu cực đến DNA, nhiễm sắc thể và sự phát triển của noãn như đã đề cập ở phần đầu tiên. Ngược lại, microfluidics là một phương pháp đơn giản và tiết kiệm thời gian, với việc chọn lọc noãn bằng môi trường ưu trương như sucrose ở nồng độ 0,3M giúp hạn chế ảnh hưởng tiêu cực đến noãn hơn so với phương pháp nhuộm BCB, cho phép quá trình chọn lọc diễn ra nhanh hơn và dễ dàng xử lý. Tuy nhiên, việc chọn lọc noãn bằng microfluidics đòi hỏi noãn phải được loại bỏ lớp tế bào cumulus trước khi thực hiện, một nghiên cứu trước đó cho rằng việc loại bỏ cumulus quanh noãn làm giảm tỉ lệ phát triển của phôi trên mô hình động vật, tuy nhiên trong nghiên cứu này, tác giả không ghi nhận được bất kì tác động tiêu cực nào của quá trình loài bỏ cumulus quanh noãn. Vì vậy, tác giả cho rằng đây là một trở ngại lớn và nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của việc loại bỏ cumulus quanh noãn trước khi xử lý bằng microfludics là điều cần thiết để từng bước định hướng microfluidics là một quy trình chọn lọc noãn thường quy trong các chu kỳ điều trị ở người.

Như vậy có thể thấy, ứng dụng của microfluidics trong chọn lọc noãn có chất lượng hình thái tốt không những có hiệu quả tương đương phương pháp nhuộm BCB mà còn giảm tối đa các tác động bất lợi đến noãn.  Hơn nữa, tác giả còn đánh giá khả năng phát triển phôi của những noãn được chọn lọc, kết quả là những phôi có nguồn gốc từ noãn chất lượng tốt được chọn lọc bằng microfluidics có khả năng phát triển đến giai đoạn phôi nang cao hơn so với noãn chất lượng kém. Quy trình này đơn giản hơn so với phương pháp nhuộm BCB, mang lại những ưu điểm như thao tác đơn giản, tiết kiệm thời gian và cải thiện tỉ lệ phôi so với phương pháp nhuộm BCB và các phương pháp đánh giá hình thái học thông thường.

Nguồn: Iwasaki, W., Yamanaka, K., Sugiyama, D., Teshima, Y., Briones-Nagata, M. P., Maeki, M., ... & Miyazaki, M. (2018). Simple separation of good quality bovine oocytes using a microfluidic device. Scientific reports, 8(1), 1-9.

Từ khóa: Chọn lọc noãn chất lượng tốt bằng MICROFLUIDICS trên mô hình động vật