CVPH. Trịnh Thị Thùy Trang – IVF Vạn Hạnh
 

Tạp chí Fertility and Sterility tháng này có một nghiên cứu thú vị kiểm tra ảnh hưởng của việc bổ sung coenzyme-Q10 (CoQ10) vào môi trường nuôi cấy trưởng thành trong ống nghiệm (IVM) của các noãn bào chưa trưởng thành thu được từ bệnh nhân IVF lớn tuổi và trẻ tuổi. Theo lý thuyết, sự suy giảm chức năng của ty thể là một trong những cơ chế liên quan đến sự lão hóa buồng trứng. Không giống như các tế bào khác, noãn bào và phôi giai đoạn sớm của động vật có vú hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình phosphoryl hóa oxy hóa ty thể (OXPHOS) để cung cấp năng lượng cho chúng. Có khả năng, khi phụ nữ già đi thì chức năng ti thể của noãn giảm, sẽ có ít năng lượng hơn cho hoạt động của nhân và sự phân li nhiễm sắc thể, dẫn đến tỷ lệ lệch bội tăng lên.

Giả thuyết này được ủng hộ bởi sự gia tăng rõ rệt trong sản xuất ATP liên quan đến cả giảm phân I và II, điều này đã được chứng minh khá rõ ở chuột. Các dữ liệu khác ở chuột già đã chứng minh sự gia tăng thể lệch bội, tương tự như ở phụ nữ lớn tuổi, có liên quan đến giảm điện thế màng ty thể, giảm sản xuất ATP và tăng các loại phản ứng oxy khử (ROS). Các đột biến về ty thể trong tế bào nang noãn cũng tăng lên theo tuổi tác, điều này cho thấy quá trình OXPHOS và việc sản xuất ATP trong nang của phụ nữ lớn tuổi cũng có thể bị suy giảm. Cuối cùng, tiềm năng làm tổ của phôi có tương quan với lượng ATP trong noãn bào.

Sự gia tăng thể lệch bội liên quan đến tuổi xảy ra chủ yếu trong quá trình giảm phân và trong phần lớn các trường hợp, điều này liên quan đến sự phân tách sớm của các chromatid chị em (PSSC). Sai số phân ly nhiễm sắc thể có thể phổ biến hơn trong lần phân chia giảm phân II, có thể tùy thuộc vào sự rối loạn chức năng của các protein trong nhân. Các protein này là phức hợp cohesin có vai trò duy trì sự gắn kết chromatid chị em trong quá trình giảm phân, được lưu trữ trong noãn bào, trở nên già đi giống như noãn và rất nhạy cảm với sự phá hủy của ROS.

CoQ10 là một thành phần thiết yếu của chuyền điện tử ty thể chịu trách nhiệm sản xuất ATP. Gần đây chúng tôi đã quan sát thấy sự giảm biểu hiện của các enzym liên quan đến tổng hợp CoQ10 trong tế bào cumulus của chuột già và phụ nữ lớn tuổi. Các nghiên cứu khác về phức hợp noãn - cumulus của chuột già cũng cho thấy sự giảm biểu hiện của các enzym chịu trách nhiệm tổng hợp CoQ10, điều này có thể được cải thiện bằng cách bổ sung CoQ10 vào chế độ ăn uống và giảm các protein liên quan đến OXPHOS, cụ thể là NDUFA1, UQCRC1 và ATP5I. Noãn bào tương tác, trao đổi phân tử qua lại với cumulus thông qua các mối nối (gap junctions). Tế bào cumulus đóng một vai trò quan trọng trong việc nuôi dưỡng noãn bào bằng cách cung cấp các yếu tố tăng trưởng, lipid, các chất chuyển hóa (pyruvate và axit amin) và CoQ10.

Trong nghiên cứu của Ma và cs trong tạp chí Fertility and Sterility, các tác giả đã kiểm tra giả thuyết rằng việc thêm CoQ10 vào môi trường được sử dụng để nuôi cấy IVM có liên quan đến sự khuếch tán hoặc hấp thụ của noãn bào chưa trưởng thành và tạo nhiều năng lượng hơn để quá trình giảm phân diễn ra hiệu quả. Các tác giả đã lấy noãn chưa trường thành ở giai đoạn GV từ 45 phụ nữ ≥38 tuổi và từ 18 phụ nữ ≤30 tuổi. Các noãn bào được chọn ngẫu nhiên để nuôi cấy trong môi trường IVM có hoặc không có 50 μM CoQ10. Các tác giả nhận thấy sự chuyển đổi được cải thiện từ noãn GV sang noãn trưởng thành MII và giảm tỷ lệ lệch bội, được xác định bằng sinh thiết thể cực và giải trình tự thế hệ mới ở nhóm phụ nữ lớn tuổi, nhưng không thấy khác biệt ở nhóm trẻ tuổi. Đối với phụ nữ ≥38 tuổi, tỷ lệ trưởng thành noãn là 82,6% ở nhóm bổ sung CoQ10 so với 63% ở nhóm đối chứng (P = 0,035). Tỷ lệ lệch bội trong noãn đối chứng của phụ nữ lớn tuổi là 65,5% nhưng việc bổ sung CoQ10 vào môi trường IVM dẫn đến giảm tỷ lệ lệch bội 36,8% (P = 0,02). Ở phụ nữ ≤30 tuổi, tỷ lệ trưởng thành noãn không tăng (80,0% so với 76,9%), và tỷ lệ lệch bội là tương tự khi có hoặc không có CoQ10 (28,6% so với 30,0%, tương ứng).

Sự cải thiện về sự trưởng thành noãn và giảm lệch bội được quan sát thấy khi bổ sung CoQ10 trong nghiên cứu này có tính hợp lý về mặt sinh học vì cả việc trigger hCG và việc loại bỏ các tế bào cumulus để đánh giá sự trưởng thành của noãn sẽ làm phá vỡ các mối nối do đó ngăn chặn sự trao đổi của các chất chuyển hóa và sự tổng hợp CoQ10. Do đó, noãn chỉ có thể dùng CoQ10 ở kho dự trữ tại thời điểm lấy noãn để thực hiện quá trình thụ tinh và tất cả các lần phân chia phôi bào sau đó.

Những người phụ nữ trẻ tuổi có các tế bào cumulus khỏe mạnh sẽ dự trữ đủ CoQ10 và các chất chuyển hóa khác để hỗ trợ các chức năng tế bào sau khi đứt gãy các mối nối gap junctions. Tuy nhiên, nếu quá trình lão hóa có liên quan đến việc giảm tổng hợp CoQ10 trong tế bào cumulus (ít vận chuyển và lưu trữ CoQ10 trong noãn), thì việc bổ sung CoQ10 vào quá trình nuôi cấy IVM noãn GV sẽ hỗ trợ cho hoạt động của ty thể và sản xuất nhiều ATP hơn để giảm phân xảy ra hiệu quả. Giả thuyết này được làm sáng tỏ bởi sự xuất hiện nhiều hơn của các thể cực thứ nhất khi nuôi IVM noãn GV những phụ nữ lớn tuổi trong nhóm nghiên cứu CoQ10 so với nhóm đối chứng, như vậy năng lượng được sản xuất nhiều hơn cung cấp cho quá trình giảm phân I. Ngoài ra, các tác giả cho thấy rằng 86,9% các bất thường về nhiễm sắc thể là PSSC, kiểu hình lệch bội thường liên quan đến lão hóa, và nguyên nhân gây lệch bội này đã được loại bỏ đáng kể bằng cách bổ sung CoQ10 vào môi trường nuôi cấy.

Các công bố trước đây đã gợi ý về những lợi ích tiềm năng của việc uống CoQ10 ở phụ nữ lớn tuổi, người phản ứng kém và bệnh nhân mắc hội chứng buồng trứng đa nang. Trong những trường hợp này, việc bổ sung CoQ10 bằng đường uống có thể tăng cường sản xuất tế bào cumulus và cung cấp CoQ10 đến noãn. Nghiên cứu này cho thấy, khi các mối nối gap junctions bị phá vỡ bởi sự kích hoạt hCG, việc bổ sung CoQ10 vào môi trường nuôi cấy có thể dẫn đến việc tiếp tục tăng cường sản xuất ATP của ty thể trong noãn bào để hỗ trợ giảm phân II và sự phát triển của phôi đến giai đoạn phôi nang.

Nếu những phát hiện này được xác nhận, nghiên cứu này có thể thay đổi thực hành trong phòng thí nghiệm phôi học. Có thể có ít nhược điểm khi thêm CoQ10 liều thấp vào môi trường nuôi cấy phôi trong quá trình thụ tinh ống nghiệm thường quy và tiêm tinh trùng vào bào tương noãn, và sẽ có những lợi ích tiềm năng trong việc giảm lệch bội trong giảm phân II. Ngoài ra, ngay cả những phụ nữ trẻ tuổi có sự phát triển phôi kém cũng có thể được cải thiện kết quả từ việc hỗ trợ sự sản xuất năng lượng trong thụ tinh ống nghiệm để tăng cường khả năng phân chia đến giai đoạn phôi nang.

Nguồn: A battery boost for old eggs? Fertility and Sterility. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2020.05.009.

Link bài: https://www.fertstert.org/article/S0015-0282(20)30438-6/fulltext