CNSH. Nguyễn Thị Cẩm Nhung – IVFMD Tân Bình
 
Vô sinh là một thách thức lớn đối với sức khỏe sinh sản của con người, ảnh hưởng đến 10–15% các cặp vợ chồng trên toàn thế giới. Việc áp dụng rộng rãi các công nghệ hỗ trợ sinh sản như thụ tinh trong ống nghiệm (in vitro fertilization – IVF) và tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (intracytoplasmic sperm injection – ICSI) đã giúp nhiều cặp vợ chồng vô sinh có con. Tuy nhiên, một số bệnh nhân vẫn phải đối mặt với tình trạng thất bại liên tục trong các chu kỳ IVF/ICSI. Trứng trưởng thành là điều kiện tiên quyết để hỗ trợ sinh sản thành công, vì chỉ có trứng trưởng thành mới có thể được thụ tinh và phát triển thành phôi hữu dụng. Tại các phòng khám, nhiều bệnh nhân không thể chọc hút được noãn trưởng thành trong các chu kỳ IVF/ICSI, do tình trạng ngừng trưởng thành noãn (OMA - Oocyte Maturation Arrest). Kiểu hình này hiện là một trong những yếu tố chính dẫn đến thất bại nhiều lần trong các chu kỳ IVF/ICSI. Tuy nhiên, nguyên nhân của tình trạng này ở nhiều bệnh nhân vẫn chưa được xác định rõ ràng, gây ra chấn thương tâm lý và gánh nặng kinh tế cho họ và gia đình. Vì vậy, việc nghiên cứu các yếu tố gây bệnh và cơ chế phân tử đằng sau OMA có ý nghĩa lâm sàng vô cùng quan trọng.
 
Sự trưởng thành của noãn là một quá trình sinh lý phức tạp và nghiêm ngặt bao gồm hai lần phân chia giảm phân liên tiếp và được điều chỉnh chính xác bởi nhiều yếu tố như biểu sinh và yếu tố di truyền. Trước tuổi dậy thì, noãn bị dừng lại ở kỳ đầu giảm phân I, chứa một túi mầm lớn (GV) được bao phủ bởi màng nhân, được gọi là noãn GV. Khi LH tăng đột biến, noãn trải qua quá trình phân hủy túi mầm (GVBD) và bắt đầu lắp ráp thoi phân bào để bước vào giai đoạn trung gian I (MI). Sau đó, noãn đẩy thể cực đầu tiên ra ngoài và dừng lại ở giai đoạn trung gian II (MII), hoàn thành quá trình trưởng thành của noãn. Bất kỳ bất thường nào trong các quá trình này đều có thể dẫn đến OMA và thất bại trong chu kỳ IVF/ICSI.
 
Vào năm 2016, Feng và cộng sự đã sử dụng phân tích giải trình tự toàn bộ exome (WES) và xác định rằng các biến thể gây bệnh TUBB8 khiến noãn người bị dừng lại ở giai đoạn MI do sự suy yếu quá trình lắp ráp thoi phân bào giảm phân. Đột biến TUBB8 là nguyên nhân gây ra tới 30% số bệnh nhân có noãn bị dừng lại ở giai đoạn MI. Nghiên cứu này lần đầu tiên chứng minh rằng OMA là một bệnh di truyền Mendel mới. Sau đó, một số gen gây bệnh khác đã được xác định, làm gián đoạn nhiều sự kiện trong quá trình trưởng thành của tế bào noãn, bao gồm lắp ráp thoi phân bào giảm phân (TACC3 và TRIP13), cân bằng nội mô mRNA của mẹ (PATL2, PABPC1L và ZFP36L2) và hình thành màng trong suốt (ZP1, ZP2 và ZP3 ). Những phát hiện này chứng minh rằng các yếu tố di truyền là nguyên nhân chính gây ra OMA và vô sinh ở nữ giới.
 
Việc xác định các yếu tố di truyền mới là vô cùng quan trọng để làm sáng tỏ các cơ chế phân tử gây vô sinh ở nữ giới. Đồng thời, việc mở rộng phổ đột biến của các gen đã biết cũng mang lại giá trị lớn. Trong số gần đây của Tạp chí Sinh sản Hỗ trợ và Di truyền học, hai nghiên cứu đã điều tra các yếu tố di truyền ở bệnh nhân OMA. Hu và cộng sự (2024) đã xác định được bốn biến thể lặn của gen PATL2 trong ba gia đình bị OMA thông qua phân tích WES, trong đó có hai biến thể mới. PATL2 mã hóa một protein liên kết RNA, được cho là điều chỉnh cân bằng mRNA của mẹ. Các tác giả đã tiến hành các thí nghiệm trên tế bào HEK293T để kiểm tra tác động của các biến thể mới đến chức năng protein. Kết quả cho thấy, các biến thể mới c.709C > T (p.R237*) và c.1486_1487delinsT (p.A496Sfs*4) gây ra tình trạng protein bị cắt cụt, giảm mức protein PATL2 và gây ra biểu hiện bất thường của các gen liên quan đến sự phát triển của noãn và phôi. Nghiên cứu này không chỉ mở rộng phổ đột biến của PATL2 mà còn cung cấp bằng chứng mới về vai trò PATL2 trong nguyên nhân di truyền của bệnh nhân OMA.
 
Ngoài ra, Wang và cộng sự (2024) đã phát hiện ra rằng một bệnh nhân OMA mang hai biến thể dị hợp tử mới của gen ZFP36L2: c.186 T > G (p.His62Gln) và c.869C > T (p.Pro290Leu). ZFP36L2 là một protein liên kết RNA quan trọng trong việc điều chỉnh sự phân hủy mRNA mẹ và sự trưởng thành của tế bào noãn ở chuột. Dữ liệu nghiên cứu in vitro cho thấy cả hai biến thể này làm giảm khả năng liên kết giữa ZFP36L2 và CONT6L, từ đó làm suy yếu sự phân hủy mRNA trong tế bào HeLa và tế bào noãn chuột. Những kết quả này chứng minh rõ ràng tính gây bệnh của các biến thể mới này. Đáng chú ý, Wang và cộng sự đã thực hiện phân tích RNA-seq và phân tích GO trên tế bào noãn GV từ những bệnh nhân mang biến thể ZFP36L2. Kết quả cho thấy các gen biểu hiện khác biệt liên quan đến nhiều quá trình sinh học quan trọng như phân chia tế bào, phân ly nhiễm sắc thể, chức năng ty thể và chuyển hóa ribosome. Hơn nữa, mức RNA của một số gen quan trọng cho sự phát triển của noãn đã bị điều chỉnh giảm đáng kể. Tuy nhiên, do số lượng noãn người hạn chế, các tác giả chưa thể khám phá sâu hơn các cơ chế cơ bản. Những phát hiện này chỉ ra rằng các biến thể ZFP36L2 phá vỡ cân bằng mRNA trong noãn người, dẫn đến tình trạng OMA.
Hai nghiên cứu trên đã làm sáng tỏ nguyên nhân gây bệnh của bệnh nhân OMA từ góc độ di truyền. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về vai trò của các biến thể PATL2 và ZFP36L2 trong OMA và các trường hợp thất bại nhiều lần khi thực hiện IVF/ICSI, cần có thêm các nghiên cứu trong tương lai. Ví dụ, cơ chế bệnh lý của các biến thể PATL2 và ZFP36L2 vẫn chưa được hiểu rõ, đòi hỏi phải nghiên cứu thêm trên cơ thể sống thông qua việc tạo ra các mô hình chuột đột biến gen. Hiện tại, chưa có chiến lược can thiệp lâm sàng nào có thể cứu vãn các kiểu hình OMA do các biến thể PATL2 hoặc ZFP36L2 gây ra. Do đó, việc sử dụng các mô hình chuột mắc bệnh và quá trình trưởng thành của noãn trong in vitro để nghiên cứu các chiến lược can thiệp phân tử tiềm năng là cần thiết. Những nghiên cứu này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cơ chế phân tử của các bất thường trong quá trình trưởng thành của noãn ở người và cung cấp các chiến lược điều trị tiềm năng cho những bệnh nhân này.
 
Kể từ khi xác định được gen gây bệnh đầu tiên là TUBB8 gây OMA vào năm 2016, các nghiên cứu di truyền trên bệnh nhân nữ dựa trên phân tích WES đã phát hiện ra vô số biến thể mã hóa protein. Tuy nhiên, các biến thể gây bệnh đã biết chỉ chiếm khoảng 15% số bệnh nhân lâm sàng, đòi hỏi phải sử dụng các chiến lược nghiên cứu khác nhau để khám phá các yếu tố di truyền mới. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng các biến thể trong các vùng không mã hóa, chiếm 98% bộ gen người, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh bệnh của các bệnh khác ở người. Những phát hiện này cho thấy rằng phân tích giải trình tự toàn bộ bộ gen (WGS) các vùng không mã hóa trong các mẫu DNA của bệnh nhân là một chiến lược mạnh mẽ để xác định các yếu tố di truyền mới cho OMA và vô sinh ở nữ giới. Ngoài ra, phương pháp phân tích gene-based burden test (kiểm tra gánh nặng di truyền dựa trên gen) thường được áp dụng để xác định các yếu tố di truyền tiềm ẩn trong nhóm bệnh nhân không có quan hệ họ hàng. Chiến lược này được sử dụng rộng rãi trong nhiều bệnh khác nhau, nhưng ứng dụng của nó trong lĩnh vực vô sinh ở nữ giới còn hạn chế. Cho đến nay, chỉ có hai nghiên cứu đã xác định được các gen liên quan đến vô sinh ở nữ giới là KPNA7 và LHX8 bằng cách sử dụng chiến lược phân tích này. Do đó, việc áp dụng rộng rãi chiến lược phân tích này trong nhóm bệnh nhân OMA sẽ tiết lộ nhiều yếu tố di truyền tiềm ẩn hơn chịu trách nhiệm cho OMA. Bên cạnh đó, với sự tiến bộ nhanh chóng của kỹ thuật giải trình tự thế hệ mới và phân tích đa omics tích hợp, bao gồm genomics, transcriptomics, proteomics và metabolomics, sẽ có thêm nhiều yếu tố di truyền và cơ chế dẫn đến tình trạng OMA và thất bại nhiều lần trong IVF/ICSI được khám phá trong tương lai.Top of FormBottom of Form
 
Tóm lại, các yếu tố di truyền là một trong những nguyên nhân quan trọng gây ra OMA và thất bại IVF/ICSI nhiều lần. Việc khám phá các yếu tố di truyền và cơ chế của OMA sẽ cung cấp cơ sở cho chẩn đoán di truyền, tối ưu hóa các chiến lược điều trị lâm sàng và cải thiện tỷ lệ thành công của các chu kỳ IVF/ICSI.
 

Từ khóa: thất bại IVF/ICSI, ngừng trưởng thành noãn, di truyền, vô sinh nữ, đột biến gen Nguồn: Wang, W., Sang, Q., & Wang, L. (2024). Genetic factors of oocyte maturation arrest: an important cause for recurrent IVF/ICSI failures. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 1-3.