CN. Lê Ngọc Quế Anh, ThS. Nguyễn Huyền Minh Thụy – IVF Tâm Anh
 
Giới thiệu
Ngày nay, phụ nữ đến các trung tâm hỗ trợ sinh sản cho thấy sự không đồng nhất về các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả điều trị như trọng lượng cơ thể và tuổi tác. Phụ nữ thừa cân được khuyến nghị giảm cân để cơ thể ở mức bình thường nhằm mục đích đạt được kết quả mang thai tốt hơn. Tuy nhiên, phụ nữ thiếu cân lại không bắt buộc phải tăng cân và điều này cho thấy ảnh hưởng của việc thiếu cân đối với kết quả mang thai chưa được quan tâm nhiều.
 
Phụ nữ thiếu cân có khả năng sinh sản thấp hơn so với phụ nữ có cân nặng bình thường. Tình trạng thiếu cân có thể ảnh hưởng đến trục vùng dưới đồi - tuyến yên - buồng trứng, dẫn đến rối loạn quá trình sinh noãn và phóng noãn và sự phát triển của phôi thai sau đó.
 
Các tế bào cumulus và noãn tương tác với nhau thông qua liên kết khe là nơi vận chuyển các protein và các yếu tố cận tiết. Tế bào cumulus cung cấp các phân tử nhỏ tham gia vào quá trình trưởng thành nhân và tế bào chất của noãn. Đồng thời, noãn bào có thể điều chỉnh sự tăng sinh, mở rộng và trao đổi chất của tế bào cumulus bởi các yếu tố cận tiết. Vì vậy, một trong những yếu tố chính quyết định chất lượng noãn là sự tương tác hai chiều giữa noãn và tế bào cumulus. Nếu chức năng trao đổi chất của noãn bị gián đoạn thì khả năng phát triển và thụ tinh của nó có thể bị ảnh hưởng.
 
Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục đích đánh giá những thay đổi về cấu trúc, trao đổi chất trong tế bào cumulus ảnh hưởng đến sự trưởng thành và thụ tinh của noãn ở phụ nữ thiếu cân.
 
Phương pháp
Giới hạn nghiên cứu bao gồm phụ nữ có vấn đề về ống dẫn trứng, thực hiện thụ tinh ống nghiệm và chuyển phôi tại trung tâm. Dựa theo báo cáo trước đây về dân số châu Á (Nghiên cứu của các chuyên gia WHO 2004) chỉ số khối cơ thể trung bình (body mass index – BMI) của phụ nữ từ 18,5kg/m² đến 22,9kg/m². Dựa theo phạm vi này, nghiên cứu được chia làm hai nhóm: nhóm đối chứng gồm phụ nữ có mức BMI bình thường; nhóm thiếu cân gồm phụ nữ có mức BMI <18,5kg/m².
Tiêu chí loại trừ là phụ nữ có mức BMI >22,9kg/m².
Các dữ liệu được ghi nhận bao gồm:

• Số lượng noãn chọc hút, tỉ lệ noãn trưởng thành, tỉ lệ thụ tinh, tỉ lệ phôi phân chia, tỉ lệ phôi phân chia hữu dụng, tỉ lệ phôi nang và tỉ lệ phôi nang hữu dụng
• Siêu cấu trúc tế bào cumulus được quan sát dưới kính hiển vi điện tử truyền qua (transmission electron microscope – TEM).
• Tiềm năng của màng ty thể trong tế bào cumulus (JC-1) được thực hiện bằng phương pháp nhuộm miễn dịch huỳnh quang. Trong phân tích này, màng ty thể khỏe mạnh, thường có nhiều điện tích âm. Khi điện thế màng cao, đầu dò huỳnh quang JC-1 có thể tích tụ trong chất nền ty thể, tạo thành polyme và phát ra huỳnh quang màu đỏ tươi. Ngược lại khi điện thế màng giảm, tính thấm của màng trong ty thể tăng lên dẫn đến hiện tượng khử cực. Khi đó, JC-1 không thể tích lũy và chỉ tồn tại dưới dạng monome phát ra huỳnh quang màu xanh lá cây. Tỷ lệ huỳnh quang đỏ/xanh là thước đo sự thay đổi trong hoạt động của ty thể.
• Sử dụng phản ứng chuỗi polymerase thời gian thực (relative quantitative polymerase chain reaction – qPCR) để xác định số lượng bản sao DNA ty thể.
• Phân tích sự xuất hiện của các quá trình như stress oxy hóa, quá trình tự thực và quá trình apoptosis trong tế bào cumulus, bằng cách đánh giá sự biểu hiện của các loại protein khác nhau bao gồm sản phẩm có nguồn gốc từ stress oxy hóa 4-hydroxynonenal (4-HNE) và các protein liên quan đến quá trình tự thực bào, apoptosis như Vps34, Atg-5, Beclin 1, Lc3-I, II, Bax và Bcl-2 với phương pháp thực hiện Western blot.

 
Kết quả
Tỉ lệ noãn trưởng thành của nhóm thiếu cân thấp hơn so với nhóm đối chứng (87,5% so với 93,3%, p=0,02). Bên cạnh đó, tỉ lệ thụ tinh có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai nhóm thiếu cân so với nhóm đối chứng (78,4% so với 86,2%, p=0,015). Tuy nhiên, tỉ lệ phôi phân chia hữu dụng, tỉ lệ hình thành phôi nang và tỉ lệ phôi nang hữu dụng không có sự khác biệt giữa hai nhóm (p>0,05).
 
Nhóm thiếu cân biểu hiện cho thấy sự bất thường về hình thái của ty thể và số lượng tế bào tự thực bào tăng lên. Khi so sánh số lượng bản sao DNA ty thể, nhóm thiếu cân cao hơn nhưng không đánh kể (p=0,087).
 
Tiềm năng màng ty thể tương tự nhau giữa các nhóm thiếu cân và nhóm đối chứng (p=0,8). Mức độ biểu hiện của Vps34, Atg-5, Lc3-II, Bax Bcl-2 và 4-HNE ở nhóm thiếu cân cao hơn so với nhóm đối chứng (p<0,01). Tuy nhiên, tỉ lệ Bax/Bcl-2 của nhóm thiếu cân thấp hơn so với nhóm đối chứng (p=0,031). Ngoài ra, nồng độ protein Beclin 1 ở nhóm thiếu cân cao hơn so với nhóm đối chứng nhưng không có ý nghĩa thống kê.
 
Thảo luận
Thiếu cân có thể liên quan đến suy dinh dưỡng và có thể dẫn đến sự hình thành stress oxy hóa và tổn thương màng ty thể. Hơn nữa, suy dinh dưỡng có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa năng lượng trong vi môi trường nang noãn làm thay đổi cấu trúc của noãn và tế bào cumulus. Khi chất dinh dưỡng không đủ, ty thể của tế bào cumulus là cơ quan đầu tiên phải chịu những thay đổi về số lượng và chức năng. Vì ty thể là nguồn năng lượng tế bào quan trọng nhất, những thay đổi bất lợi này có thể gây ra rối loạn chức năng sinh lý ở tế bào cumulus và mất cân bằng nội môi tế bào. Từ đó, sự trưởng thành noãn, sự phóng noãn và khả năng sinh sản sẽ bị thay đổi
 
Số lượng bản sao DNA ty thể của nhóm thiếu cân cao hơn so với nhóm đối chứng. Một số ty thể ở nhóm thiếu cân đã có sự thay đổi về hình thái, vì vậy nghiên cứu đã đưa ra giải thuyết rằng các tế bào thuộc nhóm thiếu cân có tốc độ tăng sinh ty thể nhanh hơn và có thể không đồng bộ với sự tăng sinh tế bào, để duy trì nguồn cung cung cấp năng lượng.
 
4-HNE là một dấu hiệu stress oxy hóa nội sinh có nguồn gốc từ quá trình peroxid hóa lipid của axit béo không bảo hòa trong các mô và tế bào khác nhau. Việc sản xuất nó trong ty thể dẫn đến tổn thương oxy hóa ở cấp độ tế bào. Do đó, rối loạn điều hòa sản xuất ROS nội bào dẫn đến biểu hiện 4-HNE. Tích lũy ROS tạo nên sự gia tăng DNA ty thể để chống lại tác dụng của ROS.
 
Tự thực bào đóng vai trò quan trọng trong cân bằng duy trì nội môi tế bào vì các chất dinh dưỡng và năng lượng tiêu thụ trong quá trình tự thực có thể được tái sử dụng trong các hoạt động khác nhau của tế bào giúp tế bào có thể tồn tại trong điều kiện căng thẳng. Do đó trong trường hợp thiếu chất dinh dưỡng và năng lượng trong ty thể, quá trình tổng hợp liên tục DNA ty thể đòi hỏi quá trình tự thực và các chất chuyển hóa khác để ngăn ngừa ROS quá mức, giảm bớt tổn thương oxy hóa giúp tế bào và ty thể duy trì cân bằng nội môi trao đổi chất.
 
Sự biểu hiện của các protein liên quan đến tự thực bào cao hơn ở nhóm thiếu cân so với nhóm đối chứng và biểu hiện beclin 1 cao hơn ở nhóm thiếu cân có thể liên quan đến sự xuất hiện tình trạng suy dinh dưỡng ở một số phụ nữ nhẹ cân.
 
Nghiên cứu có một số điểm hạn chế. Đầu tiên, khi phân tích tiềm năng màng ty thể, nghiên cứu sử dụng cùng một môi trường nuôi cấy tế bào làm cho các tế bào thuộc nhóm thiếu cân nhận được nguồn cung cấp dinh dưỡng và năng lượng đầy đủ rồi mới tiến hành thử nghiệm JC-1. Điều này có thể làm cho chức năng ty thể của tế bào cumulus được cải thiện dẫn đến kết quả không có sự khác biệt có ý nghĩa trong thử nghiệm JC-1. Thứ 2, các phác đồ kích thích buồng trứng khác nhau có thể dẫn đến những tác động khác nhau với tế bào cumulus. Thứ 3, do hạn chế điều kiện thí nghiệm nên nghiên cứu chủ yếu tập trung vào cấu trúc tế bào cumulus và hàm lượng protein liên quan đến các quá trình sinh hóa khác nhau.
 
Trong tương lai, cần thực hiện các nghiên cứu chi tiết và chuyên sâu hơn ở cấp độ tế bào và phân tử. Cùng với những thay đổi trong vi môi trường nang noãn như thay đổi thành phần dịch nang, sự truyền tín hiệu giữa tế bào cumulus và noãn.
 
Kết luận
Suy dinh dưỡng và các tình trạng khác ở phụ nữ thiếu cân có thể ảnh hưởng xấu đến sự phóng noãn, sự phát triển và thụ tinh của noãn do những thay đổi về cấu trúc nội bào của tế bào cumulus và các quá trình trao đổi chất.
 
Nguồn: Ji H, Zhang Q, Ding L, Chen R, Liu F, Li P. Structural and metabolic cumulus cell alteration affects oocyte quality in underweight women. Zygote. 2024 Feb;32(1):77-86. doi: 10.1017/S0967199423000588. Epub 2023 Dec 22. PMID: 38130161.

Từ khóa: Thay đổi cấu trúc, trao đổi chất, tế bào cumulus, chất lượng noãn, phụ nữ thiếu cân