CNSH. Phạm Ngọc Đan Thanh – IVFMD, bệnh viện Mỹ Đức Tân Bình

Giới thiệu
Sự thụ tinh là sự kết hợp giữa tinh trùng và noãn, thụ tinh được đánh giá là thành công khi có sự sự hình thành hai tiền nhân (2PN). Thất bại thụ tinh hoàn toàn (Total fertilization failure-TFF) là tình trạng tất cả các noãn trưởng thành không hình thành được 2PN trong vòng 15–18 giờ sau khi tiếp xúc với tinh trùng. Mặc dù kỹ thuật tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (Intra-Cytoplasmic Sperm Injection-ICSI) là phương pháp để bỏ qua các hạn chế của tinh trùng như khả năng di động kém hay không thể xuyên màng, tỷ lệ mắc TFF vẫn chiếm 1–3% trong các chu kỳ ICSI. Những năm gần đây, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khiếm khuyết trong di truyền là nguyên nhân quan trọng gây ra TFF sau ICSI, bao gồm đột biến gen nữ ở TLE6 (MIM: 612399) và WEE2 (MIM: 614084), cũng như đột biến gen tinh trùng ở PLCZ1 (MIM: 608075) và ACTL9 (MIM: 619251), tuy nhiên chỉ giải thích được khoảng 30% TFF do yếu tố nam giới.
 
Actin giống protein 7A (Actin like protein 7A-ACTL7A) thuộc họ protein liên quan đến Actin và định vị trong lớp dưới nhiễm sắc thể. Các nghiên cứu trước đây cho thấy ACTL7A có thể đóng một vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hình thái và khả năng thụ tinh của tinh trùng. Một biến thể vô nghĩa đồng hợp tử của ACTL7A (c.733G>A, p.(Ala245Thr)) đã được báo cáo là nguyên nhân gây hiện tượng phôi ngừng phát triển sớm, do tinh trùng của người chồng có khiếm khuyết về siêu cấu trúc thể đầu và biểu hiện bất thường của phospholipase C zeta (PLC ζ). PLC ζ có chức năng như một yếu tố kích hoạt noãn bằng cách tạo ra dao động xung Ca²⁺ giúp hoàn tất giảm phân II và trưởng thành.
 
Như vậy, ACTL7A rất cần thiết cho quá trình sinh tinh. Các biến thể ACTL7A đã được báo cáo là gây hiện tượng ngừng phát triển phôi sớm ở người. Các nghiên cứu cho thấy rằng các biến thể hai alen ACTL7A dẫn đến các khiếm khuyết về siêu cấu trúc ở đầu đầu tinh trùng, cũng như làm giảm biểu hiện của ACTL7A và PLC ζ, gây ra TFF. Bằng chứng mới này cho thấy các biến thể gây bệnh ACTL7A gây ra TFF và ICSI với AOA có thể khắc phục thất bại thụ tinh hoàn toàn. Nghiên cứu được thực hiện nhằm trả lời câu hỏi, nguyên nhân di truyền gây ra hiện tượng thất bại hoàn toàn trong quá trình thụ tinh (TFF) do yếu tố nam là gì?
 
Thiết kế nghiên cứu
Nhóm tác giả thu thập số liệu ở một gia đình có người con trai (29 tuổi) bị vô sinh đặc trưng bởi TFF sau ICSI. Trình tự toàn bộ exome đã được sử dụng để xác định các biến thể gây bệnh tiềm ẩn. Hoạt hóa noãn nhân tạo (AOA) sau khi thực hiện ICSI để khắc phục TFF. Người vợ (29 tuổi) có tiền sử vô sinh nguyên phát đã 5 năm. Các phân tích tinh dịch cho thấy các thông số tinh trùng bình thường (255,9x10⁶ tinh trùng mỗi lần xuất tinh, khả năng di động tiến tới là 34,8% và hình thái tinh trùng bình thường 0%). Hầu hết các acrosome của tinh trùng đều nhỏ hoặc không có. Kết quả nhiễm sắc thể bình thường (46, XY). Cặp vợ chồng không có tiền sử bệnh tật gì nghiêm trọng hoặc tiền sử gia đình vô sinh.
 
Đánh giá trình tự Sanger đã được thực hiện để xác thực các biến thể. Khả năng gây bệnh của các biến thể được xác định đã được dự đoán bằng các công cụ silico. Cấu trúc siêu nhỏ của tinh trùng được nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (transmission electron microscopy - TEM). Nhuộm huỳnh quang miễn dịch và phương pháp làm mờ phương Tây được sử dụng để nghiên cứu cơ chế của các biến thể trên tinh trùng bị ảnh hưởng.
 
Kết quả
Các biến thể dị hợp tử mới ở ACTL7A (c.[463C>T];[1084G>A], p.[(Arg155Ter)];[(Gly362Arg)]) được tìm thấy trong mẫu thất bại thụ tinh hoàn toàn sau ICSI. Trong phân tích silico dự đoán rằng các biến thể sẽ dẫn đến một loại protein gây bệnh. TEM cho thấy các biến thể ACTL7A gây ra các khiếm khuyết về siêu cấu trúc ở thể acrosome tinh trùng. Sự biểu hiện protein của ACTL7A và PLC ζ giảm đáng kể so với nhóm đối chứng khỏe mạnh, cho thấy các biến thể ACLT7A dẫn đến thiếu hụt khả năng hoạt hóa noãn và gây ra TFF. AOA bằng canxi ionophore (A23187) sau khi ICSI có thể giải cứu thành công hiện tượng thất bại thụ tinh hoàn toàn và giúp bệnh nhân có biến thể ACTL7A có trẻ sinh sống.
 
Bàn luận
Nhóm nghiên cứu đã xác định được các biến thể dị hợp tử phức hợp mới ở ACTL7A (c.[463C>T];[1084G>A], p.[(Arg155Ter)];[(Gly362Arg)]) trong một gia đình có con trai duy nhất bị vô sinh được đặc trưng bởi TFF sau một chu kỳ ICSI. Thông qua một nghiên cứu, nhóm tác giả phát hiện ra rằng các biến thể gây bệnh ACTL7A này đã dẫn đến các khiếm khuyết siêu cấu trúc ở acrosome và PT, sau đó làm giảm biểu hiện PLC ζ ở tinh trùng và gây ra thất bại thụ tinh hoàn toàn. Thực hiện AOA sau khi ICSI giúp bệnh nhân vượt qua TFF và có được một trẻ sinh sống khỏe mạnh. Đây là nghiên cứu đầu tiên xác định các biến thể mới trong ACTL7A gây ra TFF ở người và cũng là báo cáo đầu tiên về một trẻ sơ sinh khỏe mạnh sau ICSI có AOA ở một bệnh nhân mang biến thể ACTL7A gây bệnh. Phát hiện của nghiên cứu mở rộng phổ di truyền của TFF và gợi ý AOA như một biện pháp can thiệp hiệu quả tiềm năng để giải cứu TFF ở những bệnh nhân có biến thể gây bệnh ACTL7A.
 
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng AOA có thể hữu ích cho các cặp vợ chồng thụ tinh không thành công sau ICSI do yếu tố liên quan đến tinh trùng. Các nghiên cứu trước đây đã báo cáo rằng AOA có thể khắc phục thành công tình trạng thất bại thụ tinh ở những bệnh nhân có bất thường về PLC ζ. Trong nghiên cứu này, chất kích hoạt được sử dụng phổ biến nhất là canxi ionophore A23187, được sử dụng để hoạt hoá noãn. Trong chu kỳ đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã cố gắng thực hiện giải cứu bằng AOA sau khi thất bại thụ tinh vào ngày 1, nhưng chất lượng phôi kém và không có phôi nào có thể phát triển thành phôi nang.
 
Đây là nghiên cứu đầu tiên báo cáo các biến thể hai alen trong ACTL7A gây ra TFF ở một bệnh nhân nam và kết quả có 1 trẻ sinh sống khoẻ mạnh sau ICSI kết hợp AOA. Nghiên cứu này không chỉ mở rộng phổ kiểu hình của ACTL7A mà còn gợi ý rằng AOA là một biện pháp can thiệp hiệu quả tiềm năng cho những bệnh nhân có nguy cơ thất bại thụ tinh hoàn toàn khi có biến thể ACTL7A.
 
Kết luận
Các biến thể dị hợp tử phức hợp mới (c [463C>T];[1084G>A], p.[(Arg155Ter)];[(Gly362Arg)]) trong protein giống Actin 7A (ACTL7A) được xác định là nguyên nhân di truyền yếu tố quyết định tình trạng thất bại thụ tinh hoàn toàn của con người.
 
Nguồn: Wang, J., Zhang, J., Sun, X., Lin, Y., Cai, L., Cui, Y., ... & Yang, X. (2021). Novel bi-allelic variants in ACTL7A are associated with male infertility and total fertilization failure. Human Reproduction, 36(12), 3161-3169.
 

Từ khóa: thất bại thụ tinh hoàn toàn/ ACTL7A/ PLC ζ/ AOA/ vô sinh nam/ sự thiếu hụt acrosome