CNSH. Trần Nhật Ánh Dương - Bệnh viện Mỹ Đức 

Giới thiệu
Trong suốt quá trình phát triển, công nghệ hỗ trợ sinh sản (ART) đã giúp cho nhiều cặp vợ chồng vô sinh được thụ thai và có con của chính mình. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã cho thấy trẻ em được sinh ra từ các phương pháp ART (IVF hoặc ICSI) có nguy cơ mắc dị tật bẩm sinh cao hơn so với trẻ được thụ thai tự nhiên. Ngoài ra, ART còn liên quan đến các hội chứng gen in dấu như Hội chứng Beckwith–Wiedemann (BWS), với tỷ lệ mắc bệnh là 4,6%, so với thụ thai tự nhiên là 0,8% tại Hoa Kỳ.
 
Việc sử dụng các thiết bị hoặc sản phẩm bằng nhựa trong suốt cuộc đời con người đã được chứng minh là đặc biệt có hại. Việc tiếp xúc với chất dẻo phthalate có liên quan đến các bệnh tim mạch ở động vật có vú, bao gồm cả con người thông qua việc thay đổi quá trình methyl hóa DNA. Điều đáng ngạc nhiên là nhiều đồ dùng bằng nhựa thường được sử dụng trong quá trình ART. Trước đây, đã có nhiều nghiên cứu cho thấy việc tiếp xúc với vật liệu nhựa có thể gây hại cho sự phát triển của giao tử và phôi. Do đó, mục tiêu của nghiên cứu này nhằm đánh giá liệu vật tư tiêu hao bằng nhựa được sử dụng trong suốt quá trình ART có thể gây ra những thay đổi trong phiên mã hay dị tật ở thai nhi sau quá trình nuôi cấy ở 37^oC so với vật liệu bằng thủy tinh và so với thụ thai tự nhiên hay không.
 
Phương pháp
Mô hình động vật được sử dụng là chuột cái lai B6/CBAF1, từ 5 đến 8 tuần tuổi và chuột đực từ 10 đến 13 tuần tuổi. Những con chuột cái được chọn ngẫu nhiên thành ba nhóm thử nghiệm. Ở nhóm một và hai, phôi IVF lần lượt được tạo ra trong đĩa thủy tinh (1) và đĩa nhựa (2) trong cùng một môi trường nuôi cấy. Nhóm đối chứng (3) bao gồm thụ tinh in vivo bằng cách giao phối tự nhiên. Việc chuyển phôi được thực hiện ở giai đoạn phôi nang cho tất cả các nhóm. Vào ngày 16,5 của thai kỳ, các cơ quan của thai nhi được thu nhận để phân tích biểu hiện gen.
 
Vật tư tiêu hao được sử dụng trong nghiên cứu: Tuýp nhựa từ Sorenson (thương mại hóa bởi Merck) được sử dụng cho tất cả các nhóm, đĩa nhựa cho nhóm nghiên cứu (1) có xuất xứ từ TPP (thương mại hóa bởi Merck, đường kính 40 mm 93,040). Đối với việc thu nhận và chuyển phôi, vật liệu nhựa được sử dụng cho tất cả các nhóm. Đồ thủy tinh được đặt hàng từ công ty Verre-Labo-Mula (Lyon, Pháp) và được thiết kế đặc biệt cho nhóm nghiên cứu (2).

Kết luận
Tỷ lệ thụ tinh và sự phát triển phôi tương tự nhau đối với cả hai nhóm khi được nuôi cấy trong đĩa thủy tinh và đĩa nhựa, cũng như tỷ lệ làm tổ (35,6 và 37,3%), nhưng thấp hơn đáng kể so với nhóm phôi được nuôi cấy in vivo là 56,6% (p < 0,004).
 
Đối với kết quả phân tích mẫu nhau thai, nhận thấy 1121 gen có mức biểu hiện khác biệt trong mẫu nhau thai từ phôi được nuôi trong vật liệu nhựa so với phôi được nuôi trong cơ thể sống, trong đó có 628 gen được điều hòa tăng và 493 gen được điều hòa giảm. Trong khi chỉ có 200 gen được biểu hiện khác biệt ở phôi được nuôi trong vật liệu thủy tinh, so với phôi được nuôi trong cơ thể sống, trong đó 111 gen được điều hòa tăng và 89 gen được điều hòa giảm. Điều thú vị là số lượng gen biểu hiện khác nhau giữa phôi được nuôi cấy trong vật liệu thủy tinh và vật liệu nhựa cao hơn nhiều, với 434 gen được biểu hiện khác nhau. Tóm lại, số lượng gen biểu hiện bất thường cao được tìm thấy khi so sánh giữa phôi in vivo và phôi được nuôi trong vật liệu nhựa, trong khi sự khác biệt là tối thiểu khi so sánh giữa phôi in vivo và phôi được nuôi trong vật liệu thủy tinh.
 
Phân tích dữ liệu của GSEA cho thấy sự biểu hiện quá mức của các gen liên quan đến các loại stress khác nhau (thiếu oxy, viêm, dinh dưỡng, cấu hình sai của protein). Từ đó cho thấy ảnh hưởng to lớn của việc nuôi cấy trong vật liệu nhựa, bao gồm các biến đổi về biểu hiện gen.
 
Khi phân tích biểu hiện gen theo giới tính cụ thể, nghiên cứu nhận thấy có sự tác động lên quá trình phiên mã mạnh mẽ hơn đối với bào thai cái. Cụ thể là ở con cái, 547 gen biểu hiện bất thường sau khi nuôi cấy trên đĩa thủy tinh so với in vivo và 133 gen ở con đực. Khi phân tích nuôi cấy bằng đĩa nhựa nhận thấy có 1627 gen biểu hiện bất thường ở con cái và 743 gen ở con đực. Trong các con đường chung, người ta tìm thấy tín hiệu mTORC1 và tín hiệu stress ER, cả hai đều phản ứng với các tín hiệu stress về dinh dưỡng và protein, cùng một số dấu hiệu ở chu kỳ tế bào. Các gen có biểu hiện giảm ở cả 2 giới gồm gen đông máu, các gen liên quan tới tín hiệu KRAS và biệt hóa cơ,... Một số nhóm gen biểu hiện bất thường đặc trưng ở bào thai đực là các gen MYC và gen liên quán đến quá trình phosphoryl hóa oxy hóa. Ngoài ra, người ta cũng tìm thấy sự điều hòa giảm các gen thuộc chuỗi bổ thể và các gen chuyển hóa. Một số nhóm gen đặc trưng ở bào thai cái (điều hòa tăng các gen liên quan đến sự phát triển của tế bào mỡ và sửa chữa DNA, điều hòa giảm các gen liên quan đến tế bào beta tuyến tụy và sự phát triển của tinh trùng).
 

Kết luận

Nghiên cứu đã nhấn mạnh đến ảnh hưởng của vật tư bằng nhựa lên biểu hiện gen ở nhau thai (1121 gen bị mất điều hòa đáng kể), trong khi nuôi cấy bằng vật liệu thủy tinh lại gần giống với trong cơ thể sống (chỉ có 200 gen điều hòa bất thường). Gene Ontology chỉ ra rằng các gen nhau thai đã biến đổi chủ yếu liên quan đến stress, viêm và sửa sai. Một phân tích cụ thể về giới tính cũng cho thấy tác động mạnh hơn lên nhau thai cái so với đực.
 
Phôi được nuôi cấy trong vật liệu nhựa dẫn đến những thay đổi lớn về biểu hiện gen ở nhau thai, điều này cho thấy các vật dụng bằng nhựa trong ART có thể là nguyên nhân gây ra những rối loạn trong thai kỳ được quan sát thấy thường xuyên ở các thai kỳ ART.
 
Tuy nhiên, thành phần của vật liệu được sử dụng trong các vật dụng có thể khác nhau giữa các công ty và người dùng không biết. Do đó, hạn chế nghiên cứu này là bị giới hạn bởi việc sử dụng một dòng lai chuột nhất định, có thể biểu hiện độ nhạy khác nhau với các hợp chất. Vì vậy, việc mở rộng nghiên cứu sang những loài khác và ở người là điều cần thiết trong tương lai.
 
Nguồn: Kouakou, F., Denizot, A. L., L'Hostis, A., Colet, J., Jacques, S., Sallem, A., ... & Wolf, J. P. (2023). Plastic used in in vitro fertilization procedures induces massive placental gene expression alterations. EBioMedicine, 91.

Từ khóa: công nghệ hỗ trợ sinh sản, vật liệu nhựa, vật liệu thuỷ tinh, phiên mã