ThS. Trương Quốc Thịnh – IVF Tâm Anh

Việc lựa chọn phôi có tiềm năng phát triển cao là yếu tố quan trọng để đảm bảo tỷ lệ làm tổ (implantation rate - IR) và tỷ lệ sinh sống (live birth rate - LBR) cao hơn. Công nghệ quan sát phôi thời gian thực (timelapse microscopy - TLM) cho phép các nhà phôi học theo dõi và đánh giá hình thái cũng như các sự kiện phát triển của phôi thông qua hình ảnh dưới dạng video, cung cấp giải pháp cho một số hạn chế của đánh giá hình thái tĩnh. TLM có thể xác định các hiện tượng hình thái như phân chia bất thường, sự sụp và tái giãn nở của phôi nang, cũng như đánh giá toàn diện hơn các thông số động học hình thái phôi, những điều thường bị bỏ qua khi quan sát tĩnh. TLM cũng cho phép quan sát sự sụp và tái giãn nở của phôi nang. Nhiều phôi nang trải qua một hoặc nhiều lần sụp khoang phôi (blastocoel), dẫn đến việc tách một phần hoặc toàn bộ các tế bào lá nuôi (trophectoderm - TE) khỏi màng zona pellucida (zona pellucida - ZP). Sự xuất hiện của hiện tượng sụp phôi nang có thể trở thành một chỉ báo để đánh giá chất lượng phôi trước khi làm tổ.

Nghiên cứu này khám phá mối liên hệ giữa sự sụp phôi nang với tình trạng lệch bội của bộ nhiễm sắc thể phôi, chất lượng hình thái, các thông số động học hình thái phôi và kết quả lâm sàng bằng cách sử dụng trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence - AI), xét nghiệm di truyền trước khi làm tổ (preimplantation genetic testing - PGT) và TLM. Dữ liệu nghiên cứu tổng hợp từ 1071 chu kỳ TLM-PGT và 3288 phôi nang được sinh thiết. Các thông số động học hình thái phôi được phân tích, bao gồm: Thời gian ICSI (t0), thời gian xuất hiện của hai tiền nhân (tPNa), thời gian tiền nhân biến mất (tPNf), sự phân chia thành hai đến tám tế bào riêng biệt (t2–t8), thời gian bắt đầu giai đoạn phôi nang (tSB), thời gian hình thành phôi nang hoàn chỉnh (tB), chu kỳ phân chia tế bào thứ hai (ECC2 = t4 – t2), chu kỳ phân chia tế bào thứ ba (ECC3 = t8 – t4), tính đồng bộ của phân chia hai phôi bào (s2 = t4 – t3), và bốn phôi bào (s3 = t8 – t5).

Kết quả nghiên cứu cho thấy có 5,6% phôi nang sụp ít nhất một lần (từ 1 đến 3 lần) trước tB; 19,4% sụp ít nhất một lần (từ 1 đến 6 lần) sau tB; và 3,1% sụp cả trước và sau tB. Không có sự khác biệt đáng kể giữa phôi nguyên bội và lệch bội về đặc điểm của lần sụp đầu tiên.

Khi so sánh giữa các phôi nang không sụp, chỉ sụp trước tB, chỉ sụp sau tB, và sụp cả trước và sau tB, tỷ lệ nguyên bội lần lượt là 50,0%, 53,2%, 41,0% và 33,8%. Tỷ lệ nguyên bội ở các phôi nang sụp sau tB thấp hơn đáng kể so với phôi nang không sụp (P < 0,001 đối với phôi nang chỉ sụp sau tB; P = 0,005 đối với phôi nang sụp cả trước và sau tB). Tỷ lệ nguyên bội của phôi nang sụp cả trước và sau tB cũng thấp hơn đáng kể so với phôi nang chỉ sụp trước tB (P = 0,006). Trong số 560 phôi nang sụp ít nhất một lần sau tB, tỷ lệ nguyên bội là 40,0%, thấp hơn đáng kể so với phôi nang không sụp (P < 0,001). Tỷ lệ nguyên bội của các phôi nang sụp 2, 3 và ≥ 4 lần thấp hơn đáng kể so với phôi nang không sụp. Tỷ lệ nguyên bội của phôi nang sụp nhiều hơn một lần cũng thấp hơn đáng kể so với các phôi nang chỉ sụp một lần (P < 0,001).

Nghiên cứu mối liên hệ giữa sự sụp của phôi nang và các thông số động học hình thái, phôi nang chỉ sụp trước tB phát triển chậm hơn ở giai đoạn phôi nang (tB, P < 0,001) và thời gian hình thành phôi nang kéo dài hơn (tB - tSB, P < 0,001) so với phôi nang không sụp. Phôi nang chỉ sụp sau tB có thời gian kéo dài hơn ở t8 (P < 0,01), tSB (P < 0,001), tB (P < 0,001), ECC3 (P < 0,01) và s3 (P < 0,05) so với phôi nang không sụp.

Nghiên cứu về mối liên hệ giữa sự sụp của phôi nang và chất lượng hình thái phôi, tỷ lệ phôi nang có thể sinh thiết vào ngày 5 thấp hơn đáng kể ở các phôi nang bị sụp (P < 0,05). Tỷ lệ phôi nang được xếp loại A đối với ICM; hoặc loại A hoặc B đối với TE thấp hơn đáng kể ở các phôi nang chỉ sụp sau tB so với phôi nang không sụp (P < 0,001). Số lần phôi nang sụp sau tB có mối liên hệ tiêu cực với chất lượng hình thái phôi (P < 0,001 đối với thời gian sinh thiết, phân loại ICM, phân loại TE). Sự suy giảm chất lượng tương tự ở các phôi nang chỉ sụp sau tB cũng được quan sát trong cả phôi nguyên bội và lệch bội (P < 0,01).

Về kết quả lâm sàng, trong 494 ca chuyển đơn phôi nguyên bội được đông lạnh - rã đông, không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ thai lâm sàng và tỷ lệ sinh con sống giữa các phôi nang sụp và không sụp. Tuy nhiên, tỷ lệ sảy thai của các phôi nang chỉ sụp trước tB cao hơn đáng kể so với các phôi không bị sụp (P = 0,008).

Nghiên cứu về sự phát triển sớm của phôi đã chỉ ra rằng sự nở rộng của khoang phôi nang là một quá trình phức tạp. Nồng độ ion natri (Na⁺) cao hơn trong khoang phôi nang tạo ra một sự chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa khoang phôi nang và môi trường bên ngoài, điều này thúc đẩy dịch ngoại bào đi vào khoang phôi nang thông qua các kênh vận chuyển nước aquaporin, dẫn đến sự gia tăng áp suất thủy tĩnh trong khoang phôi nang. Áp suất thủy tĩnh này có khả năng gây ra hiện tượng nứt vỡ thủy lực ở các liên kết giữa tế bào-tế bào trong môi trường in vitro. Áp suất thủy tĩnh cao thúc đẩy sự hình thành các liên kết bịt kín trong lớp tế bào TE, giúp khoang phôi nang giữ lại các phân tử Na⁺ và nước đã đi vào, dẫn đến sự tích lũy chất lỏng liên tục bên trong khoang phôi. Trong quá trình phôi nang nở rộng, điều quan trọng là duy trì sự cân bằng giữa áp suất thủy tĩnh trong khoang phôi nang và sức căng bề mặt của lớp tế bào TE. Nếu sự cân bằng này được duy trì tốt, phôi nang sẽ nở rộng dần dần với các dao động nhất định. Sự sụp của phôi nang có thể là do sự thất bại trong việc đối phó với áp suất thủy tĩnh tăng dần trong quá trình giãn nở của lớp tế bào TE. Theo quan sát của các tác giả nghiên cứu, tỷ lệ phôi nang có TE chất lượng kém (được xếp loại C theo thang điểm của Gardner) cao hơn ở các phôi nang bị sụp. Tác giả cho rằng các bất thường về hình thái và chức năng của tế bào TE, chẳng hạn như sự bịt kín giữa các tế bào không hoàn chỉnh, khả năng co rút bất thường của tế bào TE, và hoạt động bất thường của các kênh bơm ion và nước, có thể khiến lớp TE không thể chịu được áp suất quá lớn trong khoang phôi nang, dẫn đến sự tách ra của các liên kết bịt kín tế bào. Ngoài ra, các chướng ngại vật cơ học mà TE gặp phải trong quá trình giãn nở, chẳng hạn như các phôi bào bị loại bỏ hoặc mảnh vụn tế bào trong khoang quanh noãn, (perivitelline space - PVS), cũng có thể dẫn đến những thay đổi lớn trong áp suất thủy tĩnh. Sau đó, việc rò rỉ chất lỏng trong khoang phôi nang làm giảm sức căng và kích thích sự khép kín của các khe giữa các tế bào, cho phép phôi nang tiếp tục giãn nở trở lại. Do tốc độ rò rỉ nhanh của các chất lỏng có độ nhớt thấp, diện tích phôi nang giảm nhanh chóng trong quá trình sụp, và hầu hết các phôi nang giãn nở trở lại trong vòng 3 giờ sau khi sụp. Ngoài ra, hiện tượng sụp nghiêm trọng hoặc sụp nhiều lần cũng có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi đến sự phát triển của phôi nang, ví dụ như mất nước ở phôi và tiêu tốn nhiều năng lượng. Lực căng quá mức không chỉ làm tổn hại đến sự kết dính giữa các tế bào cũng như giữa tế bào và chất nền mà còn có thể gây tổn thương màng tế bào, dẫn đến cái chết của tế bào và hình thành các vết nứt trong lớp biểu mô. Sự nở rộng phôi nang bị chậm trễ liên quan đến việc sụp nhiều lần (có thể xảy ra trong quá trình thoát màng) có thể dẫn đến tình trạng không đồng bộ giữa phôi nang và nội mạc tử cung, từ đó làm giảm LBR trong chu kỳ điều trị.

Tóm lại, nghiên cứu này chỉ ra rằng tần suất sụp nhiều lần của phôi nang sau tB là một yếu tố nguy cơ độc lập cho tình trạng lệch bội. Ngoài ra, hiện tượng sụp của phôi nang có mối liên hệ đáng kể với sự trì hoãn trong quá trình phát triển phôi và chất lượng hình thái phôi giảm. Phân tích các phôi lệch bội cho thấy tỷ lệ và tần suất sụp nhiều lần xảy ra nhiều hơn ở các phôi mắc hội chứng mất đoạn nhỏ (subchromosomal deletion) và đơn bội nhiễm sắc thể (monosomy). Hiện tại, chưa thể giải thích mối quan hệ và cơ chế của các hiện tượng này. Nghiên cứu khuyến nghị rằng hiện tượng sụp của phôi nang cần được xem xét khi lựa chọn phôi để chuyển.

Nguồn: Jin L, Si K, Li Z, He H, Wu L, Ma B, Ren X, Huang B. Multiple collapses of blastocysts after full blastocyst formation is an independent risk factor for aneuploidy - a study based on AI and manual validation. Reprod Biol Endocrinol. 2024 Jul 15;22(1):81. doi: 10.1186/s12958-024-01242-6. PMID: 39010092; PMCID: PMC11247853.

Từ khóa: Phôi nang sụp, phôi nguyên bội, Công nghệ quan sát phôi thời gian thực, timelapse, trí tuệ nhân tạo, AI