CNSH. Trần Như Uyên - IVFVH

Giới thiệu
Mỗi năm trên thế giới có khoảng 23 triệu ca sảy thai và 44 trường hợp sảy thai diễn ra mỗi phút. Nguy cơ sảy thai chung là 15,3% (95% CI, 12,5-18,7%) trong tất cả các trường hợp mang thai được công nhận. Theo Ủy ban thực hành của Hiệp hội Y tế Hoa Kỳ, sảy thai liên tiếp (recurrent spontaneous abortion – RSA) được định nghĩa là sảy thai tự nhiên hai hoặc nhiều lần liên tiếp trước 20 tuần tuổi, thường không rõ nguyên nhân. Mặt khác, tỷ lệ đóng góp của tinh trùng vào sự thành công khi thụ tinh vào khoảng 10-15% và giao tử bố cũng đóng góp 50% vật liệu di truyền cho sự phát triển của phôi. Do đó, noãn thụ tinh với tinh trùng chất lượng kém có thể dẫn đến giảm tỷ lệ thụ tinh, chất lượng phôi, cũng như tăng tỷ lệ sảy thai tự nhiên.
 
Trong những năm gần đây, với sự phát triển của thượng di truyền, nghiên cứu về quá trình methyl hóa DNA cung cấp một quan điểm mới về cơ chế bệnh sinh và điều trị sảy thai liên tiếp. Sự methyl hóa DNA bất thường của các gen in dấu, gen đặc hiệu của nhau thai, gen liên quan đến miễn dịch và DNA của tinh trùng có thể ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến quá trình làm tổ, tăng trưởng và phát triển của phôi, dẫn đến sảy thai liên tiếp. Tinh trùng sở hữu một bộ gen biểu sinh duy nhất khác với bộ gen của các tế bào sinh dưỡng. Protamine thay thế 90–95% histone trong quá trình sinh tinh và góp phần làm chặt chẽ chất nhiễm sắc của tinh trùng, giúp thúc đẩy khả năng vận động, thụ tinh và bảo vệ DNA của tinh trùng. Quá trình methyl hóa DNA và sửa đổi histone điều chỉnh nghiêm trọng sự biểu hiện của nhiều gen và các vùng lặp lại trong quá trình sinh tinh. Những thay đổi trong quá trình điều chỉnh methyl hóa DNA đã được chứng minh là có liên quan đến tình trạng vô sinh ở nam giới và những thay đổi bất thường trong quá trình methyl hóa DNA ở tinh trùng đã được chứng minh là làm tăng nguy cơ thất bại trong sinh sản và có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của con cái. Do đó, nghiên cứu mối quan hệ giữa thượng di truyền và vô sinh nam có thể cung cấp cơ sở lý thuyết cho chẩn đoán căn nguyên sảy thai liên tiếp ở nam giới.
 
Hiện nay, xét nghiệm tinh dịch đồ được sử dụng phổ biến nhất để đánh giá khả năng sinh sản của nam giới thông qua các chỉ số về mật độ, độ di động,… Dù nó cung cấp một cái nhìn tổng quát về hiệu quả của quá trình sinh tinh nhưng rất ít thông tin về chức năng của tinh trùng. Trong khi đó, sự methyl hóa DNA rất dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường: chất độc hại, chế độ ăn uống và trạng thái tinh thần Nhưng, xét nghiệm tinh dịch đồ hiện tại vẫn chưa đánh giá được tính tổn thương nhiễm sắc thể (NST). Do đó cần có các phương pháp nghiên cứu chuyên sâu hơn để đánh giá tổn thương NST của tinh trùng.
 
Vì thế, trong bài nghiên cứu này, Rong-Hua Ma và cộng sự (2023) đã thu thập các mẫu tinh dịch và sử dụng công nghệ giải trình tự để tìm hiểu những tác động tiềm ẩn của mức độ methyl hóa DNA của tinh trùng ở bệnh nhân bị sảy thai liên tiếp.
 
Phương pháp
Mẫu tinh dịch được lấy từ Trung tâm Sinh sản của Bệnh viện nhân dân tỉnh Thanh Hải.  So sánh các mẫu tinh trùng được thu thập từ những người có khả năng sinh sản bình thường và những bệnh nhân bị bất thường tinh trùng gồm có 67 mẫu trong đó 36 mẫu từ bệnh nhân RSA và 31 mẫu từ nam giới làm đối chứng, các trình tự methyl hóa khác nhau được xác định bằng phương pháp giải trình tự RRBS. Mức độ methyl hóa DNA của hai nhóm được so sánh và sử dụng qRT-PCR để xác nhận sự biểu hiện của các gen.
 
Kết quả
Giải trình tự bằng phương pháp RRBS cho thấy không có sự khác biệt về sắp xếp base giữa nhóm RSA và nhóm đối chứng. Do đó, không có đột biến hoặc mất đoạn nào trong tinh trùng RSA so với tinh trùng bình thường.
Quá trình methyl hóa NST ở hai nhóm này khác nhau rõ rệt:
- Một vị trí nằm trên NST 8 đo được 150bp, trong khi các vị trí khác nằm trên NST 9, 10 và X đo được lần lượt là 135bp, 68bp và 136bp.
- Hai gen được phát hiện là DYDC2 (được đặt trong vùng methyl hóa khác biệt của NST 10) và NXF3 (nằm trên NST X). Các mức biểu hiện của DYDC2 và NXF3 trong nhóm RSA thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng (p<0,05).
 
Thảo luận
Nghiên cứu cho thấy rằng không có sự khác biệt trong sắp xếp base DNA giữa nhóm bình thường và bệnh nhân RSA, từ đó có thể thấy rằng sảy thai liên tiếp không phải do đột biến gen hoặc sai lệch NST. Tiếp theo, giải trình tự RRBS đã được sử dụng để xác định độ sâu base và mức độ methyl hóa cytosine trong các promoter, kết quả:

• Một số NST (8, 9, 10, X và Y) bị methyl hóa quá mức ở tinh trùng RSA.
• Xác định hai trình tự methyl hóa khác nhau trong DYDC2 và gen NXF3. Trong nghiên cứu hiện tại, nhóm nghiên cứu đã phát hiện sự biểu hiện của gen NXF3 và DYDC2 trong tinh dịch, cho thấy chúng có khả năng tham gia vào cơ chế bệnh của vô sinh nam. Đồng thời, nghiên cứu đã chứng minh rằng mức độ methyl hóa tăng lên ở các đảo CpG trong vùng khởi động của gen NXF3 và DYDC2 sẽ ảnh hưởng đến quá trình phiên mã gen, do đó sẽ ức chế mức độ biểu hiện và chức năng của gen. Sự biểu hiện thấp của gen NXF3 và DYDC2 trong tinh dịch của nhóm RSA có thể là một trong những nguyên nhân gây vô sinh nam.

Methyl hóa DNA có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của NST, dẫn đến ảnh hưởng sự phát triển phôi. Do đó, cần có thêm những nghiên cứu sâu hơn để khám phá cơ chế này. Và những thông tin trên cũng giúp đánh giá lâm sàng trong chẩn đoán trước sinh và giảm tỷ lệ mắc bệnh di truyền thai bất thường.
 
Kết luận
Tóm lại, kết quả của nghiên cứu cho thấy vô sinh nam có mối quan hệ chặt chẽ với quá trình methyl hóa DNA. NXF3 và DYDC2 được biểu hiện trong tinh trùng nam, quá trình methyl hóa DNA tăng lên dẫn đến vô sinh nam và hai gen này đã bị điều hòa giảm đáng kể. Mặc dù không có sự khác biệt về mức độ sắp xếp base cysteine bị methyl hóa giữa nhóm bình thường và nghiên cứu, nhưng nam giới bị vô sinh có mức độ methyl hóa cao hơn so với nhóm bình thường. Những kết quả này đã làm nổi bật vai trò tiềm năng của quá trình này đối với khả năng sinh sản của nam giới. Làm sáng tỏ các chức năng của quá trình methyl hóa DNA từ đó sẽ là tiền đề giúp khám phá rõ hơn về methyl hóa DNA của tinh trùng trong quá trình phát triển của con người.
 
Nguồn: Rong-Hua Ma, Zhen-Gang Zhang, Yong-Tian Zhang et al. Detection of aberrant DNA methylation patterns in sperm of male current spontaneous abortion patients. 9 January (2023).

Từ khóa: Những bất thường của quá trình methyl hóa DNA trong tinh trùng bệnh nhân nam ở những trường hợp sảy thai liên tiếp