CNSH Tăng Lê Thái Ngọc – IVFMD Tân Bình
 
Giới thiệu chung
Ngày nay, việc trì hoãn sinh con đã trở thành một hiện tượng xã hội phổ biến dẫn đến suy giảm khả năng sinh sản do tuổi tác. Giảm dự trữ buồng trứng (Diminished ovarian reserve – DOR) là đặc điểm của lão hóa buồng trứng, được định nghĩa là sự giảm số lượng nang noãn và chất lượng noãn. Việc điều trị bằng công nghệ hỗ trợ sinh sản ở nhóm những phụ nữ bị DOR liên quan đến lão hóa thường cho kết quả kém. Tuy nhiên, các cơ chế chính xác làm giảm chức năng buồng trứng và chất lượng noãn vẫn còn chưa được hiểu rõ. Hơn thế nữa, cho đến nay chưa có phương pháp hiệu quả nào để trì hoãn hoặc điều trị lão hóa sinh sản.
 
Tế bào cumulus (CCs) là một dạng của tế bào hạt (GCs). COC (cumulus oocytes complex) là một phức hợp bao gồm noãn và các CCs quanh noãn. CCs kết nối với noãn thông qua các liên kết khe và kênh vận chuyển xuyên màng, chúng tác động đến bào tương noãn, tham gia vào các con đường điều hoà nội tiết và truyền tín hiệu hỗ trợ sự phát triển và trưởng thành noãn. Ngoài ra, noãn còn phụ thuộc vào CCs để cung cấp pyruvate, đây là chất tham gia vào việc cung cấp năng lượng cho quá trình trưởng thành, thụ tinh và phát triển phôi sớm của noãn. Các bằng chứng tích lũy cho thấy rối loạn chức năng ty thể của noãn dẫn đến giảm chất lượng phôi và khả năng sinh sản do không được cung cấp đủ năng lượng cho quá trình trưởng thành và phát triển của noãn. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ chặt chẽ giữa tình trạng ty thể của CCs và chất lượng noãn. Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng số lượng bản sao axit deoxyribonucleic (mtDNA) của ty thể trong CCs có thể là những yếu tố dự báo đáng tin cậy về chất lượng phôi trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Điều này ngụ ý rằng chức năng ty thể của CCs có thể hỗ trợ sự phát triển của noãn. Do đó, phân tích CCs được coi là một mô hình không xâm lấn có giá trị để nghiên cứu các quá trình trao đổi chất cơ bản gây rối loạn chức năng buồng trứng do lão hóa.
 
Hơn 90% năng lượng của tế bào nhân thực được sản xuất trong ty thể bằng quá trình phosphoryl hóa oxy hóa (OXPHOS) dưới dạng adenosine triphosphate (ATP). Rối loạn chức năng ty thể là một yếu tố quan trọng trong quá trình lão hóa. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tế bào hạt từ những bệnh nhân lão hóa có cấu trúc ty thể bất thường và sự biểu hiện của enzyme xúc tác OXPHOS ATP5A1 giảm đáng kể. Tế bào cumulus đóng một vai trò quan trọng trong quá trình trưởng thành của noãn thông qua giao tiếp hai chiều. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu sự rõ ràng về mối liên hệ giữa tình trạng ty thể của CCs và quá trình lão hóa sinh sản. Những thay đổi trong quá trình phát triển sinh học của ty thể trong các CCs gây ra bởi DOR liên quan đến lão hóa chưa được phân tích một cách có hệ thống. Do đó, nhóm tác giả đã đưa ra giả thuyết rằng lão hóa có thể ảnh hưởng đến sự trao đổi giữa noãn và CCs bằng cách gây ra sự suy giảm ty thể trong CCs, qua đó góp phần làm giảm chất lượng noãn. Nghiên cứu đã kiểm tra 186 CCs thu nhận từ 186 bệnh nhân và so sánh chức năng ty thể của CCs ở phụ nữ trẻ có dự trữ buồng trứng bình thường với phụ nữ lớn tuổi mắc DOR. Từ đó, nhóm tác giả đã đánh giá chức năng ty thể và biểu hiện gen trong CCs để làm rõ sự tương quan của 2 yếu tố trên với sự suy giảm khả năng sinh sản do lão hóa. Thông qua nghiên cứu này, các tác giả hy vọng sẽ cung cấp cơ sở cho các chiến lược tiếp theo để cải thiện kết quả của công nghệ hỗ trợ sinh sản cho phụ nữ lớn tuổi.
 
Phương pháp
Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 7/2017 đến tháng 6/2019. Có tổng số 186 phụ nữ hiếm muộn có cân nặng bình thường và không mắc các bệnh khác tham gia nghiên cứu, trong đó có 86 phụ nữ trẻ (<38 tuổi) có dự trữ buồng trứng bình thường và 100 phụ nữ lớn tuổi (38 tuổi) có dự trữ buồng trứng giảm. Dữ liệu phát triển phôi đã được phân tích. Siêu cấu trúc ty thể của CCs được quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Hoạt động của ty thể được phát hiện bằng phương pháp miễn dịch huỳnh quang thông qua việc đánh giá cường độ huỳnh quang   của Fluo-3/AM nhằm phát hiện các ti thể không hoạt động. Ngoài ra đầu dò huỳnh quang MitoTracker đã được áp dụng để đánh dấu những ty thể hoạt động trong CCs.
 
 Số lượng bản sao axit deoxyribonucleic của ty thể trên mỗi CC và mức ATP của tế bào đã được định lượng. Cuối cùng, phân tích hệ phiên mã, xác định các gen biểu hiện khác biệt và chức năng các gen này cũng đã được thực hiện.  
 
Kết quả chính
Phụ nữ lớn tuổi với chức năng buồng trứng suy giảm có số lượng noãn thu nhận được ít hơn đáng kể và chất lượng phôi thấp hơn. Ngoài ra, tỷ lệ ty thể bình thường trong CCs của nhóm này cũng thấp hơn đáng kể. Bên cạnh những thay đổi về hình thái và cấu trúc, ty thể ở CCs của nhóm phụ nữ lớn tuổi có cường độ huỳnh quang Fluo-3/AM cũng cao hơn đáng kể và  MitoTracker thấp hơn so với những phụ nữ trẻ có dự trữ buồng trứng bình thường, cho thấy tuổi tác ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động ty thể của CC. Số lượng bản sao axit deoxyribonucleic của ty thể trên mỗi CC và mức ATP giảm đáng kể ở nhóm lớn tuổi. Phân tích về gen và bộ gen cho thấy rằng các gen biểu hiện khác biệt được làm giàu đáng kể trong con đường phosphoryl hóa oxy hóa. Ngoài ra, hầu hết các gen mã hóa ty thể liên quan đến quá trình phosphoryl hóa oxy hóa được điều chỉnh giảm đáng kể ở nhóm lớn tuổi.
 
Kết luận
Nghiên cứu đã đưa ra bằng chứng hiện tại cho thấy rối loạn chức năng ty thể trong CCs có thể đóng một vai trò quan trọng trong sự suy giảm liên quan đến tuổi tác trong chức năng buồng trứng và khả năng sinh sản. Nhóm tác giả cho rằng cần thực hiện thêm các nghiên cứu sâu hơn nhằm làm sáng tỏ nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm OXPHOS trong lão hóa, cũng như phương pháp để cải thiện sự suy giảm này.
 
Nguồn: Lu, Xinmei, et al. "Mitochondrial dysfunction in cumulus cells is related to decreased reproductive capacity in advanced-age women." Fertility and Sterility (2022).

Từ khóa: Rối loạn chức năng ty thể trong tế bào hạt có liên quan đến giảm khả năng sinh sản ở phụ nữ cao tuổi