CN. Nguyễn Hoàng Bảo Ngân – IVF Tâm Anh
 
Vô sinh nam ảnh hưởng đến 30–50% các cặp vợ chồng vô sinh và thường liên quan đến tình trạng tinh trùng di động kém. Nhiều nguyên nhân có thể làm giảm di động, bao gồm rối loạn nội tiết tố, yếu tố di truyền, nhiễm trùng, lối sống (hút thuốc, uống rượu), tiếp xúc nhiệt độ cao, và vấn đề bệnh lý (giãn tĩnh mạch thừng tinh). Xét nghiệm tinh dịch đồ là bước đầu tiên để đánh giá chất lượng tinh trùng, tập trung vào mật độ, di động, hình dạng và tỷ lệ sống của tinh trùng.
Các phương pháp chuẩn bị tinh trùng giúp tách tinh trùng khỏe mạnh ra khỏi tinh dịch và các tạp chất gây cản trở quá trình thụ tinh. Khả năng hóa tinh trùng (capacitation) là một bước quan trọng trong chuẩn bị tinh trùng, tăng cường chức năng tinh trùng bằng cách kích hoạt các đường dẫn tín hiệu nội bào. Bổ sung canxi, magie và chất chống oxi hóa vào môi trường rửa có thể làm tăng khả năng thụ tinh.
Các gốc oxy phản ứng (reactive oxygen species - ROS) dư thừa - có thể gây hại cho tinh trùng như làm giảm tỷ lệ di động và gây stress oxy hóa. Để hạn chế tác hại, serotonin được thêm vào môi trường rửa để tăng cường chức năng tinh trùng. Serotonin (5-hydroxytryptamine; C10H12N2O hoặc 5-HT), thuộc họ indoleamine, một hợp chất hỗ trợ chuyển động của đuôi tinh trùng qua quá trình phosphoryl hóa cAMP. Ngoài ra, serotonin cũng có vai trò quan trọng trong tổng hợp testosterone và phát triển tinh trùng.
Nghiên cứu đánh giá tác động của môi trường rửa Prototype (được kích hoạt serotonin) đối với  tỷ lệ di động và mức độ ROS trong tinh trùng so với hai môi trường rửa thương mại (Origio và Irvine), cũng như đo lường mức độ biểu hiện của hai protein (angiotensin II type 2 receptor (AT2R) và Peroxiredoxin 2 (PRDX2)) được ghi nhận là có liên hệ đến di động của tinh trùng.
 
Phương pháp
Các mẫu tinh dịch được thu thập từ 31 nam giới trong các cặp đôi thực hiện tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI) hoặc thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Mẫu tinh dịch được chuẩn bị bằng phương pháp bơi lên sau phân tích tinh dịch đồ. Đến giai đoạn rửa, các mẫu được chia thành 4 phần để so sánh hiệu quả của các môi trường rửa khác nhau, bao gồm môi trường Prototype, Origio, Irvine, và nhóm đối chứng (mẫu không trải qua quy trình xử lý). Sự hình thành ROS được xác định thông qua phương pháp đo lưu lượng tế bào và mức protein AT2R và PRDX2 được đánh giá thông qua phương pháp Western blot. Phân tích thống kê được thực hiện để so sánh kết quả giữa ba môi trường.
 
Kết quả
Ảnh hưởng của các môi trường rửa khác nhau lên khả năng di động của tinh trùng
Nghiên cứu ghi nhận nhóm đối chứng có tổng di động và di động tiến tới thấp nhất, lần lượt là 41% và 28%, đều mang ý nghĩa thống kê. Môi trường Prototype có tổng di động tăng đáng kể (66%), nhưng khác biệt với các môi trường thương mại khác không có ý nghĩa thống kê. Ngoài ra, môi trường này có di động tiến tới cao nhất, vượt trội hơn so với môi trường Origio và Irvine, lần lượt là 59% so với 56% và 48%.
Ảnh hưởng của các môi trường rửa khác nhau đến sản xuất ROS
Nghiên cứu cho thấy có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê về giá trị ROS giữa nhóm Prototype và Origio (cụ thể là 11,5% và 10,7%) so với nhóm Irvine và nhóm đối chứng (cụ thể là 25,8% và 29,5%). Đáng chú ý, cả nhóm Prototype và Origio đều có di động cao nhất cùng với mức sản xuất ROS thấp nhất.
Tác dụng của các môi trường rửa khác nhau lên protein AT2R và PRDX của tinh trùng
Biểu hiện protein AT2R tăng đáng kể trong tinh trùng tiếp xúc với môi trường Prototype (34,5%, p<0,05), cao hơn so với các môi trường thương mại và nhóm đối chứng. Thêm vào đó, protein PRDX2 cũng biểu hiện cao nhất ở nhóm Prototype, nhưng sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê.
 
Bàn luận
Nghiên cứu cho thấy cả tổng di động và di động tiến tới của tinh trùng sau khi rửa bằng ba môi trường khác nhau đều tăng đáng kể (p < 0,05) so với nhóm đối chứng (chỉ rửa bằng PBS), do đó việc lựa chọn môi trường đóng vai trò quan trọng trong quá trình rửa tinh trùng. Thêm vào đó, di động càng cao thì nhu cầu về adenosine triphosphate (ATP) càng cao. Serotonin trong môi trường đóng vai trò cải thiện di động tinh trùng thông qua các cơ chế sinh học như tác động đến lưu lượng máu, phát triển tinh hoàn, và tăng cAMP nội bào nhờ kích hoạt enzyme adenylate cyclase. cAMP đóng vai trò kích hoạt các protein kinase và tín hiệu khác, từ đó tăng khả năng di động của tinh trùng.
Mức ROS tối ưu là điều kiện cần thiết để tinh trùng hoạt động bình thường, nhưng khi ROS tăng cao có thể gây stress oxy hóa, dẫn đến tổn thương màng, DNA, ty thể, và suy giảm khả năng di động. Ngoài ra, nghiên cứu chỉ ra môi trường chứa serotonin và môi trường Origio giúp giảm đáng kể mức ROS, tương đồng với bằng chứng cho thấy nồng độ serotonin cao có liên quan đến suy giảm ROS. Stress oxy hóa là yếu tố ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng thụ tinh của tinh trùng, do đó nam giới có nồng độ ROS cao trong tinh dịch thường gặp vấn đề vô sinh.
AT2R có mức độ biểu hiện cao ở mẫu tinh trùng di động bình thường so với mẫu di động yếu. Trong nghiên cứu, nhóm môi trường chứa serotonin tăng mức thụ thể AT2R so với các nhóm còn lại, cho thấy môi trường này góp phần vào khả năng di động của tinh trùng. Xét tác động của môi trường bổ sung serotonin lên di động của tinh trùng và sản xuất ROS, thì sự gia tăng AT2R là nhất quán.
PRDX - với sáu loại (PRDX1 đến 6), trong đó PRDX2 là protein oxy hóa khử tái tạo nhanh nhất, giúp trung hòa ROS, hỗ trợ bảo vệ tinh trùng khỏi tình trạng suy yếu do stress oxy hóa. Môi trường Prototype chứa serotonin tăng PRDX2 trong tế bào, vì nó thúc đẩy sự tương tác giữa gốc cysteine ​​hoạt động của PRDX2 và các dạng phân tử oxy bị oxy hóa, dẫn đến giảm ROS. Ngược lại, các môi trường còn lại không có sự gia tăng tương tự. Kết quả nhấn mạnh môi trường cải tiến có thể tác động tích cực đến các yếu tố liên quan đến chức năng tinh trùng trong ART.
Môi trường chứa serotonin cung cấp phương pháp tiếp cận mới giúp chọn lọc tinh trùng chất lượng cao trong ART. Nghiên cứu phân tích phân tử toàn diện với quy mô mẫu lớn hơn giúp làm rõ các cơ chế và xác nhận hiệu quả của phương pháp này.
 
Nguồn tham khảo: Moshfeghi E, Yilmazer Y, Dogan S, Aydin T, Findikli N, Ozbek T. Investigation of the effect of serotonin-activated semen washing medium on sperm motility at the molecular level: a pilot study. Zygote. 2024;32(5):396-404. doi:10.1017/S0967199424000406

Từ khóa: AT2R, vô sinh, PRDX2, ROS, serotonin, di động tinh trùng