Ths. Trần Hà Lan Thanh_IVFMD Phú Nhuận

1. Giới thiệu
Nuôi cấy phôi tiền làm tổ trong hệ thống tủ kết hợp với camera quan sát liên tục (TLM_Time-lapse monitoring) đã trở thành xu hướng và được sử dụng rộng rãi tại các trung tâm IVF trên toàn thế giới. Hệ thống TLM giúp theo dõi liên tục sự phát triển của phôi, giám sát phôi an toàn trong tủ cấy, và cung cấp nhiều thông tin về phôi nhằm chọn phôi tiềm năng để sử dụng nhằm gia tăng hiệu quả điều trị thụ tinh ống nghiệm, nên được xem là vượt trội hơn so với hệ thống nuôi cấy truyền thống gián đoạn. Việc nuôi cấy phôi trong tủ TLM tạo điều kiện nuôi cấy ổn định không xáo trộn khác với trường hợp phôi sẽ bị tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ, nồng độ khí, ánh sáng và thao tác của chuyên viên phôi học khi nuôi trong tủ cấy truyền thống. Những thay đổi này là những tác nhân gây sự “căng thẳng” cho phôi, dẫn đến ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của phôi tiền làm tổ trong quá trình nuôi cấy in vitro. Đã có những nghiên cứu so sánh kết quả phôi học khi nuôi trong tủ TLM với tủ cấy truyền thống.
 
2. Tủ cấy time-lapse
Một quyết định quan trọng khác trong phòng thí nghiệm IVF là lựa chọn tủ ấm. Mỗi loại tủ cấy đều có những mặt ưu và nhược điểm riêng. Tủ nuôi cấy benchtop cho thấy hiệu quả về mặt nuôi cấy do buồng nhỏ cho phép phục hồi nhanh khí và nhiệt độ sau khi mở nắp. Bản chất của tủ nuôi cấy phôi của hệ thống TLM là tủ cấy benchtop với từng buồng nuôi cấy nhỏ riêng biệt.
 
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là hình ảnh của phôi được quan sát bởi kính hiển vi đảo ngược kỹ thuật số và ghi nhận khoảng thời gian (tần số chụp ảnh = 10-20 phút/ ảnh) bằng camera kỹ thuật số. Sau đó, nhà chuyên viên phôi học sẽ phân tích những giá trị khoảng thời gian của từng phôi/ mỗi bệnh nhân dựa vào các giá trị tối ưu của các mô hình tiên lượng TLM để phân loại chất lượng phôi hoặc chọn theo phân loại của phần mềm phân tích tự động. Tuy nhiên, một vấn đề quan ngại là việc chụp hình theo dõi thì phôi phải phơi nhiễm với ánh sáng của camera. Nghiên cứu của Nakahara và cộng sự (2010) đã cho thấy việc ánh sáng của camera khoảng 300 lần với thời gian phơi sáng 80-ms của phôi trong tủ nuôi cấy TLM không ảnh hưởng đáng kể đến tỉ lệ thụ tinh, tỉ lệ phôi giai đoạn phân chia so với các phôi được nuôi cấy trong tủ cấy thường [1].
 
Hai lợi ích của hệ thống TLM gồm thứ nhất là tạo điều kiện nuôi cấy liên tục không gián đoạn, hạn chế tối đa việc phôi bị phơi trần ở ngoài tủ cấy như khi nuôi trong tủ cấy thường. Đĩa phôi sẽ được lấy ra khỏi tủ cấy thường để kiểm tra thụ tinh, đánh giá phôi ngày 3 và phôi ngày 5 dưới kính hiển vi đảo ngược, lúc này phôi sẽ tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ, nồng độ khí, ánh sáng và thao tác của chuyên viên phôi học. Điểm lợi thứ 2 của TLM là cung cấp các thông số động học phát triển của phôi và công cụ lựa chọn phôi. Năm 2010, hệ thống TLM đã được áp dụng đầu tiên nuôi cấy trên phôi người. Năm 2011, đã có mô hình lựa chọn phôi có tiềm năng bằng các thông số động học từ TLM. Tuy nhiên sau một thời gian áp dụng thì đã có các bài tổng quan phân tích cộng gộp đã chứng minh TLM và lựa chọn phôi bằng động học không cải thiện hiệu quả lâm sàng trong điều trị TTTON khi so với nuôi cấy truyền thống tủ cấy thường và lựa chọn phôi bằng hình thái. Bài phân tích tổng quan của Cochrane (năm 2019) gồm 9 RCT với 2955 bệnh nhân cho thấy TLM không giúp làm tăng tỉ lệ thai lâm sàng cũng như tỉ lệ trẻ sinh sống khi kết hợp nuôi cấy phôi trong TLM và lựa chọn phôi bằng phần mềm động học hình thái khi so với việc nuôi cấy cổ điển tủ cấy thường và lựa chọn phôi bằng hình thái, với mức độ chứng độ trong khoảng từ rất thấp đến chấp nhận được [2]. Mặc dù TLM giúp chọn lọc phôi có khả năng tạo phôi nang, làm tổ nhưng không có đủ bằng chứng để chứng minh tỉ lệ trẻ sinh sống cao hơn, giảm tỉ lệ sẩy thai, sinh non khi hệ thống TLM được sử dụng với sự hỗ trợ của phần mềm đánh giá.
 
3. Kết quả tạo phôi nang khi nuôi cấy TLM
Gần đây, việc nuôi cấy phôi dài ngày đến giai đoạn phôi nang trong TLM đã được nghiên cứu và chứng minh là giúp tăng hiệu suất tạo phôi nang hơn so với nuôi phôi trong tủ cấy benchtop [3]–[8].
 
Kết quả của nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng do Alhelou và cộng sự (2017) tiến hành cho thấy tỉ lệ tạo phôi nang trong tủ TLM cao hơn đáng kể khi so với tủ cấy thông thường (52,1% so với 46,3%, P= 0,0022) [7]. Một nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng năm 2018, 386 bệnh nhân có ít nhất 6 noãn trưởng thành ICSI được nuôi trong hệ thống TLM (n=195 bệnh nhân) và tủ cấy G185 K-System (n = 191 bệnh nhân). Tỉ lệ phôi ngày 2 chất lượng hình thái tốt ở nhóm TLM cao hơn đáng kể  so với tủ G185 (40,4% so với 35,2%). Khi phân tích hồi quy đa biến cho thấy loại tủ cấy nuôi có ảnh hưởng đến chất lượng phôi ngày 2 (OR=1,27; KTC 95%: 1,04-1,55). Tỉ lệ phôi nang được trữ lạnh cao hơn ở nhóm TLM  (31% so với 15,1%; p <0,001) [3].
 
Theo nghiên cứu đoàn hệ hồi cứu trên 4010 chu kỳ phôi được nuôi cấy trong 2 hệ thống tủ TLM gồm tủ EmbryoScope (n = 1448 chu kỳ), tủ Geri (n = 199 chu kỳ) và tủ benchtop (n = 2443 chu kỳ). Tỉ lệ phôi nang chất lượng và tỉ lệ phôi nang hữu dụng ở 2 nhóm tủ TLM (EmbryoScope: 42,8% và 25,8%; Geri: 42,1% và 27,9%) cao hơn đáng kể so với tủ benchtop (tương ứng là 41,4% và 22,1%; p <0,001). Tỉ lệ phôi nang nguyên bội ở nhóm tủ Geri (47,2%) cao hơn đáng kể so với 2 tủ còn lại (EmbryoScope: 42,2%, tủ benchtop: 41,3%). Mặc dù kết quả lâm sàng không được phân tích do cỡ mẫu hạn chế, nhưng nghiên cứu đã cho thấy rằng có thể thu nhận số lượng phôi nguyên bội chất lượng cao hơn khi sử dụng các điều kiện nuôi cấy không bị xáo trộn [9]. Tương tự như kết quả của nghiên cứu đoàn hệ hồi cứu năm 2019, cũng ghi nhận được tỉ lệ phôi nang hữu dụng cao hơn trong tủ TLM so với tủ cấy thông thường (51,0% so với 46,6%, P<0,05); nhưng tỉ lệ tạo phôi nang không có sự khác biệt giữa 2 nhóm tủ (59,6% so với 59,1%; p = 0,81) [8].
 
Một nghiên cứu tiến cứu chia đôi ngẫu nhiên noãn nuôi cấy 2 loại tủ: TLM (n = 289 phôi) và tủ cấy benchtop (n = 296 phôi), nhằm so sánh tiềm năng phát triển lên phôi nang và mức tiêu thụ amino axit của phôi giữa 2 loại tủ khác nhau. Kết quả cho thấy tỉ lệ tạo phôi nang ngày 5 (55% so với 45%; p = 0,013) và tỉ lệ phôi nang hữu dụng được trữ lạnh (31% so với 23%; p = 0,032) cao hơn đáng kể ở nhóm TLM so với tủ cấy thường. Nghiên cứu cho thấy phôi nuôi cấy trong TLM thể hiện việc tăng mức sử dụng amino axit và giảm đáng kể việc sản xuất amino axit khi so với các phôi được nuôi trong tủ cấy thường. Đồng thời, nghiên cứu cũng ghi nhận không có sự khác biệt về điểm số chất lượng phôi chuyển và tỉ lệ thai lâm sàng giữa 2 nhóm tủ nuôi [4].
 
Nghiên cứu hồi cứu sẽ tiến hành nuôi cấy phôi ở chu kỳ ICSI lần 2 trong hệ thống TLM (n = 71 phôi) còn trong lần ICSI thứ 1 thì nuôi phôi trong tủ cấy benchtop (n = 71 phôi). Tỉ lệ phôi ngày 2, tỉ lệ tạo phôi ngày 5, tỉ lệ phôi nang trữ lạnh, tỉ lệ noãn hữu dụng (số phôi sử dụng chuyển trữ trên tổng số noãn chọc hút), tỉ lệ phôi nang hữu dụng (số phôi sử dụng chuyển trữ trên số noãn thụ tinh bình thường) trong nhóm TLM cao hơn khác biệt đáng kể. Ở chu kỳ ICSI lần 2 khi nuôi trong TLM sẽ cho tỉ lệ noãn hữu dụng, tỉ lệ phôi nang hữu dụng cải thiện hơn đáng kể so với việc nuôi phôi trong tủ benchtop ở chu kỳ ICSI lần 1 [5].
 
Nghiên cứu mới nhất năm 2023 chia đôi 796 noãn ngẫu nhiên 2 nhóm nuôi cấy benchtop (n = 293 noãn) và tủ cấy TLM (n = 503 noãn). Kết quả cho thấy tỉ lệ thụ tinh, tỉ lệ phôi ngày 3 và tỉ lệ phôi ngày 3 chất lượng tốt không có sự khác biệt đáng kể giữa 2 nhóm. Các phôi được nuôi cấy trong TLM cho kết quả cao hơn đáng kể về tỉ lệ phôi nang ngày 5 hữu dụng (67,8% so với 57,0%; p = 0,037), tỉ lệ phôi nang ngày 5 nguyên bội (63,5% so với 37,4%; p= 0,001), tỉ lệ phôi ngày 5 chất lượng tốt tại thời điểm sinh thiết ở nhóm tủ TLM cao hơn đáng kể so với nhóm tủ benchtop thường (78,2% so với 62,5%; p=0,008). Trong khi kết quả không có sự khác biệt ở phôi nang ngày 6, cụ thể tỉ lệ phôi ngày 6 hữu dụng (31,0% so với 39,8%; p=0,084), tỉ lệ phôi nang ngày 6 nguyên bội (40,9% so với 26,6%; p= 0,08). Tuy nhiên, tỉ lệ phôi ngày 6 chất lượng tốt tại thời điểm sinh thiết ở nhóm tủ TLM thấp hơn đáng kể so với nhóm tủ benchtop thường (21,8% so với 37,5%; p = 0,008). Nghiên cứu không theo dõi được kết cục thai lâm sàng sau khi chuyển phôi nang nguyên bội từ tủ TLM do hạn chế về số bệnh nhân ít và có những bệnh nhân chuyển 2 phôi ở cả hai tủ. Do đó, nghiên cứu này chỉ chứng tỏ việc lấy đĩa phôi ra ngoài tủ cấy có thể ảnh hưởng xấu đến sự phát triển phôi nang và tỉ lệ phôi nang nguyên bội ngày 5 [6]. Trong tương lai vẫn cần các nghiên cứu tiến cứu ngẫu nhiên cỡ mẫu lớn để so sánh kết quả thai sau khi chuyển phôi nang hoặc phôi nang nguyên bội nuôi từ tủ TLM với tủ benchtop thường.
 
4. Kết luận
Phôi tiền làm tổ được nuôi cấy ở điều kiện ổn định tối ưu trong hệ thống tủ TLM, giúp hạn chế các tác động của những yếu tố làm phôi “căng thẳng” trong in vitro. Mặc dù với những bằng chứng hiện tại chưa thấy được TLM cải thiện tỉ lệ trẻ sinh sống, nhưng cải thiện tỉ lệ phôi nang hữu dụng và tỉ lệ phôi nang nguyên bội cao hơn khi so với tủ cấy thông thường. Tuy nhiên, vẫn cần các nghiên cứu tiến cứu ngẫu nhiên cỡ mẫu lớn để khẳng định hiệu quả nuôi phôi của tủ TLM so với tủ thông thường.
 
Tài liệu tham khảo
[1]      T. Nakahara et al., “Evaluation of the safety of time-lapse observations for human embryos,” J. Assist. Reprod. Genet., vol. 27, no. 2–3, pp. 93–96, 2010.
[2]      S. Armstrong, P. Bhide, V. Jordan, A. Pacey, and C. Farquhar, “Time-lapse systems for embryo incubation and assessment in assisted reproduction,” Cochrane Database Syst. Rev., no. 5, p. CD011320, 2019.
[3]      J. Barberet et al., “Randomized controlled trial comparing embryo culture in two incubator systems: G185 K-System versus EmbryoScope,” Fertil. Steril., vol. 109, no. 2, pp. 302-309.e1, 2018.
[4]      A. J. Kermack et al., “Incubator type affects human blastocyst formation and embryo metabolism: a  randomized controlled trial.,” Hum. Reprod., vol. 37, no. 12, pp. 2757–2767, Nov. 2022.
[5]      A. S. Setti, D. P. de A. F. Braga, L. Vingris, A. Iaconelli, and E. Borges, “Improved embryonic development and utilization rates with EmbryoScope: a  within-subject comparison versus a benchtop incubator.,” Zygote, vol. 30, no. 5, pp. 633–637, Oct. 2022.
[6]      N. G. Nobrega et al., “Sibling oocytes cultured in a time-lapse versus benchtop incubator: How time-lapse incubators improve blastocyst development and euploid rate,” Zygote, vol. 18, no. 1, 2023.
[7]      Y. Alhelou, N. A. M. Adenan, and J. Ali, “Embryo culture conditions are signi fi cantly improved during uninterrupted incubation : A randomized controlled trial,” Reprod. Biol., no. May, pp. 0–1, 2017.
[8]      S. Ueno et al., “Closed embryo culture system improved embryological and clinical outcome for single vitrified-warmed blastocyst transfer: A single-center large cohort study,” Reprod. Biol., vol. 19, no. 2, pp. 139–144, 2019.
[9]      B. Aparicio Ruiz, N. Basile, L. Alegre, T. Viloria, J. Remohi, and M. Meseguer, “Comparison of embryo quality and euploidy rate using two different time-lapse systems and a benchtop incubator in the same IVF laboratory,” Fertil. Steril., vol. 110, no. 4, p. e224, 2018.
 
 

Từ khóa: Cải thiện sự phát triển của phôi nang khi nuôi cấy trong hệ thống tủ time-lapse