ThS. Nguyễn Huỳnh Cẩm Tú – IVF Tâm Anh
 
Giới thiệu
Việc chọn lựa noãn và phôi chất lượng cao là bước quan trọng đầu tiên để đảm bảo thành công của một chu kỳ hỗ trợ sinh sản (Assited reproductive technology – ART). Chất lượng noãn liên quan đến khả năng phân bào, thụ tinh, phát triển phôi tiền làm tổ, làm tổ và cuối cùng là sinh ra một em bé khỏe mạnh. Vì vậy, các phương pháp đánh giá khách quan, chính xác, định lượng, không xâm lấn, nhanh chóng và có thể lặp lại rất cần thiết trong lâm sàng.
Các phát triển gần đây trong công nghệ quan sát siêu cấu trúc, phân tích chất tự phát quang và vi chip, v.v., cung cấp cơ hội mới để vượt qua các giới hạn hiện tại trong đánh giá noãn và phôi. Bài tổng hợp này trình bày các kỹ thuật không xâm lấn khác nhau để tăng hiệu quả và độ chính xác trong đánh giá chất lượng noãn và phôi, từ đó tăng hiệu quả của ART.
 
Phương pháp cơ học
Một phương pháp thường được sử dụng để đánh giá cơ học noãn là phân tích lớp màng zona. Các kỹ thuật như ấn, hút bằng micropipette kết hợp với kính hiển vi nguyên tử lực để đo độ cứng, độ đàn hồi và độ nhớt của lớp vỏ zona. Sự biến dạng của nó sau đó được phân tích để đánh giá tính chất cơ học. Một số phương pháp cơ học khác cũng được áp dụng trong quá trình ICSI.
Yanez và cộng sự (2016) báo cáo rằng độ nhớt và đàn hồi có thể là dấu hiệu sức sống của phôi trong quá trình phát triển. Phôi có độ mềm và chắc vừa phải có khả năng phát triển tốt hơn. Tuy nhiên, sử dụng lực quá mức trong các phương pháp cơ học có thể gây biến dạng, hư hỏng noãn và phôi. Vì vậy, xác định lực thích hợp là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong tương lai.
 
Phương pháp quang học
Hệ thống lab-on-a-chip (LOC) kết hợp với cảm biến quang học được phát triển để đo sự hấp thụ và chỉ số khúc xạ ở các giai đoạn phát triển khác nhau của noãn. Hệ thống này sử dụng thiết bị vi lưu để tự động hóa việc di chuyển, giữ và ghi hình noãn. Lượng ánh sáng hấp thụ và truyền qua noãn được đo bằng sợi quang học chiếu sáng và hấp thu. Noãn chất lượng tốt với tế bào chất đồng nhất có tỷ lệ hấp thụ thấp hơn, trong khi noãn chất lượng kém với tế bào chất không đồng nhất và chứa thể vùi có tỷ lệ hấp thụ cao hơn.
Các phương pháp quang học cũng được sử dụng để đánh giá sự phân bổ, hình dạng và độ khúc xạ của thoi vô sắc bằng ánh sáng phân cực.
Những yếu tố chuyển hóa NADH và FAD liên quan trực tiếp đến hoạt động của ti thể. Cường độ huỳnh quang của chúng được sử dụng để định lượng hoạt động ti thể và các thay đổi chuyển hóa trong noãn và phôi. Kính hiển vi huỳnh quang hai photon (Two-Photon Excited Fluorescence - TPEF) với laser femtosecond và kính hiển vi phổ rộng, là một giải pháp tiềm năng để giảm ảnh hưởng của ánh sáng cường độ cao đến chất lượng noãn và phôi. Kính hiển vi TPEF cho phép hình ảnh ở độ sâu lớn hơn và giảm nguy cơ tổn thương quang học ở các khu vực ngoài tiêu điểm; trong khi kính hiển vi phổ rộng phát hiện nhiều loại phân tử phát huỳnh quang nội sinh, cho phép hiểu rõ hơn về chuyển hóa và thành phần của noãn và phôi. Kính hiển vi phổ rộng đã chứng minh khả năng phân biệt các phôi bò chất lượng tốt và kém, nên có triển vọng là phương pháp không xâm lấn để phát hiện các thay đổi chuyển hóa của noãn và phôi.
 
Phương pháp đánh giá dựa trên yếu tố tiết trong quá trình chuyển hóa
Các phương pháp đánh giá dựa trên yếu tố tiết trong quá trình chuyển hóa tế bào liên quan đến việc đánh giá dịch nang và môi trường nuôi cấy từ noãn và phôi. Các kỹ thuật như sắc ký lỏng cao áp, khối phổ và giải trình tự RNA được sử dụng để xác định tín hiệu chất lượng noãn trong dịch nang. GDF9, một yếu tố được tổng hợp bởi noãn và tham gia vào giai đoạn cuối quá trình mở rộng các tế bào cumulus, là tín hiệu quan trọng của chất lượng noãn. Vì dịch nang của mỗi noãn tương đối độc lập nên cần đánh giá riêng biệt từng noãn và dịch nang của nó.
Phân tích các chất chuyển hóa trong môi trường nuôi cấy là phương pháp không xâm lấn để đánh giá sức sống, khả năng phát triển noãn và phôi. Tuy nhiên, các yếu tố như nhiễu từ tế bào khác noãn, thời gian nuôi cấy hạn chế và sai sót của chuyên viên trong thao tác, có thể làm rối loạn kết quả. Hiện tại, các tín hiệu chuyển hóa cho chất lượng noãn vẫn đang được nghiên cứu.
 
Phương pháp tự động hóa và trí thông minh nhân tạo (artificial intelligence - AI)
Trí thông minh nhân tạo (artificial intelligence – AI) đã được áp dụng trong dự đoán, chẩn đoán, quản lý thông tin, thu thập dữ liệu và thực hành lâm sàng. Hơn nữa, AI có thể bổ sung các chỉ số hình thái hiện có trong lâm sàng và tích hợp các chỉ số mới trong tương lai để cải thiện độ chính xác của việc sàng lọc chất lượng. Gần đây, một mô hình dự đoán dự trữ buồng trứng hoặc hội chứng buồng trứng đa nang đã được báo cáo. Việc phát triển một mô hình AI để đánh giá chất lượng noãn và phôi dựa trên một lượng lớn dữ liệu lâm sàng và phòng lab là rất tiềm năng.
 
Phương pháp cải thiện chất lượng noãn
Ti thể có vai trò quan trọng trong điều chỉnh chuyển hóa và di truyền của noãn nên ngày càng thu hút nhiều sự chú ý. Các chất chống oxy hóa như coenzyme Q10 được sử dụng qua đường uống hoặc thêm vào môi trường nuôi cấy trong quá trình điều trị ART để cải thiện chất lượng noãn. Sự phát triển của AI và các phương pháp đánh giá dựa trên yếu tố tiết trong chuyển hóa tế bào cũng có thể mang lại lợi ích cho việc nâng cao chất lượng noãn.
 
Kết luận
Tương lai của việc đánh giá không xâm lấn chất lượng noãn và phôi thuộc các lĩnh vực vật lý, kính hiển vi, kết hợp với di truyền học, vi lưu, AI và các công nghệ sinh học y tế khác vào nghiên cứu sinh học noãn và phôi. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức, đặc biệt là về công nghệ và ứng dụng lâm sàng. Vì vậy, cần khuyến khích nghiên cứu liên ngành và hợp tác giữa y học và các ngành công nghiệp liên quan. Từ đó giúp mở rộng hiểu biết về các lĩnh vực siêu cấu trúc chưa được khám phá, phát triển các kỹ thuật đáng tin cậy hơn trong đánh giá tiềm năng phát triển của noãn và phôi.
 
Tài liệu tham khảo: Zeng Y., Cai B., Ding C., et al., (2024). Future perspectives of non-invasive techniques for evaluating oocyte and embryo quality. The Innovation Medicine 2(1): 100055. https://doi.org/10.59717/j.xinn-med.2024.100055 

Từ khóa: kỹ thuật không xâm lấn, chất lượng noãn, chất lượng phôi