CNXN. Nguyễn Thị Thanh Huệ
Bệnh viện Đại học Y Dược Buôn Ma Thuột
 
Đông lạnh noãn được giới thiệu trong hỗ trợ sinh sản vào cuối năm 1980. Hiện nay, có nhiều phụ nữ lựa chọn đông lạnh noãn vì lý do chưa kết hôn hoặc trì hoãn mang thai. Varlas và cộng sự (2021) đã cho thấy tỷ lệ đông lạnh noãn phi y tế đã tăng từ 6% lên 20,3%. So với phương pháp đông lạnh chậm, đông lạnh noãn bằng phương pháp thủy tinh hóa thông thường (Conventional vitrification – C-VIT) được sử dụng rộng rãi hiện nay đã cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sau rã. Tuy nhiên, kết quả vẫn không đạt yêu cầu với tốc độ phát triển phôi nang và chất lượng phôi so với nhóm noãn tươi. C-VIT khắc phục sự hình thành các tinh thể đá trong noãn do các đặc tính của noãn như tế bào chất lớn hơn, hàm lượng nước cao hơn và tỷ lệ bề mặt trên thể tích thấp hơn. Việc sử dụng chất bảo vệ đông lạnh (Cryoprotective agents – CPA) nồng độ cao và tốc độ làm lạnh nhanh để đưa các tế bào sang trạng thái thủy tinh mà không hình thành tinh thể đá. Tuy nhiên, CPA nồng độ cao có thể gây độc tế bào, sốc thẩm thấu do mất cân bằng áp suất thẩm thấu. Chấn thương vật lý hoặc độc tính nồng độ cao của CPA có thể dẫn đến thiệt hại cho thành phần quan trọng của hệ thống giải phóng canxi, mạng lưới nội chất (Endoplasmic reticulum – ER). Điều này kích hoạt sự giải phóng các ion canxi (Ca2+) từ ER, dẫn đến tăng nồng độ canxi nội bào (Ca2+) trong ty thể (Mitochondria – MT) và giảm điện thế màng ty thể (ΔΨm). Những thay đổi về chức năng và cấu trúc của các bào quan tế bào chất, bao gồm ER và MT, có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng sống, thụ tinh và tiềm năng phát triển của noãn.
 
Về tác dụng của CPA, Jin và Mazur (2015) nhấn mạnh rằng việc loại bỏ nước nội bào trong dung dịch cân bằng (Equilibration solution - ES) là một cơ chế bảo vệ quan trọng, có tác dụng mạnh hơn so với thúc đẩy quá trình chuyển thủy tinh hóa nội bào. Dựa trên quan điểm này, Gallardo và cộng sự đã giới thiệu khái niệm "thủy tinh hóa cực nhanh (Ultra-fast vitrification – UF-VIT)". Trong đó, thủy tinh hóa noãn bỏ qua giai đoạn cân bằng thẩm thấu điển hình trong giai đoạn ES. Kết quả sau đó đã được báo cáo thành công ở cả người và trên mô hình chuột. Tuy nhiên, thời gian trong ES quá ngắn có thể có tác động tiêu cực đến sự tồn tại và phát triển của noãn được thủy tinh hóa. Do đó, nghiên cứu này được nhóm tác giả thực hiện trên mô hình chuột để điều tra xem UF-VIT, rút ngắn thời gian trong giai đoạn ES và giảm sốc thẩm thấu có thể có tác động tích cực đến noãn đông lạnh hay không nhằm mục tiêu đánh giá tỷ lệ sống sau rã, vị trí thoi vô sắc, sự phân bố và chức năng ER, phân phối và chức năng MT, và sự phát triển của phôi chuột giữa UF-VIT và C-VIT.
 
Nghiên cứu được thực hiện trên chuột, noãn trưởng thành được thu nhận và chia ngẫu nhiên làm ba nhóm (n = 240 noãn/nhóm): C-VIT, UF-VIT và nhóm đối chứng.
 
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
- Tỷ lệ sống của noãn sau rã không có sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm C-VIT và UF-VIT (p = 0,263).
- Sự phân bố ER bình thường có sự khác biệt đáng kể giữa nhóm chứng (92%) và nhóm C-VIT (66%, p < 0,01). Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể giữa nhóm UF-VIT (84%, p=1,000) và nhóm đối chứng.
- Cường độ huỳnh quang trung bình của ER khác nhau đáng kể giữa nhóm đối chứng (189 ± 26,49) và cả hai nhóm: C-VIT (169 ± 25,47, p < 0,001) và UF-VIT (174 ± 19,01, p < 0,01). Tuy nhiên, không có sự khác biệt đáng kể về cường độ huỳnh quang giữa hai nhóm C-VIT và UF-VIT (p = 0,884).
- Phân tích phân bố MT cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa nhóm chứng (86%) và cả hai nhóm C-VIT (14%, p < 0,001) và UF-VIT (46%, p < 0,001). Về điện thế màng ty thể (ΔΨm), không có sự khác biệt giữa UF-VIT và nhóm chứng, tuy nhiên các noãn bào được đông lạnh trong nhóm C-VIT có giá trị ΔΨm thấp hơn đáng kể so với nhóm UF-VIT (p < 0,001).
- Về tốc độ phát triển phôi, so với nhóm đối chứng, C-VIT cho thấy có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ thụ tinh (92,5% so với 74,3%, p < 0,05), tỷ lệ phôi phân chia (82,5% so với 53,8%, p < 0,01) và tỷ lệ hình thành phôi nang (55,0% so với 25,6%, p < 0,01). Tuy nhiên, UF-VIT không thể hiện sự khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng về tỷ lệ thụ tinh (80,0%, p = 0,105), tỷ lệ phôi phân chia (67,5%, p = 0,121), tỷ lệ hình thành phôi nang (47,5%, p = 0,502). Khi so sánh hai phương pháp C-VIT và UF-VIT có sự khác biệt đáng kể trong tỷ lệ hình thành phôi nang (25,6% so với 47,5%, p < 0,5).
 
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nhóm UF-VIT cho thấy không có sự khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng, ngoại trừ về chức năng ER (cường độ huỳnh quang) và sự phân bố MT. UF-VIT có ít tác động tiêu cực hơn đến tất cả các thông số liên quan đến MT và cho thấy tỷ lệ hình thành phôi nang vượt trội so với C-VIT. Tuy nhiên, nhóm C-VIT cho thấy tác động tiêu cực đến tỷ lệ sống và tất cả các thông số liên quan đến ER và MT, cũng như sự phát triển phôi thai, so với nhóm đối chứng. Thông qua đó, tác giả đề xuất UF-VIT như một giải pháp để giải quyết những thách thức mà C-VIT phải đối mặt, nhằm giảm độc tính của tế bào do phơi nhiễm CPA nồng độ cao và sốc thẩm thấu do thay đổi thể tích. Tất cả các CPA đều có độc tính tiềm ẩn, việc tiếp xúc kéo dài với CPA nồng độ cao ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng của các bào quan nội bào trong noãn. Đặc biệt, chức năng của MT trong nghiên cứu này đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp ATP và hỗ trợ sự phát triển phôi thai. ΔΨm đóng vai trò là một chỉ số quan trọng về tổn thương tế bào, phản ánh tỷ lệ cường độ huỳnh quang. Tuy nhiên, giảm chức năng MT do độc tính CPA dẫn đến cạn kiệt năng lượng và mất ΔΨm có thể dẫn đến việc giải phóng protein, chẳng hạn như cytochrome C, vào khoảng gian liên màng, dẫn đến chết tế bào hoặc giảm hiệu quả cung cấp năng lượng. Do đó, sự suy giảm chức năng MT và ΔΨm trong C-VIT cho thấy tiềm năng phát triển phôi nang thấp hơn so với nhóm chứng.
 
Tóm lại, C-VIT có thể gây ra thiệt hại tiềm ẩn cho các bào quan tế bào quan trọng noãn chuột do độc tính CPA và stress thẩm thấu. Ngược lại, UF-VIT cho thấy thiệt hại tương đối nhỏ, có thể là do thời gian phơi nhiễm với CPA ngắn trong giai đoạn ES. Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu bổ sung đánh giá ER và sự phân bố MT trong UF-VIT. Đồng thời, cần có các nghiên cứu lâm sàng trên noãn người là rất cần thiết trước khi áp dụng UF-VIT, đánh giá sự khác biệt đáng kể giữa noãn chuột và người.
 
TLTK: Cho, Jung-Ran, et al. "Ultra-Fast Vitrification: Minimizing the Toxicity of Cryoprotective Agents and Osmotic Stress in Mouse Oocyte Cryopreservation." International Journal of Molecular Sciences 25.3 (2024): 1884.

Từ khóa: Thủy tinh hóa cực nhanh: Giảm thiểu độc tính của chất bảo vệ đông lạnh và stress áp suất thẩm thấu trong đông lạnh noãn chuột