CN Lê Ngọc Quế Anh – IVF Tâm Anh
 
Trong quá trình phát triển của phôi người, có rất nhiều lỗi có thể xảy ra, chẳng hạn như nhiễm sắc thể bị phân ly sai lệch. Điều này có thể dẫn đến tình trạng lệch bội. Các lỗi này thường bắt đầu từ quá trình phân chia tế bào sớm, gọi là nguyên phân. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiều vấn đề xảy ra trong quá trình nguyên phân đầu tiên chẳng hạn như phân chia trực tiếp, lỗi phân ly nhiễm sắc thể và hiện tượng đa nhân. Tuy nhiên, cơ chế của các quá trình này vẫn chưa được biết đến. Để làm rõ vấn đề này, nghiên cứu đã thực hiện chụp ảnh các hợp tử hai tiền nhân sống bị loại bỏ bằng cách sử dụng nhãn huỳnh quang mà không cần tiêm vi mô DNA hoặc mRNA và nghiên cứu mối liên hệ giữa hình dạng thoi phân bào và bất thường nhân trong quá trình nguyên phân đầu tiên. Tuổi trung bình của bệnh nhân tại thời điểm đông lạnh phôi là 32,00 ± 3,03 tuổi. Phôi người được trữ lạnh vào giai đoạn 2 tiền nhân 19,7h ± 0,92 h sau thụ tinh.  
 
Kết quả ghi nhận được 81% (25/31) phôi có nhiều nhân ở giai đoạn 2 tế bào. Tỷ lệ này cao hơn đáng kể so với phôi có một nhân (19%, 6/31). Tỷ lệ đa nhân ở nhóm chứng (không dùng thuốc nhuộm) là 75% (15/20), và ở nhóm nhuộm (có thuốc nhuộm, không chụp ảnh) là 78% (25/32), cho thấy việc sử dụng thuốc nhuộm không làm tăng đáng kể tỷ lệ đa nhân. 100% (5/5) phôi có phân ly đa cực đều có nhiều nhân. Tỷ lệ phôi đa nhân giảm xuống còn 35% ở giai đoạn 4 tế bào.
 
Có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ chiều dài trên chiều rộng (aspect ratio - AR) của thoi phân bào giữa phôi có một nhân và phôi có nhiều nhân. Thoi phân bào có AR thấp thường dẫn đến đa nhân ở giai đoạn hai tế bào và có các cực thoi bị mất tiêu cự (defocused poles).
 
42% (11/26) các thoi phân bào lưỡng cực có cực bị mất tiêu cự trong lần phân bào đầu tiên. Tỷ lệ phôi có cực mất tiêu cự ở nhóm đơn nhân là 0% (0/6) và ở nhóm đa nhân là 55% (11/20), với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05). Trong số các thoi phân bào có cực bị mất tiêu cự, 45% (6/11) có một cực bị mất tiêu cự và 54% (5/11) có cả hai cực bị mất tiêu cự. Cực thoi không gắn với đuôi tinh trùng thường bị mất tiêu cự hơn (4/6 trường hợp). Không quan sát thấy cực thoi bị mất tiêu cự trong lần phân bào thứ hai (0%, 0/7).
 
6% (5/31) phôi có phân ly đa cực trong lần phân bào đầu tiên. Không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ phân ly đa cực giữa lần phân bào đầu tiên và lần thứ hai (16% so với 22%, 2/9). 16% (5/31) phôi có nhiễm sắc thể tụt lại trong lần phân bào đầu tiên. Không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ nhiễm sắc thể tụt lại giữa lần phân bào đầu tiên và lần thứ hai (16% so với 19%, 1/9).
 
Thời gian từ khi màng nhân vỡ (Pronuclear envelope breakdown - PNBD) đến khi rãnh phân chia xuất hiện không khác biệt đáng kể giữa nhóm chứng (149,2 phút), nhóm chụp ảnh (155,6 phút) và nhóm nhuộm (155,1 phút) (p=0,5044). Thời gian hình thành thoi phân bào là khoảng 30 phút (IQR = 10,8 phút). Thời gian kéo dài thoi phân bào từ PNBD là 130 phút (IQR = 11 phút). Thời gian bắt đầu mất tiêu cự ở cực thoi là 80 phút (IQR = 19 phút) kể từ PNBD. Thoi phân bào đa cực hình thành sớm hơn thoi phân bào bị mất tiêu cự (15 phút (IQR = 12,5 phút) so với 94,5 phút (IQR = 32,75 phút) từ khi bắt đầu hình thành thoi phân bào.
 
Đường kính nhân ở giai đoạn 2 tế bào có nhiều biến động. Ở giai đoạn 4 tế bào, đường kính nhân phần lớn khoảng 20 µm.
 
Mất tiêu cự ở cực thoi là một yếu tố quan trọng gây ra đa nhân. Hiện tượng này xảy ra do sự bất ổn định của centrosome, có thể do centrosome được thừa hưởng từ tinh trùng không thể duy trì chức năng trung tâm tổ chức vi ống (microtubule organizing
centers - MTOC) một cách hiệu quả. Có sự khác biệt về vị trí của γ-tubulin dương tính MTOC giữa các loại thoi phân bào. Thoi phân bào mất tiêu cự có hai centrosome dương tính γ-tubulin nhưng vị trí bị lệch so với nhiễm sắc thể, trong khi thoi đa cực có ba cực nhưng chỉ có hai γ-tubulin dương tính. Sự bất ổn định của centrosome và MTOC có thể là do thời gian phân bào dài hơn trong lần phân bào đầu tiên so với lần thứ hai.
 
Có hai loại thoi phân bào gây đa nhân:

• Thoi phân bào có AR thấp và cực bị mất tiêu cự hình thành từ hai cực, sau đó trở nên mất tiêu cự trong nửa sau kỳ giữa.
• Thoi phân bào đa cực hình thành từ ba cực và xuất hiện sớm hơn so với thoi bị mất tiêu cự.

Nghiên cứu chỉ ra rằng phần lớn các lỗi về nhân được sửa chữa trong lần phân bào thứ hai. Tần suất đa nhân giảm đáng kể từ 81% ở giai đoạn 2 tế bào xuống còn 35% ở giai đoạn 4 tế bào. Điều này có thể là do sự ổn định của thoi phân bào tăng lên trong lần phân bào thứ hai, với việc không quan sát thấy cực thoi bị mất tiêu cự.
Nghiên cứu có một số hạn chế như sử dụng phôi người được hiến tặng từ các phòng khám hỗ trợ sinh sản nên thiếu thông tin chi tiết bệnh nhân và các phương pháp kích thích buồng trứng. Điều này có thể gây sai lệch về đặc điểm của phôi. Nghiên cứu chưa thể làm sáng tỏ tất cả các cơ chế gây ra các hiện tượng quan sát được, ví dụ như tại sao các thoi phân bào AR thấp có cực tập trung vẫn có thể gây đa nhân. Sự bất ổn định của centrosome có thể xảy ra ngay cả khi thoi phân bào có cực tập trung. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để khám phá các cơ chế chi tiết hơn về sự hình thành thoi phân bào và các yếu tố gây ra sự mất ổn định của centrosome trong phôi người
 
Tóm lại, nghiên cứu này đã chỉ ra rằng sự bất ổn định của thoi phân bào trong lần phân bào đầu tiên là một yếu tố quan trọng gây ra các lỗi về nhân, đặc biệt là đa nhân, các lỗi này có thể được sửa chữa trong lần phân bào thứ hai. Bên cạnh đó, nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hiểu rõ cơ chế hình thành thoi phân bào và sự hoạt động của centrosome trong phôi người để cải thiện các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản.
 
Nguồn: Ono Y, Shirasawa H, Takahashi K, Goto M, Ono T, Sakaguchi T, Okabe M, Hirakawa T, Iwasawa T, Fujishima A, Sugawara T, Makino K, Miura H, Fukunaga N, Asada Y, Kumazawa Y, Terada Y. Shape of the first mitotic spindles impacts multinucleation in human embryos. Nat Commun. 2024 Jun 25;15(1):5381. doi: 10.1038/s41467-024-49815-8. PMID: 38918406; PMCID: PMC11199590.

Từ khóa: thoi phân bào, phân li nhiễm sắc thể, nguyên phân, đa nhân