CN. Phạm Bích Vân - IVF Tâm Anh
 
Sẩy thai là biến chứng thai kỳ phổ biến nhất, với khoảng 50% là sảy thai tự phát sớm có nguyên nhân là do bất thường nhiễm sắc thể, trong đó 86% là bất thường về số lượng nhiễm sắc thể. Khảm là hiện tượng có hai hoặc nhiều tế bào với các kiểu hình nhiễm sắc thể khác nhau xuất hiện trong cùng một phôi, nhiều nghiên cứu trước đây cho thấy, khảm có thể xuất hiện trong khoảng 3,1-25% ở giai đoạn phôi nang, chủ yếu nguyên nhân là do bất thường phân bào sau thụ tinh. Việc chỉ sinh thiết vài tế bào từ ngoại bì lá nuôi (Trophectoderm - TE) có thể không đủ đại diện cho toàn bộ TE hoặc phôi, chính vì vậy, việc xét nghiệm di truyền tiền làm tổ để phát hiện lệch bội (PGT-A) trở nên khó khăn và không đủ chính xác. Mặc dù phôi khảm có thể phát triển thành thai kỳ bình thường, nhưng kết quả này vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi chẩn đoán sai khi thực hiện PGT-A. Bài viết này tóm tắt nguyên nhân hình thành khảm do bất thường phân bào, ảnh hưởng của khảm đến sự phát triển của phôi, và các khuyến nghị cho thực hành lâm sàng.
 
Cơ chế hình thành khảm

• Cơ chế điểm kiểm soát của chu kỳ tế bào

Trong quá trình phân bào, chu trình tế bào được điều tiết một cách chặt chẽ sao cho đảm bảo các nhiễm sắc thể có thể sao chép và phân chia một cách chính xác. Điểm kiểm soát lắp ráp thoi vô sắc (Spindle assembly checkpoint - SAC) là một cơ chế quan trọng trong quá trình phân bào giúp đảm bảo rằng các cặp nhiễm sắc thể được phân chia chính xác trong pha M. Khi kinetochore của nhiễm sắc thể và vi ống không được gắn kết chính xác với nhau, lực kéo được sinh ra từ các vi ống và kinetochore sẽ bị giảm. Aurora B, một thành phần quan trọng của phức hợp điều hòa nhiễm sắc thể (Chromosome Passenger Complex - CPC) có thể kích hoạt SAC khi lực kéo không đủ. Khi SAC được kích hoạt, các protein như BubR1, Bub3 và Mad 2 được chiêu mộ để hình thành phức hợp điểm kiểm soát phân bào (Mitotic checkpoint complex - MCC), phức hợp này gắn với Cdc20 làm ức chế hoạt động của APC/C , ngăn chặn sự phân hủy Cyclin B1 và securin thành chất nền APC/C, làm trì hoãn giai đoạn kỳ sau của nguyên phân và giúp cho các nhiễm sắc tử chị em không bị phân tách sớm. Nhiều nghiên cứu cho thấy những thay đổi về chức năng của CPC và SAC có thể liên quan đến sự hình thành các phôi lệch bội.

• Lỗi trong sự liên kết nhiễm sắc thể

Các nghiên cứu trước đây cho thấy khi độ tuổi của người phụ nữ tăng lên, mức độ liên kết ở trong các tế bào noãn bị giảm, điều này có thể dẫn đến sự phân tách sớm giữa các nhiễm sắc tử chị em, gây phân mảnh kinetochore và tăng nguy cơ bất thường nhiễm sắc thể. Hơn thế nữa, việc thiếu hụt các thành phần liên kết gây ra lỗi trong phân bào cũng như là sự phát triển bất thường của phôi

• Sai lệch trung thể và bất thường lắp ráp thoi vô sắc

Hỗn bội (Mixoploidy) là trường hợp trong đó các tế bào trong cùng một phôi có số lượng nhiễm sắc thể khác nhau, bao gồm đơn bội, lưỡng bội và đa bội. Nguyên nhân gây ra có thể bao gồm thụ tinh kép hoặc đa thụ tinh, biểu hiện của enzyme pololike-kínase (PLK4) quá cao, hoặc đột biến ở các gen mẹ liên quan đến việc tổ chức thoi phân bào, như FILIA và TLE6 . Những bất thường này dẫn đến sự thay đổi số lượng trung thể và làm rối loạn quá trình phân chia nhiễm sắc thể gây ra tình trạnh lệch bội ở phôi người.

• Căng thẳng sao chép DNA

Trong tế bào phôi, giai đoạn ở pha G1 và G2 rất ngắn trước khi kích hoạt bộ gen phôi (ZGA), việc giảm thời gian ở pha G1 có thể dẫn đến căng thẳng sao chép và tăng tổn thương DNA. Ở trong giai đoạn phôi sớm, nếu như cơ chế phản ứng tổn thương không được điều tiết chặt chẽ, thì các lỗi sao chéo DNA sẽ  đi vào quá trình phân chia tạo ra những micronuclei chứa các nhiễm sắc thể bị phân mảnh. Ngoài ra, cơ chế sửa chữa của DNA trong phôi có sự khác biệt so với tế bào soma, và việc thiếu các cơ chế sửa chữa mạnh mẽ như ở tế bào soma có thể gây ra những bất thường như là lệch bội.

• Giải cứu tình trạng tam nhiễm không hoàn toàn

Cơ chế giải cứu tình trạng tam nhiễm có thể sửa chữa các tế bào tam nhiễm bất thường bằng cách loại bỏ nhiễm sắc thể thừa. Tuy nhiên, cơ chế này có thể dẫn đến hội chứng di truyền uniparental disomy (UPD), khi một cặp nhiễm sắc thể đồng dạng được thừa hưởng từ cùng một bố hoặc mẹ. Thêm vào đó, nếu cớ chế này diễn ra không hoàn toàn, điều này có thể dẫn đến sự tái sắp xếp hoặc mất một phần nhiễm sắc thể, quá trình này có thể dẫn đến hình thành khảm, trong đó phôi chứa các tế bào có các nhiễm sắc thể khác nhau.
Kết quả của thể khảm lên sự phát triển của phôi.
Nhiều nghiên cứu cho thấy hơn 80% phôi ở giai đoạn phôi phân chia có bất thường nhiễm sắc thể, với hơn 50% do phân bào bất thường. Tuy nhiên, tỉ lệ này giảm dần trong quá trình phát triển của phôi, và tỉ lệ khảm ở giai đoạn phôi nang ước tính chiếm khoảng 3,1–25%. Điều này cho thấy có thể có cơ chế tự sửa sai trong quá trình phát triển phôi khảm và các cơ chế này có thể bao gồm:
 
1. Mô hình loại bỏ dòng tế bào
Mô hình nghiên cứu này tập trung vào việc loại bỏ các tế bào lệch bội có chọn lọc thông qua các cơ chế như apoptosis và sự tăng sinh của các tế bào bình thường để bù đắp cho tế bào bị mất. Mặc dù apoptosis không xảy ra trong các giai đoạn đầu của phôi tuy nhiên nghiên cứu của Bolton và cộng sự (2016) đã thí nghiệm trên mô hình chuột và cho thấy rằng các tế bào lệch bội sẽ bị loại bỏ trong suốt quá trình phát triển phôi. Hơn thế nữa, tự thực bào trong các tế bào lệch bội có thể kích hoạt apoptosis như một cơ chế tự sửa chữa, nhưng khả năng dung nạp các tế bào lệch bội và mức độ apoptosis ở các khối tế bào TE và ICM có sự khác biệt, phụ thuộc vào giai đoạn phát triển và các yếu tố biệt hóa.
 
2. Mô hình loại trừ
Mô hình nghiên cứu phôi tiền làm tổ ở khỉ rhesus cho thấy, trong giai đoạn phân bào đầu tiên, các hợp tử có bộ nhiễm sắc thể bình thường có thể gặp hiện tượng nhiễm sắc thể bị chậm phân chia và bị bao bọc trong các micronuclei. Khi quá trình phân chia tiếp tục những nhiễm sắc thể bị bao bọc trong các tế bào phân mảnh sẽ bị loại bỏ khỏi phôi bào, nếu phôi phát triển thành phôi nang thì những tế bào phân mảnh có thể bị tống xuất vào khoảng không quanh noãn. Quá trình nén tế bào (compaction) cũng giúp loại bỏ một số tế bào lệch bội, giúp phôi phát triển thành phôi nang nguyên bội khỏe mạnh. Các phôi có nén chặt không hoàn toàn thường kém chất lượng và có tỉ lệ mang thai thấp hơn so với phôi nén hoàn toàn.
 
3. Mô hình phân phối chọn lọc
James và West (1994) đã đưa ra ly thuyết rằng các tế bào lệch bội thường có xu hướng tập trung nhiều hơn trong lớp tế bào TE thay vì ICM, tuy nhiên vẫn có sự tranh cãi xung quanh về lý thuyết này và cơ chế chọn lọc này vẫn chưa thật sự rõ ràng. Nhiều nghiên cứu cho rằng hiện tượng này xảy ra  là do những tế bào bất thường ở ICM sẽ bị loại bỏ bởi chu trình apoptosis, ngược lại khối tế bào ở TE có thể thích nghi với sự hiện diện tế bào lệch bội tốt hơn so với ICM. Cơ chế này cũng là một trong những lý do giải thích cho sự xuất hiện hiện tượng khảm trong nhau thai.
Các vấn đề chưa được giải quyết và khuyến nghị về thể khảm trong thực hành lâm sàng.
Các nghiên cứu trên động vật cho thấy phôi khảm vẫn có khả năng phát triển bình thường nếu có tỉ lệ tế bào nguyên bội nhất định. Tuy nhiên, việc chẩn đoán chính xác thể khảm vẫn còn gặp nhiều khó khăn, và việc loại bỏ phôi khảm một cách mù quáng có thể dẫn đến lãng phí nguồn lực phôi và gánh nặng tài chính, tâm lý cho bệnh nhân. Mặc dù nhiều nghiên cứu lâm sàng cho thấy các phôi khảm có tỉ lệ làm tổ thấp và nguy cơ sảy thai cao hơn phôi nguyên bội, tuy nhiên phôi khảm vẫn có thể có kết quả tương đương phôi nguyên bội với mức độ khảm thấp. Vì có một số bất định trong kết quả thai kỳ, phôi nguyên bội vẫn nên được ưu tiên lựa chọn để chuyển, và phôi khảm chỉ nên được chuyển khi không còn lựa chọn khác. Quyết định chuyển phôi khảm cần xem xét mức độ khảm và kết hợp với đánh giá hình thái học của phôi, đồng thời khuyến nghị chẩn đoán trước sinh như chọc ối cho các thai kỳ từ phôi khảm.
 
Nguồn: ZHANG, Xue; ZHENG, Peng-Sheng. Mechanism of chromosomal mosaicism in preimplantation embryos and its effect on embryo development. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 2024, 1-15.
Hình ảnh minh họa:
 

Từ khóa: Phôi tiền làm tổ, thể khảm, tự sửa sai, PGT-A