CNSH. Trần Nhật Ánh Dương – Bệnh viện Mỹ Đức

GIỚI THIỆU
Với sự phát triển của kỹ thuật nuôi trưởng thành noãn trong ốn nghiệm (In vitro maturation- IVM) trong những năm gần đây, các chỉ định IVM đã được mở rộng từ những bệnh nhân mắc hội chứng buồng trứng đa nang (PCOS), những bệnh nhân có nguy cơ bị quá kích buồng trứng (OHSS) đến bảo tồn khả năng sinh sản cho những phụ nữ có nguy cơ mất khả năng sinh sản, những trường hợp có phản ứng cao/kém với gonadotropin ngoại sinh, hiến tặng noãn, những bệnh nhân mắc bệnh huyết khối hoặc thất bại ở các chu kỳ điều trị IVF/ICSI trước đó.
 
Tuy nhiên, cho đến nay, IVM vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng vì hiệu quả kém (tỷ lệ thu nhận và trưởng thành noãn thấp, tỷ lệ phôi nang, làm tổ và thai lâm sàng thấp) so với IVF thông thường. Bên cạnh đó, kết quả IVM giữa các trung tâm lại khác nhau do thiếu quy trình chuẩn hoá và hiệu quả. Kiến thức về các yếu tố ảnh hưởng đến IVM là điều cần thiết để giúp cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân. Bài đánh giá này sẽ tiến hành thảo luận và phân tích các yếu tố có thể gây ảnh hưởng đến tiềm năng phát triển của noãn và các kết quả lâm sàng, bao gồm: (1) phác đồ lâm sàng, (2) môi trường nuôi cấy, (3) phương pháp nuôi cấy, (4) thời điểm chọc hút, (5) thời gian nuôi cấy in vitro, (6) tuổi của phụ nữ, (7) đông lạnh và các yếu tố vật lý khác.
 
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢ ĐIỀU TRỊ IVM
 
1.      Phác đồ lâm sàng
IVM thường được thực hiện trong một chu kỳ không kích thích buồng trứng hoặc kích thích buồng trứng nhẹ để thu nhận các phức hợp noãn-cumulus chưa trưởng thành (cumulus-oocyte complexe - COC). Dựa trên các báo cáo đã công bố, cũng như tài liệu gần đây từ ASRM, IVM có 3 phác đồ chính gồm: không sử dụng gonadotropins, “mồi FSH” và “mồi FSH và hCG”. Hiện nay, vẫn còn nhiều mâu thuẫn giữa các kết quả nghiên cứu về tính hiệu quả của 3 phác đồ này. Các chu kỳ IVM sử dụng mồi FSH đã được chứng minh là làm tăng tỷ lệ trưởng thành noãn so với các chu kỳ IVM không được kích thích. Tuy nhiên, một nghiên cứu khác cho thấy, so với nhóm không được kích thích, mồi FSH ở những phụ nữ không mắc PCOS không cải thiện được tỷ lệ trưởng thành và thụ tinh của noãn. “Mồi FSH và hCG” là một chủ đề vướng phải nhiều tranh luận. Một mặt, người ta nhận thấy việc sử dụng hCG có thể tăng cường quá trình hình thành mạch máu mới của nội mạc tử cung, thúc đẩy khả năng tiếp nhận nội mạc tử cung và làm tổ phôi nang. Một thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng (RCT) với cỡ mẫu lớn gồm 400 phụ nữ đã chứng minh rằng mồi FSH + hCG có thể làm tăng đáng kể tỷ lệ trưởng thành noãn so với mồi FSH hoặc không. Mặt khác, phác đồ này không còn đúng với định nghĩa của IVM vì khi chọc hút noãn, noãn thu nhận được ở nhiều giai đoạn trưởng thành khác nhau, một số đã trưởng thành bên trong cơ thể, một số ở giai đoạn vỡ túi nhân (germinal vesicle breakdown - GVBD) và một số ở giai đoạn GV (germinal vesicle).
 
2.      Môi trường nuôi cấy
Môi trường nuôi cấy là nền tảng của chu kỳ IVM, các thành phần khác nhau trong môi trường IVM có thể ảnh hưởng đến sự trưởng thành noãn và sự phát triển phôi sau đó. Hầu hết các nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả giữa môi trường IVM thương mại (MediCult/SAGE) và các môi trường thông thường khác (ví dụ: môi trường TCM-199, môi trường phôi nang, môi trường phân chia và môi trường IVM tự pha) là tương tự nhau. 
 
-         Nguồn protein: là chất bổ sung phổ biến nhất, cung cấp nguồn nitơ và hoạt động như chất chống oxy hóa. Trong giai đoạn phát triển ban đầu, huyết thanh dây rốn thai nhi (FCS), dịch nang người (HFF), hoặc dịch phúc mạc người (HPF) đã được thêm vào môi trường IVM. Sau đó, huyết thanh của chính bệnh nhân, albumin huyết thanh người (human serum albumin - HSA), huyết thanh tổng hợp (SSS) hoặc các chất thay thế huyết thanh tổng hợp khác đã được sử dụng làm chất bổ sung nguồn protein trong môi trường IVM. Hiện nay, HSA và các chất huyết thanh tổng hợp khác được khuyến nghị sử dụng, vì thành phần của chúng tương đối tinh khiết và xác định rõ.
-         Hormone: Hệ thống IVM noãn phụ thuộc vào hormone. Các hormone như FSH tái tổ hợp, hCG, hormone hoàng thể hóa (LH), insulin và estradiol, đã được thêm vào môi trường IVM. Tuy nhiên, việc lựa chọn các chất bổ sung hormone và nồng độ tương ứng của chúng là khác nhau và gây tranh cãi.
-         Carbohydrate: glucose, lactate và pyruvate là chất nền để tạo ra ATP trong quá trình sinh noãn và kích thích quá trình trưởng thành noãn. Bản thân noãn có khả năng chuyển hóa glucose tương đối kém, thay vào đó, glucose trong môi trường được tế bào cumulus tiêu thụ và bằng chứng cho thấy cumulus chịu trách nhiệm cung cấp các chất trung gian của quá trình chuyển hóa glucose thành pyruvate và lactate, là chất nền năng lượng của noãn. Nghiên cứu đã chứng mình đối với các noãn còn cumulus bao quanh, môi trường chỉ cần bổ sung glucose có thể giúp noãn tiếp tục giảm phân, trong khi đối với các noãn không còn cumulus, chỉ có glucose không có tác dụng và việc bổ sung pyruvate vào môi trường nuôi cấy là cần thiết để noãn tiếp tục giảm phân.
-         Bổ sung chất chống oxy hóa (Coenzyme Q10, melatonin, quercetin, resveratrol) vào môi trường IVM đã được nhiều nghiên cứu chứng minh rằng có vai trò tích cực trong việc cải thiện tỷ lệ IVM ở người. Tác dụng cuối cùng của việc bổ sung chất chống oxy hóa là giữ cho ROS trong phạm vi sinh lý và duy trì cân bằng oxy hóa khử. Tuy nhiên, việc bổ sung chất chống oxy hoá là một thách thức lớn, không chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn chất chống oxy hóa mà còn phụ thuộc vào nồng độ sử dụng.
 
3.      Phương pháp nuôi cấy
Hiện tại, vẫn chưa có phương pháp nuôi cấy IVM thống nhất. Trong IVM thông thường (IVM 1 pha), noãn chưa trưởng thành được thu nhận và nuôi cấy trực tiếp đến giai đoạn MII. Tuy nhiên, phương pháp này tập trung vào quá trình trưởng thành của nhân, bỏ qua quá trình trưởng thành đồng bộ của nhân và tế bào chất. Để mô phỏng tốt hơn giai đoạn ngừng giảm phân trong cơ thể sống, hệ thống nuôi cấy IVM hai pha (capacitation IVM - CAPA-IVM), bao gồm thời gian nuôi cấy tiền IVM hay còn gọi là CAPA (khoảng 24 giờ) rồi nuôi cấy IVM đã được phát triển. Bước cấy CAPA chủ yếu được áp dụng để ức chế sự tiếp tục giảm phân và thúc đẩy sự trưởng thành đồng bộ của nhân và tế bào chất. Trong giai đoạn này, môi trường nuôi cấy thường được bổ sung adenosine monophosphate vòng (cAMP), guanosine monophosphate vòng (cGMP), 3-isobutyl-1-methyl-xanthine (IBMX) hoặc peptide natriuretic type C (CNP). So với IVM 1 pha, phương pháp này cho thấy tỷ lệ trưởng thành noãn, thai lâm sàng được cải thiện, đồng thời giảm tỷ lệ noãn thoái hóa. Việc đưa IVM hai pha này vào thực hành lâm sàng được xem là bước phát triển nổi bật nhất trong những năm gần đây.


 
4.      Thời điểm chọc hút noãn
Sự hiện diện và kích thước của nang trội (dominant follicle - DF) hiện đang được sử dụng để xác định thời điểm chọc hút. Trong chu kỳ kinh tự nhiên, noãn thường rụng khi DF đạt đường kính khoảng 18–25 mm. Trong chu kỳ IVM, việc chọc hút noãn được tiến hành khi đường kính của DF đạt 10-12 mm hoặc khi độ dày nội mạc tử cung đạt ít nhất 5–6 mm đối với bệnh nhân PCOS không có nang noãn vượt trội. Kích thước DF vượt quá giới hạn trên có thể gây ra những tác động tiêu cực đến các noãn chưa trưởng thành khác, làm giảm chất lượng noãn. Tuy nhiên, trong thực hành lâm sàng, không có sự đồng thuận về thời điểm chọc hút tốt nhất (liên quan đến kích thước DF) cho các chu kỳ IVM. Cả DF ≤ 14 mm và DF ≤ 10 mm đều được khuyến nghị là thời điểm thích hợp để chọc hút, có thể do sự khác biệt về chủng tộc và phác đồ được sử dụng. Trong tương lai cần có các nghiên cứu RCT với các phân nhóm chi tiết hơn về đường kính DF để xác định thời điểm chọc hút tối ưu nhất.
 
5.      Thời gian nuôi cấy in vitro
Thời gian nuôi cấy IVM ở noãn người trong khoảng 24–30 giờ đã được chứng minh là đạt được tỷ lệ trưởng thành khoảng 40–60%. Thời gian nuôi cấy kéo dài có thể làm tăng tỷ lệ trưởng thành nhưng nó có thể dẫn đến tình trạng lão hoá noãn và giảm chất lượng phôi, trong khi nuôi cấy trong thời gian ngắn có thể dẫn đến tình trạng chưa trưởng thành của tế bào chất vì quá trình trưởng thành tế bào chất thường chậm hơn so với nhân và khó xác định hơn. Thời gian nuôi cấy IVM 30 giờ được chứng minh là mang lại sự cân bằng tốt nhất giữa tỷ lệ trưởng thành noãn và kết quả điều trị.
 
6.      Tuổi của người mẹ
Chất lượng noãn và khả năng sinh sản giảm dần khi tuổi càng tăng. Một nghiên cứu cắt ngang trên 133 bệnh nhân (từ 1–35 tuổi) thực hiện đông lạnh mô buồng trứng đã cho thấy những bệnh nhân từ khi có kinh nguyệt đến 25 tuổi có tỷ lệ IVM cao nhất, trong khi phụ nữ ≥30 tuổi và trẻ em chưa có kinh nguyệt (<6 tuổi) có tỷ lệ IVM cực kỳ thấp (<10%). Khả năng trưởng thành của noãn thay đổi ở các độ tuổi khác nhau có thể do những thay đổi biểu sinh và biểu hiện gen khác biệt khi noãn bị già hoá. Bên cạnh đó, người ta đã chứng minh rằng buồng trứng trước tuổi dậy thì chứa các nang noãn bất thường làm ảnh hưởng đến sự phát triển của nang noãn.
 
7.      Đông lạnh và các yếu tố vật lý khác
Người ta thấy rằng quá trình thủy tinh hóa noãn chưa trưởng thành trước khi IVM có thể ảnh hưởng xấu đến quá trình trưởng thành, khả năng sống và chất lượng của noãn thông qua việc tạo ROS. Khi nồng độ ROS vượt quá giới hạn sinh lý, khả năng phát triển của noãn giảm, trong khi tốc độ apoptosis tăng. Một phân tích tổng hợp trên 14 nghiên cứu đánh giá tỷ lệ trưởng thành sau khi thủy tinh hóa noãn MI và GV đã kết luận rằng quá trình thủy tinh hóa làm giảm tỷ lệ trưởng thành noãn 24%. Quy trình làm ấm sau thủy tinh hóa cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tiềm năng phát triển của noãn.
Có báo cáo rằng việc chọc hút noãn dưới áp lực cao có thể làm mất đi các cumulus xung quanh noãn, gây ra những tác động bất lợi đến quá trình trưởng thành của noãn. Hiện tại, áp suất chọc hút dao động từ –80 đến –120 mm Hg và kích thước kim khoảng 16-20 gauge. Tuy nhiên, áp lực và kích thước kim tối ưu vẫn chưa được xác định rõ ràng.
Ngoài ra, các yếu tố vật lý khác, chẳng hạn như nồng độ oxy thấp, nhiệt độ tăng trong thời gian ngắn và hệ thống nuôi cấy động, cũng đã được nghiên cứu trên động vật. Nồng độ oxy thấp (5%) được phát hiện là có lợi cho kết quả IVM, góp phần làm tăng mức tri-methylated-histone-H3-lysine-4 (H3K4me3) thúc đẩy quá trình phiên mã gen. Sự gia tăng nhiệt độ trong thời gian ngắn (stress nhiệt) gây ảnh hưởng lớn đến khả năng phát triển của noãn. So với hệ thống tĩnh, hệ thống nuôi cấy động vi mô có thể cải thiện chất lượng phôi và kết quả lâm sàng.
 
KẾT LUẬN
Nhìn chung, việc áp dụng phương pháp nuôi cấy IVM hai pha, môi trường nuôi cấy, tuổi bệnh nhân, thời gian nuôi cấy và các yếu tố vật lý có ảnh hưởng đáng kể đến kết quả IVM. Tuy nhiên, tác động của một số yếu tố vẫn chưa được xác định rõ như phác đồ lâm sàng, các nguồn protein và hormone trong môi trường nuôi cấy, thời điểm chọc hút,... Vai trò tương ứng của chúng cần được làm rõ hơn ở các nghiên cứu trong tương lai.
 
TLTK: Yang, H., Kolben, T., Meister, S., Paul, C., van Dorp, J., Eren, S., ... & von Schönfeldt, V. (2021). Factors influencing the in vitro maturation (IVM) of human oocyte. Biomedicines, 9(12), 1904.

Từ khóa: trưởng thành noãn trong ống nghiệm (IVM); IVM hai pha; tuổi; chất chống oxy hóa; thủy tinh hóa.